磁性氧化鐵納米粒子在生物醫學應用中的研究進展

樸美玉，趙經文

隨著生物技術不斷進步，利用新型功能納米材料在醫學領域來進行診斷、治療已成為新的研究熱點。20世紀80年代出現的磁性納米粒子(magnetic nanoparticles，MNP)在生物醫學方面呈現出良好的應用潛力。在已報道的各種磁性材料中，磁性氧化鐵納米粒子(iron oxide nanoparticles, IONPs)，特別是Fe3O4和γ-Fe2O3的制備及應用研究尤其受到關注。IONPs的磁響應性和生物相容性較好，毒性低，比表面積大以及飽和磁化強度高，在外加磁場作用下可控性好，制備過程相對簡便，易于被功能化。因此IONPs可以成為蛋白質、低分子量試劑、離子、無機或有機污染物等物質的高效載體，并在磁共振造影成像、靶向藥物運輸及控制釋放、磁性分離提純、磁感應腫瘤熱療和靶向基因治療等方面廣泛應用[1]。本文在簡要介紹磁性氧化鐵納米粒子的基本性質的基礎上，對IONPs的在生物醫藥方面的最新研究進展進行綜合評述。

1 IONPs的基本性質和制備

氧化鐵系列化合物以不同的形式廣泛存在于自然界中，常見的無水氧化鐵系列化合物按晶體結構中鐵離子的化合價來進行分類主要有三種。第一種氧化亞鐵FeO，立方晶體結構中只有Fe2+，熱力學不穩定，在室溫下具有反鐵磁性。第二種氧化鐵Fe2O3，晶體結構中只有三價鐵離子，但具有多態性，即其不同的晶體結構可以具有不同物理化學性質，有以下四種晶型：⑴α-Fe2O3，六方晶體結構；⑵β-Fe2O3，立方晶體結構；⑶γ-Fe2O3，反尖晶石結構的立方晶體結構；⑷ε-Fe2O3，正交晶系晶體結構。第三種是四氧化三鐵Fe3O4，同時含有Fe2+和Fe3+的，反尖晶石結構的立方晶體結構。……