超顺磁纳米粒子的应用(分离加生物医学)
磁性纳米材料在生物医学领域的应用
磁性纳米材料在生物医学领域的应用应化10-1 倪飞06102686摘要：对磁性纳米材料在生物医学上的应用情况进行了综述，介绍了其在生物医学上的重要性，以及近年来在生物医学各个方面上的进展，还有个人对这一方面的展望和想法。
关键词：磁性纳米材料；生物医学；应用；进展纳米科学技术是20世纪80年代发展起来的一门多学科交叉融合的技术科学．其最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性来制造具有特定功能的产品。
纳米材料是指具有纳米量级的超微粒构成的固体物质。
纳米材料具有三个结构特点：①结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级f1～100 nm)；②存在大量的界面或自由表面；③各纳米单元之间存在一定的相互作用。
由于纳米材料结构上的特殊性．使纳米材料具有一些独特的效应．主要表现为小尺寸效应和表面或界面效应．因而在性能上与相同组成的微米材料有非常显著的差异，体现出许多优异的性能和全新的功能。
纳米材料在化学、冶金、电子、航天、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。
[1]当铁磁材料的粒子处于单畴尺寸时．矫顽力fHc)将呈现极大值，粒子进入超顺磁性状态。
这些特殊性能使各种磁性纳米粒子的制备方法及性质的研究愈来愈受到重视。
开始，多以纯铁(a—Fel纳米粒子为研究对象，制备工艺几乎都是采用化学沉积法。
后来．出现了许多新的制备方法．如湿化学法和物理方法．或两种及两种以上相结合的方法制备具有特殊性能的磁性纳米材料。
磁性纳米材料具有许多不同于常规材料的独特效应．如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应等，这些效应使磁性纳米粒子具有不同于常规材料的光、电、声、热、磁、敏感特性。
[1]磁性纳米颗粒可以通过外加局部磁场的方法吸引颗粒进入到特定组织。
并在组织中聚集而发生效应。
治疗结束后撤去磁场。
颗粒也随之被清除，当然这也依赖于外置磁场的合理设计与制造。
磁性纳米颗粒具有很好的生物相容性。
目前使用较多的磁纳米颗粒主要是铁氧系纳米颗粒。
纳米粒子的生物学和医学应用
纳米粒子的生物学和医学应用纳米粒子是指直径在1-100纳米范围内的微小颗粒，由于其尺寸与生物体内一些分子的尺寸相似，因此纳米粒子在生物学和医学中具有广泛的应用前景。
纳米粒子的应用领域包括生物成像、药物传递、疫苗开发等，下面针对这些领域进行简要探讨。
一、生物成像纳米粒子在生物成像中有着广泛的应用，主要体现在以下三个方面：1. 荧光成像：通过激活纳米粒子内置的荧光染料，使其发出发光信号，从而实现对生物体内细胞、组织和器官等的成像。
2. 磁共振成像：应用超顺磁性纳米粒子的磁性性质，结合磁共振成像技术，使其在体内成为一种有超强对比度的影像剂，可用于检测肿瘤、病变等。
3. 放射性成像：将放射性标记的纳米粒子注射到生物体内，利用放射性衰变产生的γ射线进行成像，广泛应用于癌症诊断、治疗等领域。
二、药物传递纳米粒子在药物传递中的应用，主要是将药物封装在纳米粒子中，并通过纳米粒子的特殊物理性质和生物学特性，使其具有更好的药物传递效果。
1. 靶向治疗：纳米粒子表面某些物质的存在，如单克隆抗体等，可以使纳米粒子具有针对性的靶向治疗效果，使药物更准确地传递到目标组织或细胞中。
2. 控释药物：将药物包裹在纳米粒子的内部或负载在纳米粒子来实现药物的缓慢、持久地释放，达到更好的治疗效果。
3. 整合治疗：将多种不同的药物包装在同一个纳米粒子中，可以实现不同药物的协同作用，产生更好的治疗效果。
三、疫苗开发纳米粒子在疫苗开发中，可以帮助改善疫苗的传递效果、增强免疫效果、改善输送方式、保护疫苗免受免疫攻击等。
1. 疫苗输送：将疫苗包装在纳米粒子中，可以将其输送到特定部位，使疫苗的效果更加理想。
2. 免疫刺激：由于纳米粒子对生物体有较高的亲和性，所以可以通过将适量的抗原加入纳米粒子，来刺激免疫系统产生免疫反应。
3. 疫苗保护：纳米粒子可以改善疫苗抗免疫性，保护疫苗免受免疫系统的攻击，从而为疫苗保护提供帮助。
综上所述，纳米粒子在生物学和医学领域中具有广泛的应用前景。
磁性微粒及其在生物医药领域的应用
磁性微粒及其在生物医药领域的应用李淑娟(延安大学西安创新学院医学系，陕西西安710100)摘要：磁性微粒具有超顺磁性、较高的比表面积、可修饰功能基团等特性。
因此，将抗原／抗体、酶、核酸／寡核苷酸、小分子药物等固定在其表面，可用于生物医学研究领域。
关键词：磁性微粒：生物医药：应用。
磁性微粒是指磁性纳米粒子与无机或有机分子结合形成的可均匀分散于一定基液中具有高度稳定性的胶态复合材料。
由于磁性微粒具有磁响应性，成本低、能耗少、无污染等特点，人们在磁性微粒表面或通过磁性微粒表面的功能基团(如氨基、羧基、巯基、环氧乙烷等)将酶、抗体、寡核苷酸等生物活性物质进行固定，可进一步用于酶的固定化【11、靶向药物载体12J、细胞分选删、免疫检测|4J及蛋白与核酸的分离纯化、杂交检测等领域纠。
1磁性微粒的特征首先，磁性微粒具有超顺磁性，遵循库仑定律，可以被外界磁场所调控，进而保证了磁性微粒在外加磁场中反复操作而不改变其磁学性质，使其在下游得到了更好的应用；其次，磁性微粒具有表面效应，随着粒径的减小，其比表面积迅速增加，微粒表面吸附能力也随之增强，从而使其表面生物活性物质固定量大幅度提高；再次，磁性微粒具有表面可修饰性，其表面可引入氨基、羧基、巯基等功能基团或功能化后与特定无机物质如胶体金、量子点等复合，然后通过共价或物理吸附作用将酶、抗体、细胞、核酸及寡核苷酸等固定在表面，进而应用于生物和医学研究领域；另外，磁性微粒还具有生物相容性及可降解性，因而作为磁共振成像(M砌)和结合外加磁场的靶向给药系统已经在临床诊断和治疗中得到了较好的应用州。
2磁性微粒的种类．磁性微粒的核心组成是纳米磁性粒子(包括铁的氧化物、金属铁、钻、镍及正铁酸盐等)，也称磁流体。
将磁流体与其它性质材料的基质相互作用，便形成磁性复合微粒(简称磁性微粒、磁性微球、磁珠等)。
磁性微粒分类方法很多，按其结构不同，可分为简单结构、核壳结构、夹心结构；磁性微粒的核心组成一磁流体为纳米无机材料，按照与其复合的材料组成不同，可分为无机／有机磁性微粒和无机，无机磁性微粒。
生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用
生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用超顺磁性纳米粒以生物相容性的材料作为搞合剂，以药物、蛋白、质粒等功能基团进行链接或载带，超顺磁性纳米粒在临床治疗领域应用广泛，女疾病诊断、药物靶向治疗、基因转染、医学成像、热疗和放疗等领域。
此外，超顺磁性纳米粒也用于细胞分离和分类及蛋白质分离纯化和核酸的提取等领域。
超顺磁性纳米粒是一种堪称理想的靶向药物纳米载体，通过靶向部位药物浓度的增高，提高治疗的有效性同时减少了不良反应，开辟了高选择性的治疗癌症的方法，是一种高效、经济、安全的纳米载体，将广泛应用于各种临床治疗手段。
标签：超顺磁性纳米粒；理化性质；生物医学；磁性靶向给药系统；磁热疗；造影剂磁性纳米粒子能在外加磁场作用下定向快速运动，从而可进一步缩短药物定向富集的时间，并且在交变磁场作用下，可以产生热效应，同时控制靶向药物的释放，被认为是一种比较理想的药物载体，在药物输运和定向治疗等方面具有巨大的应用潜力[1]。
超顺磁性氧化铁纳米粒（super-paramagneticironoxidenanoparticles，SPION）为近年来国内外靶向药物和医用纳米材料领域研究的最新进展，目前主要用于医学成像和疾病诊断、药物靶向治疗、肿瘤细胞的富集和分离等领域。
所谓”超顺磁性”一词引申自原子物理学中”原子自旋-自旋祸合”这一普遍物理学现象，是指某些具有磁性的颗粒，在晶粒尺寸足够小时，其热能κT（其中κ为玻尔兹曼常数，T为绝对温度）可足以引起晶粒自身在磁化方向上的波动，从而导致其磁化性质与顺磁体相似。
超顺磁性可用物理性质测量系统检测证实，当粒子的磁滞回线图显示没有剩磁及矫顽力，说明纳米粒子呈超顺磁性。
超顺磁性纳米粒子的粒径可在几纳米到几百纳米之间，除了具有一般磁性载药粒子的优点外，还具有以下优点：①比表面积大，载药率高，更易于在靶向部位浓集，实现低毒性：②链接或载带的功能基团或活性中心多，易于药物的载带和控制释放：③操作和贮存过程中不易产生磁性团聚：④不易被网状内皮系统的吞噬细胞迅速吞噬清除。
磁性纳米颗粒及其应用
2、磁靶向药物
用生物高分子如氨基酸、多肽、蛋白、
酶等包裹生物相溶性和散单分性好的无 机磁性纳米颗粒,再与药物结合制成载药 分子,在外加磁场作用下,通过磁纳米颗 粒的磁性导向性使药物准确作用于病变 部位,增强对病变组织的靶向行,降低对 正常组织细胞的 伤害.
优点: 相比其他药物载体,磁纳米颗粒粒径比毛 细血管还小1-2个数量级 在外加磁场的作用下靶向能力更加优越, 定点滞留作用强 载药磁性纳米颗粒对机体无毒害作用,可 通过人体肝脾自然排泄 通过控制磁性纳米颗粒形成的细微结构 可以达到对药物的控释作用(P73)
4 基因治疗
基因治疗是现在医学领域一大热点,目的
是通过将遗传物质导入细胞或组织,进行 疾病的治疗. 影响基因治疗成功的主要原因之一是缺 乏高效的基因载体。 目前常用的遗传物质载体有2大类,病毒 和脂质体
病毒载体:制备困难,装载外源DNA有限,
能诱导宿主产生免疫反应及潜在的致瘤 性. 脂质体载体:聚合物颗粒大小是影响转染 效率的一大因素,制备重复性和稳定性较 差且溶酶可以使进入细胞的脂质体降解. 磁性纳米材料:直径可达10nm以下,在外 磁场作用下具有明显的靶向性.外包生物 高分子对细胞无毒.具有巨大的表面能, 有多个结合位点
特点：
磁性纳米材料通过磁导向作用解决了因
靶部位载体浓度不足而引起的转染效率 问题 DCIONP(一种外包葡萄糖的磁性四氧化 三铁颗粒)可以在一定PH值下,保护目的 DNA不被水解 是非生物材料,不会引起免疫反应 可介导外源基因的整和,以长期表达
5、 细胞分离和免疫分析
磁性纳米颗粒性能稳定,较易制备,可与多
传统的DNA分离方法，不仅需要接触有
毒试剂，而且步骤繁杂，费时、费力， 难以自动化操作。 纳米磁性颗粒粒子小，比表面积大，偶 容量高，悬浮稳定性好，便于各种反应 高效方便地进行。 具有顺 等操作，并可在外磁场作用下定位。
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学方面的应用
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学中的应用综述……..…….. ……….. ………..DOI 10.1002/aic.11111Published Sep 29, 2011关键词:超顺磁性纳米粒子四氧化三铁靶向运输前言近1O年来，有关纳米药物载体(Drug Nanoearriers)的研究不仅吸引了科学家们的极大兴趣，也得到了普通公众热切的关注。
常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体。
其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]。
这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]。
与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好，比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[3]。
而且以超顺磁性纳米颗粒作为基因载体及药物载体的研究近年来在医学领域不断发展，由于磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单，直径可达10 nm 以下，具有比表面积效应和磁效应，在外加磁场的作用下可具有靶向性，且四氧化三铁的晶体对细胞无毒。
在磁性四氧化三铁的晶体表面可很容易地包埋生物高分子，如多聚糖[4]、蛋白质等形成核壳式结构[5-6]，可使其达到生物相容性，使其越来越多的应用于医学领域研究。
靶向药物输送和药物可控释放是无机纳米药物载体研究的主要目标。
靶向药物输送能在病灶部位保持相对较高的药物浓度，延长药物的作用时间，提高对肿瘤细胞的杀伤力；药物可控释放可以减轻药物对正常细胞的作用且减小不良反应，提高药效，减轻患者的痛苦。
一种理想的纳米药物载体需要具备以下的性能：良好的生物相容性；足够长的血液循环时间；特异性地靶向药物到病灶部位；刺激响应性，如随着pH或温度的变化，缓慢释放药物；能有效地在细胞内输送药物，进一步进入特定的细胞器。
磁性纳米粒子在生物医学上的应用
磁性纳米粒子在生物医学上的应用摘要：磁性纳米粒子因其独特的性能而具有广泛的应用价值，尤其在生物分离、临床诊断、肿瘤治疗、靶向运输和组织工程领域，给人类疾病的治疗带来新的契机和希望。
通过对磁性纳米粒子在上述方面的应用，概述说明其在生物医学方面的重要应用。
关键词：磁性纳米粒子生物医学应用中图分类号：tb383 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）004-090-021 引言磁性纳米材料是纳米材料的一个重要分类，除了在物理和化学方面具有纳米材料的介观特性外，还因为其具有如磁有序颗粒的小尺寸效应，宏观量子隧道效应，特异的表观磁性，超顺磁性等特殊的磁性能力，因此导致它奇特的应用。
2 磁性纳米粒子在生物分离中的应用2.1 蛋白质和dna的磁分离蛋白质和dna的分离是生物技术中的一个难题，目前为止，还没有一种成熟和完善的方法把其从复杂生物混合体系中分离出来。
近年来，采用磁性纳米粒子与传统的方法相结合来分离蛋白质和dna的科研项目日益增多。
例如xu等利用小分子的多巴胺与氨基三乙酸结合，改性改性磁性纳米粒子的表面。
改性后磁性纳米粒子在细胞裂解中蛋白质（六聚组氨酸所标记）进行分离，每毫克磁性纳米粒子能够分离的最大蛋白载荷为2～3mg，是商品化微米级粒子的200余倍，其最小分离浓度达到3.3?？0-10mol/l，体现了磁性纳米粒子在生物分离领域中的巨大优势。
2.2 生物酶的磁偶联和磁分离高催化反应活性仅是生物酶的特性之一，不仅如此，酶的催化底物有非常好的专一性和选择性，是一种十分理想的催化剂。
催化反应时若用生物酶进行催化，往往需要固定化酶，酶的固定化既有助于实现酶与底物及其产物分离，又可以实现酶的重复利用。
生物酶都具有很多的官能团，能够通过许多方式包括共价耦合、交联、物理吸附等方式将它们固定在磁性颗粒的表面。
ulman研究小组实现了酶的偶联，酶在偶联到磁性纳米粒子表面以后，其稳定性大大提高，即便是在14天后，被偶联的酶活性仍能保持在原始酶的85%左右。
磁性纳米粒子在生物医学中的应用与研究
磁性纳米粒子在生物医学中的应用与研究随着纳米科技的发展，磁性纳米粒子作为一种新型的生物医学材料，已经受到越来越多的关注。
磁性纳米粒子具有生物相容性好、药物释放控制性强、生物成像能力强等优点，在生物医学领域的应用非常广泛。
本文将从磁性纳米粒子的基础性能、生物相容性等方面，详细介绍其在生物医学中的应用与研究现状。
一、磁性纳米粒子的基础性能磁性纳米粒子通常是由磁性金属氧化物如Fe3O4、γ-Fe2O3等组成的。
正因为其尺度小、表面活性高的特点，能够作为药物载体、探针和影像制剂等在生物医学中得到广泛应用。
磁性纳米粒子具有很强的超顺磁性，在外磁场的作用下能够快速定向，同时对人体组织没有伤害性。
这些优良的性能使得磁性纳米粒子在生物医学中被广泛关注。
二、磁性纳米粒子的生物相容性在生物医学应用中，磁性纳米粒子的生物相容性是十分重要的一项指标。
具体而言，这包括纳米粒子对细胞毒性的影响、生物安全性以及长期的生物学效应等方面。
研究表明，纳米粒子的界面化学性质对其生物相容性有很大的影响。
一些研究者通过改变纳米粒子表面的羧酸、胺基或磷酸等化学基团来改善其生物相容性。
同时，合理的制备工艺也是提高纳米粒子生物相容性的重要因素之一。
三、磁性纳米粒子在药物载体中的应用作为一种新型的药物载体，磁性纳米粒子的应用前景广阔。
可以通过控制纳米粒子的尺寸、表面性质等来调节其吸附、螯合、包埋药物的能力，从而实现药物的良好释放性能。
此外，纳米粒子在靶向治疗方面也有广泛应用。
通过修改纳米粒子的表面，可以使其与特定的细胞或组织具有亲和性，从而实现药物的局部治疗和减少其他器官的不必要的影响。
四、磁性纳米粒子在生物成像中的应用磁性纳米粒子在生物成像中的应用是其最为突出的优点之一。
具体而言，这主要体现在磁共振成像（MRI）方面，并且可以成为影像诊断发展的一个重要方向。
研究表明，磁性纳米粒子可以改善MRI的增强效果，提高影像信噪比并且减少伤害性。
同时，在分子影像学、肿瘤生物学、神经科学等领域，也有着很好的应用前景。
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磁性微球表面功 能化的基团能与 生物高分子的多 种活性基团如种活性基团如 OH、-COOH、、 、 NH2共价连接， 共价连接， 共价连接 可在其表面稳定 地固定生物活性 物质(如抗体 如抗体、 物质 如抗体、抗 受体、 原、受体、酶、 核酸和药物等)。 核酸和药物等 。
5
Part Part 1 1
14
Part Part 1 2 在生物分离中的应用 2.2 蛋白质分离纯化
传统的蛋白质分离方法有盐析、有机溶剂沉淀法、 传统的蛋白质分离方法有盐析、有机溶剂沉淀法、膜分离技术和层析技 改变溶液的pH值 介电常数、温度或者是离子强度等因素。 术等，改变溶液的 值、介电常数、温度或者是离子强度等因素。 Herdt等利用羧基修饰的吸附 解离速度快的核壳型 等利用羧基修饰的吸附/解离速度快的核壳型 等利用羧基修饰的吸附 解离速度快的核壳型(FeO/PPA)磁性纳米 磁性纳米 颗粒与Cu-亚氨基二乙酸 亚氨基二乙酸(IDA)共价交联，通过 与组氨酸较强的亲和 共价交联， 颗粒与 亚氨基二乙酸 共价交联 通过Cu与组氨酸较强的亲和 能力实现了组氨酸标记蛋白的选择性分离
原理： 原理：改变病变组织中质子的自 自旋弛豫时间， 旋－自旋弛豫时间，从而达到增强 对比度的效果
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Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.2 在药物靶向中的应用
生物医学领域， 生物医学领域，磁性粒子经过表面修饰而带有一定电荷 或功能基团，可与特异性抗体结合， 或功能基团，可与特异性抗体结合，作为药物载体用于药 物的输运。 物的输运。 这种磁性载体能借助于外加磁场的导向作用， 这种磁性载体能借助于外加磁场的导向作用，将药物运 送到人体预定的病变部位进行控制释放， 送到人体预定的病变部位进行控制释放，这样即可以减少 毒副作用，不杀死正常细胞，又可降低药物用量， 毒副作用，不杀死正常细胞，又可降低药物用量，大大提 高了药物效率，因此被形象地称为“药物导弹 技术。 药物导弹”技术 高了药物效率，因此被形象地称为 药物导弹 技术。 靶向药物对磁性载体粒子要求比较严格， 靶向药物对磁性载体粒子要求比较严格，如生物相容性 可生物降解、无毒性、尺寸小、磁性强等。 好、可生物降解、无毒性、尺寸小、磁性强等。
在外加磁场作 用下软磁性高 分子微球可产 生磁性， 生磁性，并做 定向移动， 定向移动，磁 场去出后磁性 消失， 消失，由此可 方便地进行分 离和磁性导向。 离和磁性导向。
纳米磁性微球与 多数生物高分子 如多聚糖、 如多聚糖、蛋白 质等具有良好的 生物相容性。 生物相容性。在 生物工程， 生物工程，特别 是在生物医学领 域应用， 域应用，具有良 好的生物相容性 是非常重要的。 是非常重要的。
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Part Part 1 2 在生物分离中的应用 细胞分离---分类（正相/负相分离） ---分类 2.1 细胞分离---分类（正相/负相分离）
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Part Part 1 2 在生物分离中的应用 2.1 细胞分离 与传统方法相比： 与传统方法相比：
磁分离法操作缓和， 磁分离法操作缓和，确保生物活 性成分结构完整性; 性成分结构完整性 操作简单， 操作简单，所有的纯化步骤可在 一个试管中完成;无需昂贵的离心 一个试管中完成 无需昂贵的离心 色谱系统和超滤装置等; 机、色谱系统和超滤装置等 无需复杂的洗脱、 无需复杂的洗脱、去杂等精细操 作步骤，产物浓度大; 作步骤，产物浓度大 此外， 此外，磁分离技术很容 易实现分离分析的自动化。 易实现分离分析的自动化。
磁性微球由载体微球和配基结合而成。 磁性微球由载体微球和配基结合而成。理想的磁性微球为均匀的 球形、具有超顺磁性及保护性壳的粒子。 球形、具有超顺磁性及保护性壳的粒子。
磁性材料：金属（Fe、Co、Ni）；铁氧体（MeO·Fe2O3）；合金（FeCo）。 主要包括： 主要包括： 高分子材料 ： 如聚乙烯亚胺酶类、多糖（葡聚糖、果胶等）、球蛋白。 功能配基：如氨基(-NH2)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)，使其表现具有疏水-亲水、 非极性-极性、带正电荷-带负电荷等不同的物理性质。
18
Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.1 在核磁共振（MRI）中的应用 在核磁共振（MRI）
磁性颗粒外部包裹着特有病毒的抗体，注射入人体进行检测， 磁性颗粒外部包裹着特有病毒的抗体，注射入人体进行检测，一旦人体内存在 这种病毒，他们将与磁性颗粒上的抗体结合形成大的颗粒团，然后通过MRI（磁 这种病毒，他们将与磁性颗粒上的抗体结合形成大的颗粒团，然后通过 （ 共振成像）或者NMR（核磁共振）就能发现病毒的位置。 共振成像）或者 （核磁共振）就能发现病毒的位置。
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Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.2 在药物靶向中的应用
物理导向———利用外加磁场，使磁性药物载体在 利用外加磁场， 物理导向 利用外加磁场 病变部位富集，减小正常组织的药物暴露， 病变部位富集，减小正常组织的药物暴露，降低毒 副作用，提高药物的疗效。 副作用，提高药物的疗效。
10
Part Part 1 2 在生物分离中的应用 2.1 细胞分离
免疫磁珠分离细胞已被广泛应用于人类各种细胞的分离， 免疫磁珠分离细胞已被广泛应用于人类各种细胞的分离，如T(CD3)、B(CD19) 、 淋巴细胞、内皮细胞(CD34)、造血祖细胞 巨噬细胞(CD14)、胰岛细 淋巴细胞、内皮细胞 、造血祖细胞(CD34)、单核 巨噬细胞 、单核/巨噬细胞 、 胰岛GK和 多种肿瘤细胞等。 胞(胰岛 和GLUT2（葡萄糖转运子）) 、多种肿瘤细胞等。 胰岛 （葡萄糖转运子）
蛋白质结合磁性微球示意图
15
Part Part 1 2 在生物分离中的应用 2.3 DNA/RNA分离纯化 DNA/RNA分离纯化
分子生物学在分析复 杂的基因组时， 杂的基因组时，需要制 备高纯度的DNA RNA。 DNA或 备高纯度的DNA或RNA。 为了进行基因重组或 基因治疗，也需要对DNA 基因治疗，也需要对DNA 进行分离纯化， 进行分离纯化，得到其 纯品。 纯品。 使用磁性载体技术能 收到很好的DNA DNA分离纯化 收到很好的DNA分离纯化 效果。 效果。
20
Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.2 在药物靶向中的应用
生物导向——将特定的抗体结合 将特定的抗体结合 生物导向 在磁性载体表面， 在磁性载体表面，通过与肿瘤细 胞表面的抗原性识别器发生特异 性结合， 性结合，使药物准确运送到肿瘤 细胞中。 细胞中。
相对于普通组织器官， 相对于普通组织器官，动物的肝 脾脏、肿瘤、 脏、脾脏、肿瘤、淋巴结等对磁 性纳米粒子或载药磁性纳米粒子 具有天然的蓄积能力， 具有天然的蓄积能力，因而可起 到很好的靶向效果
磁性纳米微球在生物中 的应用
1
磁纳米粒子的应用
1
简介 细胞分离 蛋白质分离 核酸分离 核磁共振成像（ 核磁共振成像（MRI） ）
2
在生物分离方面的应用
5
在生物医学中的应用药物Fra bibliotek向 肿瘤磁热疗
2
磁纳米粒子的应用
简介
3
Part Part 1 1
简介
1.1 磁性微球结构
A.B 核壳型
C.混合型
D.多层型
简介
机械粉碎 蒸发凝聚 离子溅射 冷冻干燥 均相制备：共沉淀法、高温分解法、水热法 非均相制备：溶胶-凝胶法、微乳液 法、超声化学法等
1.3 磁性微球的制备
物理法 磁纳米 粒子 生物法 化学法
有机小分子复合 磁性复合 粒子 有机高分子复合 其它材料（SiO2等）
共混包埋 界面沉积 活化溶胀 单体聚合
Cell
MP
MP
T-Cell
MP MP
MP
MP
MP
Cell
MP
Cell
MP
+
MP MP
MP
T-Cell
MP
T-Cell
MP
MP
23
24
6
Part Part 1 1
简介
1.3 磁性微球的制备
氨基硅烷修饰磁性纳米粒子原理图
7
在生物分离方面的应用
8
Part Part 1 2 在生物分离中的应用
多种生物实体的大小比较
9
Part Part 1 2 在生物分离中的应用
互补的DNA 互补的DNA 和RNA 抗体和抗原
生物分子识别
酶与底物、辅酶 酶与底物、 生物素与亲和素 抗体与病毒、细菌、 抗体与病毒、细菌、细胞表面受体 。。。。。。
碱基互补法
16
在生物医学中的应用
17
Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.1 在核磁共振成像（MRI）中的应用
使用磁性纳米颗粒可以发现潜伏在人体中的病毒
磁共振成像（MRI） 磁共振成像（MRI）技术由于可以用来对生物内脏器官和软组织进行无 损的快速检测，作为临床诊断手段，目前它已经发展成为诊断软组织病变， 损的快速检测，作为临床诊断手段，目前它已经发展成为诊断软组织病变， 尤其是检测肿瘤的最为有效的方法之一。 尤其是检测肿瘤的最为有效的方法之一。
22
Part Part 1 3 在生物医学中的应用 3.3 在肿瘤磁热治疗中的应用
利用生物靶向或磁场导向作用,将磁 利用生物靶向或磁场导向作用 将磁 性纳米粒子经由肿瘤的供血动脉引到 肿瘤部位，然后在肿瘤周围施加交变 肿瘤部位，然后在肿瘤周围施加交变 磁场， 磁场，磁性纳米粒子受到交变磁场的 作用而产热 产热（ ），从而起到 作用而产热（40-46oC），从而起到 ）， 热疗的作用。 热疗的作用。
不与非特定细胞结合
应用 条件
具有灵敏的磁响应性 在细胞分离介质中不凝结
11
Part Part 1 2 在生物分离中的应用 细胞分离---分类（直接/间接法） ---分类 2.1 细胞分离---分类（直接/间接法）