磁性纳米颗粒的合成及生物应用

磁性纳米颗粒的合成及生物应用L. Harivardhan Reddy,JoséL. Arias,Julien Nicolas,†and Patrick

Couvreur*,†

目录1。目录

2。设计磁性胶体

2.1。合成策略

2.1.1。电子束光刻技术

2.1.2。气相沉积

2.1.3。索尔−凝胶方法

2.1.4。氧化法

2.1.5 化学共沉淀

2.1.6。水热方法

2.1.7。流动注射方法

2.1.8。电化学方法

2.1.9。气溶胶/气相方法

2.1.10。声化学的分解方法

2.1.11。超临界流体法

2.1.12。综合使用Nanoreactors

2.1.13。微生物方法

2.1.14。合成Metal-Doped氧化铁纳米粒子

2.2。稳定的程序

2.2.1。使用稳定表面涂层

材料

2.2.2。封装成聚合物壳

2.2.3。封装成脂质体

1。介绍

近年来,相当大的努力一直在发展的磁性纳米颗粒(基于),他们的行为的理解,提高其适用性在许多不同的领域。1、2精确控制的合成条件和表面功能化和基于是至关重要的,因为它支配他们的物理化学性质,胶体稳定性、生物行为/命运。用于制药和生物医学、磁平台应具有非常小的尺寸和尺寸分布窄和高磁化强度值。此外,这些纳米颗粒(NPs)必须结合高磁化率的最佳磁富集和损失磁场磁化后切除。最后,他们需要最佳的表面涂层,以确保宽容和生物相容性,以及在生物目标站点特定的本地化。基于拥有适当的物理化学和定制的表面性质都进行了广泛的调查为各种应用,如药物输送、高热,

磁共振成像(MRI)、组织工程和维修,若,生化分离和生物分析法。在疾病治疗领域,“开展”的发展,

,同时促进药物递送和成像,代表MNP技术的一个重要突破。3目前,各种临床试验正在进行中,调查不同的磁性纳米药物的潜力

和生物医学应用

本文将全面描述和基于的合成、物理化学特性,及其生物制药的表演,包括药物动力学、生物分布和毒性。特别强调将他们的应用程序在治疗,诊断,组织工程,和其他生物医学的应用,如传感与分离细胞,细菌和病毒,生化药剂和重金属的分析。

2。设计磁性胶体

2.1。合成策略

铁氧体胶体,磁铁矿(Fe3O4)和磁赤铁矿(γ-Fe2O3),是主要的代表和基于,迄今已收到相当大的注意力在医学和制药等领域,因为他们的生物相容性和生物降解性。1、5这些铁氧体胶体具有尖晶石晶体结构与氧离子形成一个拥挤不堪的立方晶格和铁离子位于间隙。Fe3O4来自反铁磁耦合的磁化(超交换虽然氧)之间Fe3 +离子在八面体和四面体间隙,离开价离子的磁矩(八面体位置)负责单位的磁化单元。主要的合成途径提出了制备Fe3O4 NPs报道如下:

（1）物理方法,如气相沉积和电子束曝光。然而,这些方法受无法控制粒子尺寸下降到纳米尺度

（2）湿化学制备方法,如溶胶−凝胶合成、氧化法、化学共沉淀、热液反应,流动注射合成、电化学方法、气溶胶/蒸汽方法,

化学分解反应,超临界流体的方法,并使用纳米反应器合成

（3）微生物方法通常是简单的,多才多艺,和明显的控制有效成分和粒子几何产生的材料

或者,极大的兴趣最近致力于掺杂金属的发展与增强磁性铁氧化物。因此,人们提出了各种方法对这些金属尖晶石铁酸盐的合成(MFe2O4,其中M可以是锰、铁、锌、镍、等)

2.1.1。电子束光刻技术

2.1.2。气相沉积

2.1.3。索尔−凝胶方法

2.1.4。氧化法

2.1.5 化学共沉淀

2.1.6。水热方法

2.1.7。流动注射方法

2.1.8。电化学方法

2.1.9。气溶胶/气相方法

2.1.10。声化学的分解方法

2.1.11。超临界流体法

2.1.12。综合使用Nanoreactors

2.1.13。微生物方法

2.1.14。合成Metal-Doped氧化铁纳米粒子

2.2。稳定的程序

精细划分铁非常活性氧化剂和水或潮湿的空气的存在。因此,保护和

基于至关重要获得物理和化学稳定胶体系统。这种保护可以通过表

面涂层的和基于(图7)。此外,表面涂层可以提高胶体粒子的物理稳

定性,增加water-dispersibility,并为进一步提供功能化和生物活性分

子或靶向配体结合,并获得多功能NPs。这样的稳定可以通过以下:

（1）通过表面涂层使用适当的聚合物稳定剂/表面活性剂,如。、右旋糖酐、carboxydextran聚(乙烯醇)(PVA),或聚(乙二

醇)(挂钩);或由几个原子层沉积的无机金属(如。、黄金)、

非金属(如。(如氧化、石墨)或表面。二氧化硅)。

（2）通过生成聚合物壳后避免集群增长成核并保持对引力粒子域分开。在这种情况下,复合粒子准备从单体或预成型的聚

合物可以由聚合物基质(即。nanosphere)或水库系统的水

或一种油性核心周围是聚合物壳有关纳米胶囊(即)。

（3）由类脂涂料(如的形成。脂质体/脂质NPs)磁芯

2.2.1。使用稳定表面涂层材料

表面,从而防止体外和体内聚合。表面涂层的类型和它的几何排列在

磁芯不仅确定的总规模胶体也扮演重要角色关于其生物命运表面稳

定通常是通过使用nonpolymeric稳定器基于有机单体轴承官能团羧

酸盐、磷酸盐、或硫酸盐,如。,OA alkanesulphonic和alkanephosphonic酸乳糖醛酸月桂酸dodecylphosphonic hexadecylphosphonic酸,或为原料,或聚合物稳定剂,即,

右旋糖酐、挂钩、PVA,86海藻酸,壳聚糖,支链淀粉。或聚(乙烯亚

胺)(PEI)(图8)。

当聚合物材料用作稳定剂,聚合物的吸附到基于授予保护空间斥力和

作为一个屏障对粒子之间的相互作用,从而维持5粒子分开

从一个另一个。这样的保护是最有效的在使用两亲性共聚物轴承亲

水段倾向于水介质中传播和疏水段锚定到粒子表面。如果聚合物链

是带电的,可能发生额外的静电斥力,从而赋予结合离子和空间(electrosteric)稳定的效果。换句话说,聚合物涂层表面可以定制属性(化学

基于功能和表面电荷),构成一个优秀的屏障防止聚合,导致稳定的磁nanoformulations物理、化学的变化。关于血管(静脉(注射)或管理