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磁性纳米材料在生物医学领域的应用
1
简介
2
在生物别离方面的应用
3
在核磁共振成像〔MRI〕中的应用
4
在靶向给药中的应用
目录|CONTENT
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在靶向热疗中的应用
一、简介
1.1磁性微球结构
A.B核壳型C.混合型D.多层型
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。
主要包括：
磁性材料：金属〔Fe、Co、Ni〕；铁氧体〔Fe2O3〕；合金〔FeCo〕。
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。
一、简介
大比外表
超顺磁性
生物相容性
功能基特性
随着微球的细化，其粒径到达纳米级时，其比外表激增，微球外表官能团密度及选择性吸附能力变大，到达吸附平衡的时间大大缩短，粒子的分散稳定性也大大提高。
在外加磁场作用下软磁性高分子微球可产生磁性，并做定向移动，磁场去出后磁性消失，由此可方便地进行别离和磁性导向。
纳米磁性微球与多数生物高分子如多聚糖、蛋白质等具有良好的生物相容性。在生物工程，特别是在生物医学领域应用，具有良好的生物相容性是非常重要的。
磁性微球外表功能化的基团能与生物高分子的多种活性基团如-OH、-COOH、-NH2共价连接，可在其外表稳定地固定生物活性物质(如抗体、抗原、受体、酶、核酸和药物等)。
1.2磁性微球的特性
一、简介
1.3磁性微球的制备
一、简介
一、简介
二、在生物别离方面的应用
二、在生物别离方面的应用
生物分子识别
互补的DNA和RNA
抗体和抗原
酶与底物、辅酶
生物素与亲和素
抗体与病毒、细菌、细胞外表受体
。。。。。。
二、在生物别离方面的应用
免疫磁珠别离细胞已被广泛应用于人类各种细胞的别离，如T、B淋巴细胞、内皮细胞、造血祖细胞、单核/巨噬细胞、胰岛细胞、肿瘤细胞等。
2.1细胞别离
不与非特定细胞结合
具有灵敏的磁响应性
在细胞别离介质中不凝结
应用条件
二、在生物别离方面的应用
2.1细胞别离---分类〔直接/间接法〕
基于磁性纳米粒子的细胞亲和磁性别离示意图
〔A〕直接别离法，黑箭头所示；〔B〕间接别离法，白箭头所示
二、在生物别离方面的应用
2.1细胞别离
与传统方法相比：
磁别离法操作缓和，确保生物活性成分结构完整性;
操作简单，所有的纯化步骤可在一个试管中完成;无需昂贵的离心机、色谱系统和超滤装置等;
无需复杂的洗脱、去杂等精细操作步骤，产物浓度大;
磁别离技术很容易实现别离分析的自动化。
二、在生物别离方面的应用
2.2蛋白质别离纯化
传统的蛋白质别离方法有盐析、有机溶剂沉淀法、膜别离技术和层析技术等，改变溶液的pH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(FeO/PPA)磁性纳米颗粒与Cu-亚氨基二乙酸(IDA)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别离
蛋白质结合磁性微球示意图
三、在核磁共振成像〔MRI〕中的应用
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〔磁共振成像〕或者NMR〔核磁共振〕就能发现病毒的位置。
四、在靶向给药中的应用
生物医学领域，磁性纳米粒子经过外表修饰而带有一定电荷或功能基团，可与特异性抗体结合，作为药物载体用于药物的输运。
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，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，大大提高了药物效率，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，如生物相容性好、可生物降解、无毒性、尺寸小、磁性强等。
四、在靶向给药中的应用
生物导向——将特定的抗体结合在磁性载体外表，通过与肿瘤细胞外表的抗原性识别器发生特异性结合，使药物准确运送到肿瘤细胞中。
相对于普通组织器官，动物的肝脏、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，因而可起到很好的靶向效果
四、在靶向给药中的应用
物理导向———利用外加磁场，使磁性药物载体在病变部位富集，减小正常组织的药物暴露，降低毒副作用，提高药物的疗效。
五、在靶向热疗中的应用
利用