超順磁納米粒子的應用(分離加生物醫(yī)學)

磁性納米微球在生物中的應用1磁納米粒子的應用

簡介1在生物分離方面的應用2在生物醫(yī)學中的應用5細胞分離核磁共振成像（MRI）藥物靶向腫瘤磁熱療蛋白質(zhì)分離核酸分離2磁納米粒子的應用Part1簡介3Part1Part1

簡介1.1磁性微球結構

A.B核殼型C.混合型D.多層型磁性微球由載體微球和配基結合而成。理想的磁性微球為均勻的球形、具有超順磁性及保護性殼的粒子。主要包括：磁性材料：金屬（Fe、Co、Ni）；鐵氧體（MeO·Fe2O3）；合金（FeCo）。

高分子材料：如聚乙烯亞胺酶類、多糖（葡聚糖、果膠等）、球蛋白。功能配基：如氨基(-NH2)、羧基(-COOH)、羥基(-OH)，使其表現(xiàn)具有疏水-親水、非極性-極性、帶正電荷-帶負電荷等不同的物理性質(zhì)。4大比表面超順磁性生物相容性功能基特性隨著微球的細化，其粒徑達到納米級時，其比表面激增，微球表面官能團密度及選擇性吸附能力變大，達到吸附平衡的時間大大縮短，粒子的分散穩(wěn)定性也大大提高。在外加磁場作用下軟磁性高分子微球可產(chǎn)生磁性，并做定向移動，磁場去出后磁性消失，由此可方便地進行分離和磁性導向。納米磁性微球與多數(shù)生物高分子如多聚糖、蛋白質(zhì)等具有良好的生物相容性。在生物工程，特別是在生物醫(yī)學領域應用，具有良好的生物相容性是非常重要的。磁性微球表面功能化的基團能與生物高分子的多種活性基團如-OH、-COOH、-NH2共價連接，可在其表面穩(wěn)定地固定生物活性物質(zhì)(如抗體、抗原、受體、酶、核酸和藥物等)。Part1Part1

簡介1.2磁性微球的特性5Part1Part1

簡介1.3磁性微球的制備磁納米粒子物理法生物法化學法機械粉碎蒸發(fā)凝聚離子濺射冷凍干燥均相制備：共沉淀法、高溫分解法、水熱法非均相制備：溶膠-凝膠法、微乳液法、超聲化學法等磁性復合粒子有機小分子復合有機高分子復合共混包埋界面沉積活化溶脹單體聚合其它材料（SiO2等）6Part1Part1

簡介1.3磁性微球的制備氨基硅烷修飾磁性納米粒子原理圖7Part2在生物分離方面的應用8Part1Part2

在生物分離中的應用多種生物實體的大小比較9Part1Part2

在生物分離中的應用生物分子識別互補的DNA和RNA抗體和抗原酶與底物、輔酶生物素與親和素抗體與病毒、細菌、細胞表面受體。。。。。。10Part1Part2

在生物分離中的應用免疫磁珠分離細胞已被廣泛應用于人類各種細胞的分離，如T(CD3)、B(CD19)淋巴細胞、內(nèi)皮細胞(CD34)、造血祖細胞(CD34)、單核/巨噬細胞(CD14)、胰島細胞(胰島GK和GLUT2（葡萄糖轉(zhuǎn)運子）)、多種腫瘤細胞等。2.1細胞分離不與非特定細胞結合具有靈敏的磁響應性在細胞分離介質(zhì)中不凝結應用條件11Part1Part2

在生物分離中的應用2.1細胞分離---分類（直接/間接法）基于磁性納米粒子的細胞親和磁性分離示意圖（A）直接分離法，黑箭頭所示；（B）間接分離法，白箭頭所示12Part1Part2

在生物分離中的應用2.1細胞分離---分類（正相/負相分離）13Part1Part2

在生物分離中的應用2.1細胞分離與傳統(tǒng)方法相比：磁分離法操作緩和，確保生物活性成分結構完整性;操作簡單，所有的純化步驟可在一個試管中完成;無需昂貴的離心機、色譜系統(tǒng)和超濾裝置等;無需復雜的洗脫、去雜等精細操作步驟，產(chǎn)物濃度大;此外，磁分離技術很容易實現(xiàn)分離分析的自動化。14Part1Part2

在生物分離中的應用2.2蛋白質(zhì)分離純化傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)分離方法有鹽析、有機溶劑沉淀法、膜分離技術和層析技術等，改變?nèi)芤旱膒H值、介電常數(shù)、溫度或者是離子強度等因素。Herdt等利用羧基修飾的吸附/解離速度快的核殼型(FeO/PPA)磁性納米顆粒與Cu-亞氨基二乙酸(IDA)共價交聯(lián)，通過Cu與組氨酸較強的親和能力實現(xiàn)了組氨酸標記蛋白的選擇性分離蛋白質(zhì)結合磁性微球示意圖15Part1Part2

在生物分離中的應用2.3DNA/RNA分離純化

分子生物學在分析復雜的基因組時，需要制備高純度的DNA或RNA。為了進行基因重組或基因治療，也需要對DNA進行分離純化，得到其純品。使用磁性載體技術能收到很好的DNA分離純化效果。堿基互補法16Part3在生物醫(yī)學中的應用17Part1Part3

在生物醫(yī)學中的應用3.1在核磁共振成像（MRI）中的應用

使用磁性納米顆粒可以發(fā)現(xiàn)潛伏在人體中的病毒磁共振成像（MRI）技術由于可以用來對生物內(nèi)臟器官和軟組織進行無損的快速檢測，作為臨床診斷手段，目前它已經(jīng)發(fā)展成為診斷軟組織病變，尤其是檢測腫瘤的最為有效的方法之一。18Part1Part3

在生物醫(yī)學中的應用3.1在核磁共振（MRI）中的應用磁性顆粒外部包裹著特有病毒的抗體，注射入人體進行檢測，一旦人體內(nèi)存在這種病毒，他們將與磁性顆粒上的抗體結合形成大的顆粒團，然后通過MRI（磁共振成像）或者NMR（核磁共振）就能發(fā)現(xiàn)病毒的位置。

原理：改變病變組織中質(zhì)子的自旋－自旋弛豫時間，從而達到增強對比度的效果19Part1Part3

在生物醫(yī)學中的應用3.2在藥物靶向中的應用

生物醫(yī)學領域，磁性粒子經(jīng)過表面修飾而帶有一定電荷或功能基團，可與特異性抗體結合，作為藥物載體用于藥物的輸運。

這種磁性載體能借助于外加磁場的導向作用，將藥物運送到人體預定的病變部位進行控制釋放，這樣即可以減少毒副作用，不殺死正常細胞，又可降低藥物用量，大大提高了藥物效率，因此被形象地稱為“藥物導彈”技術。

靶向藥物對磁性載體粒子要求比較嚴格，如生物相容性好、可生物降解、無毒性、尺寸小、磁性強等。20Part1Part3

在生物醫(yī)學中的應用3.2在藥物靶向中的應用生物導向——將特定的抗體結合在磁性載體表面，通過與腫瘤細胞表面的抗原性識別器發(fā)生特異性結合，使藥物準確運送到腫瘤細胞中。相對于普通組織器官，動物的肝臟、脾臟、腫瘤、淋巴結等對磁性納米粒子或載藥磁性納米粒子具有天然的蓄積能力，因而可起到很好的靶向效果21Part1Part3

在生物醫(yī)學中的應用3.2在藥物靶向中的應用物理導向———利用外加磁場，使磁性藥物載體在病變部位富集，減小正常組織的藥物暴露，降低毒副作用，提高藥物的療效。22Part1Part