超顺磁氧化铁纳米粒子特性研究

基于特殊的物理和化学性质，纳米材料目前已成为表面工程学研究的理想材料。纳米粒子作为肿瘤治疗中的靶向给药载体可以提高药物的靶向作用。因此，对纳米粒子的修饰，将促进其在生物医学中的应用。以超顺磁性粒子（superparamagneticironoxidenanoparticles，SPION）为载体的微粒靶向递送系统已成为比较热门的研究方向。

葡聚糖中超顺磁氧化铁复合纳米粒子制备影响因素及表征

利用化学共沉积法在改性葡聚糖体系下制备了以超顺磁性纳米氧化铁为核心,外包葡聚糖的壳核结构复合粒子.对制备过程控制因素进行了详细的研究,实验结果表明:利用改性葡聚糖为表面活性剂,碱源快速滴加,合理的控制反应时间,温度可形成小核的超顺磁性纳米氧化铁-葡聚糖复合纳米粒子.在优化的实验条件下,得到核心的平均粒径5nm,总体的平均粒径为7.8nm,并利用XRD、TEM和GLS等手段对其结构,形态和粒径分布进行了表征.

不同尺寸的超顺磁氧化铁纳米颗粒实验

介绍了超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备方法,分析了高温热分解法的原理与应用,基于高温热分解法设计了不同尺寸的超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备实验。分别以二苯醚和十八烯为溶剂制得了5 nm和16 nm的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒;同时改变油酸的剂量,制备了不同尺寸的纳米颗粒。并采用透射电子显微镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计等仪器对制备所得Fe_(3)O_(4)纳米颗粒进行粒径、形貌、磁学性能的表征。基于高温热分解法制备的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒形貌规整,粒径均一,晶体质量较高,磁性优良。

不同粒径超顺磁性氧化铁纳米粒子的合成及其在交变磁场中的磁热效应

采用多醇热解法制备3种不同粒径的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs),合成的SPIONs含Fe_3O_4晶相,分散性好,平均粒径分别为8.7,12.6nm和15.3nm,且在300K下,3种SPIONs均呈超顺磁性。将不同粒径、不同浓度的SPIONs水分散液置于频率为425kHz、磁场强度为5.3kA·m^(-1)的交变磁场(ACMF)中进行升温实验。探讨比能量吸收率值与SPIONs粒径之间的关系,计算布朗弛豫时间及尼尔弛豫时间。结果表明:SPIONs水分散液的升温速率随SPIONs的粒径增大而增大,初始温度为20℃时,粒径为8.7,12.6nm和15.3nm的SPIONs水分散液(2mg·mL^(-1))在480s内温度分别升高了25,27,35℃。尼尔弛豫时间比布朗弛豫时间小,说明磁热效应主要来自于尼尔弛豫损耗。SPIONs粒径越大,比能量吸收率SAR值越高,最高可达810W·g^(-1),且SAR值与SPIONs水分散液的浓度呈负相关关系。

超顺磁氧化铁纳米微粒在HER-2阳性乳腺癌模型MRI和荧光成像中的应用

目的分析超顺磁氧化铁纳米微粒(SPIONs)在人表皮生长因子受体2(HER-2)阳性乳腺癌模型磁共振成像(MRI)和荧光成像中的应用。方法建立纳米探针,对其表征进行检测。制备乳腺癌小鼠模型,采用纳米探针于小鼠尾静脉注射,采用荧光成像和MRI判断纳米颗粒能否聚集于乳腺癌病灶部位。分别设置对照组、A组(应用四氧化三铁-免疫球蛋白G-吲哚菁绿)、B组(应用曲妥珠单抗+四氧化三铁-曲妥珠单抗-吲哚菁绿)、C组(应用四氧化三铁-曲妥珠单抗-吲哚菁绿)。检测纳米颗粒表征,给予小鼠活体MRI和活体荧光成像检查。结果本实验通过建立SPIONs,纳米颗粒平均粒径为(25.89±3.63)nm。偶联后的纳米颗粒于828处存在明显吸收峰,与荧光染料吲哚菁绿的荧光发射波长相同。纳米颗粒弛豫率较高,达107.67 nM^-1·s^-1。纳米颗粒溶液在近红外激光持续照射后的温度最高达57.85℃。采用纳米探针于小鼠尾静脉注射1 d后,活体MRI癌灶部位T 2信号最低。C组小鼠癌灶部位△T 2值为(30.68±5.14)ms,较对照组(3.13±0.98)ms、A组(4.52±1.15)ms、B组(12.14±2.25)ms显著升高(P<0.05);B组小鼠癌灶部位△T2值较对照组和A组显著升高(P<0.05)。活体荧光成像可见纳米颗粒于小鼠癌灶组织和腹腔脏器出现一过性浓聚,且经膀胱进行排泄,1d后于癌灶部位出现明显聚集。结论构建四氧化三铁-曲妥珠单抗-吲哚菁绿的SPIONs纳米探针可能是HER-2阳性乳腺癌MRI和荧光成像的一种潜在显像剂。

新型肿瘤靶向超顺磁氧化铁纳米粒在裸鼠头颈移植瘤MRI诊断中的实验研究

目的探讨叶酸-羧甲基壳聚糖-超顺磁氧化铁纳米粒(folic-acid o-carboxymethyl chitosans superamagnetic nanoparticle,FA-OCMCS-SPIO-NPs)在头颈移植瘤MRI诊断中的价值。方法雌雄各半的20只BACB/C裸鼠为动物模型,皮下种植KB细胞(人口咽癌细胞)4周后,建立KB细胞移植瘤模型,取荷瘤成功的16只裸鼠MRI平扫后,按数字随机法分为FA-OCMCS-SPIO-NPs组(实验组)和羧甲基壳聚糖-超顺磁氧化铁纳米粒OCMCS-SPIO-NPs(对照组),每组8只。实验组尾静脉注射FA-OCMCSSPIO-NPs,对照组尾静脉注射OCMCS-SPIO-NPs,并进行MRI增强扫描。T2 WI图像比较增强前、后信号强度,结合HE和普鲁士蓝染色结果,评价FA-OCMCS-SPIO-NPs在头颈移植瘤诊断中的价值。结果实验组FA-OCMCS-SPIO-NPs增强前后,T2WI肿瘤区域信号强度较平扫信号降低27.23%,两者比较差异具有统计学意义(P=0.001);肿瘤组织普鲁士蓝染色阳性,HE染色有大量散在SPIO聚集;对照组OCMCS-SPIO-NPs增强后,T2 WI肿瘤区域SI与平扫比较信号无明显下降(P>0.05),普鲁士蓝染色阴性,HE染色亦未见SPIO聚集。结论 FA-OCMCS-SPIO-NPs可以提高头颈肿瘤MRI诊断的准确性和可靠性,能够作为理想的对比剂而用于头颈移植瘤的MRI诊断。

羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒在兔磁共振淋巴成像中的意义

目的:考察羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒(OCMCS-USPIO-NPs)在兔肿瘤淋巴转移诊断中的价值,为该MRI对比剂临床应用奠定基础。方法:以新西兰大白兔为模型动物,分别建立反应性增生淋巴结和VX2肿瘤淋巴转移模型,MRI平扫后,组织间隙注射OCMCS-USPIO-NPs,根据增强前、后MRI图像淋巴结SNR信号的变化,结合HE染色,考察该对比剂在肿瘤淋巴转移和反应性增生淋巴结鉴别诊断的价值。结果:MRI平扫,反应性增生淋巴结和肿瘤转移淋巴结SNR信号无显著差异,OCMCS-USPIO-NPs增强后,反应性增生腘窝淋巴结上在T2WI像信号均匀降低,而肿瘤转移性腘窝淋巴结表现为阴性不均匀强化或无强化,两者SNR差异显著(P<0.05);磁共振淋巴造影结果与HE染色结果相符(P>0.05)。结论:OCMCS-USPIO-NPs作为MRI对比剂,增强扫描可为良、恶性淋巴结的鉴别诊断提供依据。

超顺磁氧化铁纳米粒在药物传递系统中的研究进展

超顺磁氧化铁纳米粒作为一种新型纳米材料,不仅可用于临床磁共振成像对比剂,还可用于药物传递载体,近些年对它的研究和应用越来越受到人们的关注。本文从超顺磁氧化铁纳米粒的合成、表面修饰及其在药物传递中的应用进展情况做一综述。

超顺磁氧化铁纳米颗粒的可控制备及其磁感应热性能分析——介绍一个大学化学综合实验

超顺磁氧化铁纳米颗粒因其独特的磁学性质和优异的生物相容性,在生物医学领域具有广泛应用。其中,超顺磁氧化铁在交变磁场作用下的磁感应热特性,已被用于临床肿瘤治疗,是当前纳米医学和转化医学研究的前沿热点。本文介绍了利用高温热分解法制备不同尺寸的超顺磁氧化铁纳米颗粒,并分别从纳米颗粒尺寸及磁场强度两个方面探究其对超顺磁氧化铁磁感应热性能的影响,使学生初步了解磁性氧化铁纳米颗粒尺寸可控的制备方法以及磁感应热效应的基本原理、测试和分析方法。本综合实验取材于备受关注且已在疾病治疗领域显示出巨大应用潜力的前沿研究成果,有助于拓展学生的科学视野,启发科研兴趣,培养科学创新意识。

超敏明胶酶靶向超小超顺氧化铁纳米粒子的合成及其检测胃癌的实验研究

目的合成明胶酶靶向的超小超顺氧化铁纳米粒子,探讨其作为磁共振成像(MRI)特异性显影剂用于检测胃癌的效果。方法两性共聚物聚乙二醇(PEG)-聚己内酯(PCL)中间被插入了1个6个氨基酸肽段(PVGLIG),该肽段可以被肿瘤组织局部高浓度的明胶酶Ⅳ(MMP2/MMP9)所降解。该共聚物(PEG-Pep-PCL)通过纳米沉淀法负载超小超顺氧化铁纳米粒子(USPIO),最后形成PEG-Pep-PCL-USPIOs。通过调节PCL的长度,使PEG-Pep-PCL-USPIOs粒子直径控制在95 nm左右,使其可以更好地利用肿瘤组织的渗透增强滞留效应(EPR)。结果体外摄取实验证明胃癌肿瘤细胞对PEG-Pep-PCL-USPIOs的摄取明显大于对照组的PEG-PCL-USPIOs和常规纳米氧化铁粒子Resovist(P<0.01)。体内试验中,相同铁剂量的PEG-Pep-PCL-USPIOs、PEG-PCL-USPIOs和Resovist通过尾静脉注射于皮下负载胃癌细胞株SGC-7901的裸鼠,经7.0T的小动物核磁检测,PEG-Pep-PCL-USPIOs的T2-WI信号衰减程度明显大于PEG-PCL-USPIOs组和Resovist组(P<0.01),肿瘤组织的病理切片检测亦证实上述结果。结论 PEG-Pep-PCL-USPIOs具有作为胃癌早期检测的MRI特异性显影剂的潜力。

超顺磁氧化铁纳米颗粒对人牙髓干细胞生物学影响的体内外研究

目的：探讨不同浓度超顺磁氧化铁纳米颗粒（SPIO）在体内外对人牙髓干细胞（h DPSCs）活力、增殖和成骨分化的影响。方法：用不同浓度SPIO标记h DPSCs后,体外条件下对其活力、增殖、分化等进行观察;然后将细胞/支架复合物植入裸鼠皮下,观察体内条件下SPIO对h DPSCs成骨分化的影响。结果：25、50μg/m L的SPIO不影响h DPSCs的活力,100μg/m L的SPIO抑制细胞活力;25、50μg/m L的SPIO在1~3 d促进细胞增殖,而100μg/m L的SPIO则抑制细胞增殖且促进其凋亡。25μg/m L的SPIO在体外和体内条件下对h DPSCs的成骨分化均无明显影响。结论：25μg/m L的SPIO可以有效标记h DPSCs,在早期可促进其增殖,而对其成骨分化无影响。

超顺磁氧化铁制备及在生物医学领域的应用

背景:超顺磁氧化铁在生物医学领域应用非常广泛,尤其是靶向诊断和治疗方面。目的:总结超顺磁氧化铁的理化性质、制备方法、表面改性、产品检测及其在生物医学领域的应用。方法:以"superparamagnetic iron oxide,preparation,coprecipitation,surface modification,magnetic resonance imaging contrast agent,fluorescent tracing,targeted therapy"为检索词,检索2000至2012年Sciencedirect、Pub Med数据库的文献;以"超顺磁氧化铁,制备,表面改性,磁共振,荧光示踪,靶向诊断,靶向治疗"为检索词,检索2006至2014年CNKI、万方数据库的文献。结果与结论:超顺磁性纳米颗粒能够通过实验室的方式制备出来,制备方法包括水热法、气相沉淀法、机械球磨法、液相微介质电加热法、溶胶-凝胶法、乳化法、共沉淀法等,并且能够通过表面改性及修饰使其具备不同的特性,应用于生物医学的多个领域,如磁共振对比剂、荧光示踪、纳米颗粒靶向治疗、磁热疗及生物分离等。

肿瘤微环境靶点及相关磁共振超顺磁氧化铁分子探针研究进展

影响肿瘤生物学行为的新生血管内皮细胞、肿瘤细胞及肿瘤间质细胞上的特异性受体的显像研究是肿瘤磁共振(magnetic resonance,MR)分子影像学的重要内容。针对上述特异性靶点,合成MR特异性分子探针的研究近年来得到了广泛的关注。本文就目前已知的肿瘤细胞及其微环境中主要的生物靶点阐述其相关MR超顺磁氧化铁分子探针的研究进展。

影响磁性氧化铁纳米颗粒磁热疗加热效率的因素

磁性纳米颗粒作为产热介质在生物医学方面取得了广泛的应用前景。近年来,新开发的纳米颗粒细胞内疗法更是克服了常规治疗方法的副作用,使治疗效率大大提高。氧化铁纳米颗粒由于其优异的磁性能在磁热疗应用的磁性纳米颗粒中脱颖而出,但存在着在交变磁场下加热效率受限的问题。具有高加热效率受限的磁性纳米粒子是磁热疗的必要条件。本文综述了近年来关于有效加热磁性氧化铁纳米粒子的物理原理及由颗粒尺寸、形状和偶极相互作用引起的各向异性,分析了提高氧化铁纳米颗粒加热效率的方法及最新进展,以期为最大限度地提高磁性氧化铁纳米材料在磁热疗应用中的加热效率提供参考。

超顺磁/荧光双功能纳米粒子的合成、表征和生物功能化

A novel class of fluorescent/superparamagnetic bifunctional nanoparticles was synthesized via the reverse microemulsion technique.These nanoparticles were studied with transmission electron microscopy(TEM) and SQUID microscopy.The results show that these nanoparticles have a typical diameter of 40 nm and a saturated magnetic moment of 1.9 emu/g at room temperature.The experiment results also show that these nanoparticles exhibit a strong excitonic photoluminescence.Then,these bifunctional nanoparticles were modified with vancomycin for binding.The results show that these vancomycin modified nanoparticles can capture selectively bacterias.

超顺磁Fe_3O_4纳米粒子的制备及弛豫性能

采用简单的共沉淀法制备聚丙烯酸包覆、良好亲水性的Fe_3O_4纳米粒子,研究了不同Fe^(2+)和Fe^(3+)比例对所得纳米粒子的影响。高分辨率透射电镜和X-射线衍射分析证实所得产物为Fe_3O_4,红外光谱分析和热重分析表明微粒表面成功包覆聚丙烯酸。纳米粒子的粒径大小和分布用透射电镜分析,平均晶粒大小用X-射线衍射分析。结果表明,Fe^(2+)∶Fe^(3+)加入摩尔比1∶1.5、1∶1.75和1∶2所得3个纳米颗粒的透射电镜分析平均粒径分别为7.2 nm、6.7 nm和8.3nm,X-射线衍射分析平均晶粒大小分别为9.1 nm、8.2 nm和9.1 nm。激光粒度仪分析表明所得样品均含有部分大粒径的颗粒,应是颗粒出现部分团聚。磁性分析证实所得样品具有良好的超顺磁性。弛豫性能分析表明1∶1.5样品适合用于T1造影剂,1∶1.75和1∶2适合用于T2造影剂。该研究可为磁共振造影剂的性能优化提供参考。

大鼠中风模型的超小氧化铁粒子神经血管成像(英文)

现今诱导血管增生剂在中风后的治疗效应引起了人们的关注.这项工作的一个目的是用短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型(MCAO)和磁化率加权成像(SWI)的核磁共振成像(MRI)方法,监测在中风后半月形损伤区新生成的旁侧血管.P904是法国格尔伯实验室生产的超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂(USPIO).它在低剂量减少T1弛豫时间,适中剂量时减少T2*弛豫时间.实验动物被随机分为3组:中风Sildenafil治疗组(n=6)、中风无治疗对照组(n=5)和无中风无治疗对照组(n=1).在P904注入前后分别进行MRI成像.磁化率加权成像的时间点是:栓塞手术前、栓塞手术后24小时、栓塞手术后两周和四周.结果表明,术后两周,在治疗组中中风严重的动物的缺血区的周边显示了MRI可见的新生血管.结论:在短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型中,使用超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂和7 T高分辨磁化率加权成像能够监测半月形损伤区新生血管的形成.

纳米氧化铁的遗传毒性及其机制研究进展

随着纳米材料的广泛应用,其生物安全性日益受到重视。其中,纳米氧化铁是应用较为广泛的医用纳米材料之一。研究显示,纳米氧化铁粒子会在细胞、亚细胞和分子生物学水平(如基因和蛋白水平)造成遗传损伤,其遗传毒性的潜在机制为进入细胞核后直接与DNA相互作用,引起DNA损伤。此外,还可通过氧化还原反应诱导活性氧产生,通过活性氧诱发DNA氧化损伤。本文简要介绍纳米氧化铁的分类及制备方法,并以常用的纳米零价铁和超顺磁纳米氧化铁为例,介绍纳米氧化铁的遗传毒性研究进展及潜在的致毒机制。

基于频率筛选的磁粒子成像量化分析研究

为实现磁粒子成像(magnetic particle imaging,MPI)中示踪剂铁量化,本研究基于仿真程序,采集二维扫描图像,筛选信号频率并重建图像,以聚类结果作为先验信息,约束水平集函数的演化,对示踪剂图像进行分割,并借助Dice系数、IoU等参数定量评估分割效果。通过计算分割区域的信号强度总和,建立MPI信号与已知示踪剂铁含量的校正曲线。结果显示,频率筛选后显著缩短了信号重建时间;基于先验的水平集方法Dice系数和IoU均大于0.90,实现了肿瘤区域较精准的分割;通过本研究建立的MPI信号强度与铁含量的校正曲线,实现了示踪剂铁量化,平均误差为3.11%,最小误差0.03%。结果表明,基于先验的水平集方法可实现较精确的图像分割和铁量化,为MPI临床前定量研究提供参考。

超顺磁氧化铁粒子增强MRI区分肿瘤转移性与良性淋巴结的实验研究

目的 研究超顺磁氧化铁粒子 (SPIO)增强MRI鉴别肿瘤转移淋巴结与正常和反应增生性淋巴结的价值。方法 新西兰兔 18只 ,体重 2 .0～ 2 .5kg。分析 6只正常兔平扫及皮下间隙注射SPIO(10 μmolFe/肢 )后 1～ 4 8h的信号变化 ,用于研究SPIO增强效应 时间曲线 ;6只兔后腿肌内注射蛋黄乳胶 ,用于建立窝淋巴结的反应性增生模型 ;6只兔后腿肌肉接种VX2肉瘤 ,用于建立肿瘤淋巴结转移模型。分析各组窝淋巴结在SPIO增强 (10 μmolFe/肢 )前后的MRI特征 ,并与病理检查对照。结果 平扫时正常、反应性增生的淋巴结和肿瘤转移淋巴结的信号强度无明显差异。SPIO增强后 ,正常和反应性增生淋巴结的信号强度降低 ,在 12h时最明显 ,至 4 8h时仍较明显 ,在T1WI、T2 WI、质子密度加权像 (PDWI)和T 2 WI分别为平扫时信号强度的 5 1%、2 2 %、4 1%和 11% (P值均 =0 .0 0 0 ) ;肿瘤转移淋巴结的信号强度保持不变。