USPIO超順磁性氧化鐵納米顆粒Fe₃O₄ Magneticnanoparticles 在靶向給藥/靶向熱療/生物分離方面的應(yīng)用

納米材料特別是磁性納米顆粒為生命科學(xué)和生物技術(shù)提供了多種可能，這主要是由于以下幾方面：首先，磁性納米顆粒的尺寸從幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米均具有良好的可控性，與細(xì)胞、病毒、蛋白質(zhì)和基因相比，粒徑較小或相當(dāng)，它們能夠被生物分子修飾以致與生物實(shí)體相結(jié)合，從而提供了一種可控的標(biāo)記方法；其次，磁性納米微粒的磁性遵從庫(kù)侖定律，能夠通過(guò)外加磁場(chǎng)來(lái)控制。這種“遠(yuǎn)距離作用”與磁場(chǎng)對(duì)人體組織的固有穿透性相結(jié)合，從而可開展包含磁性納米粒子和磁性標(biāo)記的生物體的運(yùn)輸、固定等許多方面的應(yīng)用，它們可用于傳送“包裹”，例如抗癌藥、放射性原子等，到特定的靶區(qū)，同時(shí)粒徑小于30nm的磁性納米顆粒具有超順磁性，這種超順磁性的納米微粒具有大的磁矩常量，可忽略剩磁和矯頑力，能夠像大的順磁性原子一樣對(duì)應(yīng)用的磁場(chǎng)做出快速的響應(yīng)；磁性納米微粒能夠?qū)Υ艌?chǎng)的周期性變化產(chǎn)生響應(yīng)，從激發(fā)場(chǎng)獲得能量，由此微粒能夠被加熱，從而可用于熱療，傳輸大量的熱能到靶區(qū)，如腫瘤。磁性納米微粒也可作為化療或放射性治療的增強(qiáng)劑，因?yàn)榻M織被適度的加熱能夠更有效地破壞惡性腫瘤細(xì)胞。

生物分離：

傳統(tǒng)的分離技術(shù)主要采用離心法利用密度梯度原理進(jìn)行分離，時(shí)間長(zhǎng)、效果差，而磁分離技術(shù)具有快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，能夠高效、可靠地捕獲特定的蛋白質(zhì)或其它生物大分子。利用功能化磁性納米粒子的表面配體（或受體）與受體（或配體）之間的特異性相互作用（如抗原—抗體和親和素一生物素等）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)靶向生物目標(biāo)的快速分離。磁性納米粒子是具有超順磁性的，即在外加磁場(chǎng)下它們具有磁響應(yīng)性，然而一旦磁鐵被移除，它們將立即重新分散于溶液中。磁分離方法已經(jīng)拓展到對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)和核酸(DNA，RNA)等多種生物的分離和純化。

磁性納米粒子進(jìn)行生物分離的主要方式有：①負(fù)相分離，及利用磁性微球分離無(wú)關(guān)細(xì)胞，使留下的靶細(xì)胞純化；②正相分離，及直接從細(xì)胞混合液中分離出靶細(xì)胞，使之純化。用于生物分離的磁性納米顆粒需要具備以下特點(diǎn)：①可以根據(jù)不同的細(xì)胞，對(duì)其進(jìn)行改性，更加準(zhǔn)確快捷，將目標(biāo)細(xì)胞從原樣中分離出來(lái)；②具有良好的生物相容性且不會(huì)破壞細(xì)胞；③當(dāng)大量需要某種細(xì)胞時(shí)，其易于放大操作。

適用于生物分離的磁性納米顆粒有：殼聚糖修飾的磁性納米顆粒、聚丙烯酸（PAA）修飾的磁性納米顆粒、表面羧基化磁性納米顆粒、親水性磁性納米顆粒、氨基修飾的二氧化硅包裹的磁性納米顆粒等。

相關(guān)產(chǎn)品如下：

1：羧基化Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機(jī)溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEG coatingcarboxyl function in water/ Organic

2：多聚賴氨酸修飾的氧化鐵磁性納米顆粒（PLL@Fe2O3）10nm 鐵濃度：1 mg/mL

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PLL coating inwater

3：10nm鏈霉親和素包裹磁性納米顆粒（Streptavidin@Fe3O4）    1mg/ml

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Streptavidincoating in water

4:聚合物-聚乙烯亞胺(PEI)包裹Fe3O4 磁性納米顆粒(PEI@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEIcoatingin water

5: 牛血清白蛋白(BSA)包裹Fe3O4 磁性納米顆粒分散在水(BSA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with BSAcoatingin water

靶向給藥：靶向給藥指把藥物選擇性地送達(dá)特定的生理部位、器官、組織或細(xì)胞中并在該靶部位處發(fā)揮藥物治療作用。靶向給藥一般可分為被動(dòng)靶向和主動(dòng)靶向。被動(dòng)靶向是通過(guò)載體的非特異性作用（如電荷、疏水性和尺寸等）使藥物載體到達(dá)靶部位，主動(dòng)靶向則是在載體與靶部位間的特異性作用（如抗原—抗體、磁性靶向等）驅(qū)動(dòng)下到達(dá)靶組織或器官的，主動(dòng)靶向更具可控性。磁性載藥微球應(yīng)用于靶向給藥系統(tǒng)的基本原理為：磁性載藥微球作為藥物載體，被注射到體內(nèi)，在外部施加一定場(chǎng)強(qiáng)的磁場(chǎng)，利用磁性載藥微球的流動(dòng)性和磁場(chǎng)的誘導(dǎo)性，將磁性載藥微球移向病變區(qū)，然后藥物以受控方式（酶的活性或者生理?xiàng)l件的改變，例如pH、滲透壓濃度和溫度等）緩慢定位釋放，集中在靶區(qū)發(fā)揮作用。利用磁性納米粒子作為藥物載體具有使用便捷、可增加病變部位藥物濃度、生物相容性好、減少藥物毒副作用及提高藥效等優(yōu)點(diǎn)。

適用于靶向給藥的磁性納米顆粒有：聚丙烯酸（PAA）修飾的磁性納米顆粒、白蛋白（Albumin）修飾的磁性納米顆粒、聚丙烯酰胺（Poly）修飾的磁性納米顆粒、葉酸（folicacid）修飾的磁性納米顆粒、磷脂包裹的磁性納米顆粒等

1:聚合物PAA包裹的超順磁性Fe3O4 納米顆粒(PAA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PAAcoatingin water

2：殼聚糖包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒（Chitosan@Fe3O4）

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Chitosancoating in water

3:Dextran包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒(Dextran@Fe304)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Dextrancoating in water

4: ILP磷脂包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒(Lipid@Fe3O4)

Lipid coated ironoxide nanoparticles  ILP (Lipid@Fe3O4)

Lipid coated ironoxide nanoparticles with amine   ILA
5：介孔二氧化硅包裹超順磁性Fe3O4 納米顆粒分散在無(wú)水乙醇中

Fe3O4 Magnetic nanoparticles with mesoporous silicacoating in ethanol

6Fe3O4 MagneticNanoparticles, Transferrin Labeled

7: Fe3O4 Magnetic Nanoparticles, Folic AcidLabeled

8:Biotin Labeled Fe3O4 Magnetic Nanoparticles

靶向熱療：靶向熱療是一種利用物理能量在人體組織中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，并根據(jù)腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞對(duì)熱的敏感性不同而殺死腫瘤細(xì)胞的療法。將磁性納米材料注射到腫瘤組織，在外加交變磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生熱量并均勻釋放給腫瘤組織。由于腫瘤組織中血液供給不足，使得腫瘤細(xì)胞中熱量擴(kuò)散較慢，導(dǎo)致局部溫度升高，從而殺死腫瘤細(xì)胞。不同的材料具有不同的產(chǎn)熱機(jī)理，順磁性材料通過(guò)奈爾弛豫機(jī)制產(chǎn)熱，而普通的鐵磁性顆粒則通過(guò)磁滯效應(yīng)和布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱。如何有選擇性地殺死腫瘤細(xì)胞但對(duì)正常肌體組織不造成損傷是科學(xué)家們多年來(lái)一直追求的目標(biāo)。

適用于靶向熱療的磁性納米顆粒有：葉酸（folic acid）修飾的磁性納米顆粒、聚乙二醇（PEG）修飾的磁性納米顆粒、氨基修飾的二氧化硅包裹的磁性納米顆粒、體修飾的磁性納米顆粒、磷脂包裹的磁性納米顆粒等。

聚乙二醇包裹的Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機(jī)溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEGcoating inwater/ Organic

磁共振成像(MRI)技術(shù)：原理是利用生物體不同組織在外加磁場(chǎng)影響下，產(chǎn)生不同的共振信號(hào)來(lái)成像，信號(hào)的強(qiáng)弱取決于組織內(nèi)水的含量、水分子中質(zhì)子的弛豫時(shí)問(wèn)。造影劑是用來(lái)縮短成像生物體不同組織在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生不同的共振時(shí)間、增強(qiáng)對(duì)比信號(hào)差異、提高成像對(duì)比度和清晰度的一種試劑，它能改變組織中局部水質(zhì)了的弛豫速率，延長(zhǎng)質(zhì)了的弛豫時(shí)問(wèn)，從而有效地檢測(cè)出正常組織與病變組織的成像差異，顯示體內(nèi)器官或組織的功能狀態(tài)。磁共振成像診斷技術(shù)不僅可以有效檢測(cè)局部組織的壞死、局部缺血和各種惡性病變（如腫瘤），還能進(jìn)行早期診斷、對(duì)器官移植進(jìn)行全過(guò)程檢測(cè)，用于跟蹤研究藥物與組織相互作用的代謝過(guò)程。

超順磁性氧化鐵是一種新型的造影劑，具有靶向性好、血循環(huán)半衰期長(zhǎng)、體內(nèi)組織特異性高、毒副作用小等一系列特性。同時(shí)，可通過(guò)活性基團(tuán)將腫瘤靶向分子通過(guò)共價(jià)鍵耦聯(lián)于磁性納米顆粒表面，進(jìn)而獲得可通過(guò)靶向分子與靶點(diǎn)間特異性識(shí)別作用進(jìn)行腫瘤成像的分子影像探針。

適用于磁共振成像(MRI)技術(shù)的磁性納米顆粒有：油酸（acid）修飾的磁性納米顆粒，殼聚糖（CS）修飾的四氧化三鐵磁性納米顆粒，葡聚糖（Dextran）修飾的磁性納米顆粒，DMSA修飾的磁性納米顆粒，表面羧基化的磁性納米顆粒等。

殼聚糖修飾Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機(jī)溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with CS coating in water/ Organic

其他相關(guān)產(chǎn)品：

Magnetic Nanoparticles, FITC (Fluorescein)Labeled

MagneticNanoparticles, Rhodamine B Labeled

MagneticNanoparticles, Cy3 Labeled

MagneticNanoparticles, Cy5 Labeled

MagneticNanoparticles, Cy7 Labeled

Magnetic Nanoparticles, Protein A Labeled

Magnetic Nanoparticles, Protein G Labeled

MagneticNanoparticles, Concanavilin A Labeled

MagneticNanoparticles, Transferrin Labeled

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