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高单分散磁性纳米材料氧化铁在新型磁共振成像对比剂/肿瘤磁热治疗/磁力生物调控等应用方向发展
发布时间:2021-04-02     作者:wyf   分享到:

高单分散磁性纳米材料氧化铁在新型磁共振成像对比剂/肿瘤磁热治疗/磁力生物调控等应用方向发展

   自实现高单分散纳米氧化铁的可控制备以来,基于高生物学安全性的纳米氧化铁或者掺杂纳米铁氧体磁性材料的生物医学应用研究出现了爆发式增长,成为目前纳米生物学和纳米医学领域前沿热点之一,特别是其独特的磁学性质,使得磁性纳米材料能够介导外磁场产生纳米尺度的物理效应,并作用于微纳尺度的生物靶点。通过多学科交叉研究,有望建立基于磁性纳米材料的可控、组织可穿透、安全和精准的疾病诊断和治疗新模式,提高疾病的治疗疗效并改善预后。文章综述了近年来氧化铁颗粒在生物医学应用中的一些较新进展,主要集中讨论了磁性纳米材料在新型磁共振成像对比剂、肿瘤磁热治疗和磁力生物调控等应用方向的机遇与发展。

   近年来,随着纳米科学与技术的快速发展以及其与生命科学、医学工程学等学科的交叉融合,产生了如纳米医学、纳米生物学等许多新兴学科和领域。这些交叉领域的研究有望为解决当前重大疾病诊疗领域的技术挑战提供新思路和新方法。在诸多生物医学纳米材料中,磁性纳米生物材料因其独特的磁学性质在临床诊断和生物医学研究中获得了广泛应用,如肿瘤影像诊断和磁热疗、磁分离和即时检验、干细胞与再生医学\脑部神经刺激和可控药物递释等(1)

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1 氧化铁纳米颗粒的生物医学应用

除了利用纳米材料化学组成、结构相关的生物学效应以外,磁性纳米材料生物医学应用的主要范式是:利用纳米材料小尺寸特点将其递送到特定的生物靶点,通过施加安全且无组织穿透深度限制的外磁场刺激,促使磁性纳米材料产生磁、热、力等物理效应并作用于生物靶点,继而引发多种生物学效应实现诊断或治疗功能。由此可见,磁性纳米材料是实现磁诊疗功能的介质,而其性能在很大程度上取决于纳米材料磁学特性与外部磁场之间的耦合效率以及磁场诱导物理效应对生物学效应的激活效能。该领域科学研究的较终目标是在活体内实现可远程磁操控的医疗纳米机器人,能够进行疾病预警并遵循医生指示执行相关治疗功能。为更好地实现这个远景目标,需要材料化学、纳米磁学、生物学、医学以及工程学等多个学科知识深度融合,并在不断的发展过程中逐渐形成“纳米磁医学工程”等新的交叉学科和方向。

 

安全并有效是医疗技术临床应用的要求,磁性氧化铁颗粒是当前唯一被批准用于临床的无机材料纳米药物,具有优异的安全性。而磁场相关医疗技术往往具有非侵入式、可实时调控、无辐射危害等优势。因此,以临床医学应用的角度,开展磁场作用下氧化铁纳米材料生物效应的跨学科、创新性的科学研究有望为生物医学领域带来变革性的医疗技术,改善当前疾病治疗效果,满足我国人民对健康和美好生活的期盼。

磁场诱导的物理效应

磁学性质是磁性纳米材料生物医学应用的关键,通过材料设计可以有效的调控纳米材料的磁学特性,从而提升应用性能。一般来说,其磁学性能参数主要包括:饱和磁化强度(Ms)、磁各向异性(K)、剩磁(Mr)和矫顽力(Hc)等。磁化强度是描述宏观磁介质磁性强弱程度的物理量。对于铁磁有序的纳米氧化铁材料,其随外磁场不断增强能够达到的较大磁化强度即饱和磁化强度,该参数与纳米材料的尺寸、组分和形貌等相关。例如,饱和磁化强度在阈值内随颗粒尺寸的增加成比例地增大,超过阈值后趋于恒定并且接近体相材料的磁化强度[5]。磁各向异性是指在不同方向磁化难易程度不同,包括磁晶各向异性、表面各向异性及交换各向异性。磁晶各向异性受晶胞结构影响,如氧化铁纳米颗粒中Fe2+完全被Co2+替代时,磁各向异性比原来颗粒增加了20 [6]。表面各向异性及交换各向异性受颗粒形貌影响,一般比表面积大的纳米颗粒对表面各向异性贡献更显著,核壳结构也会影响交换各向异性[57]。矫顽力能体现材料抵抗退磁的能力,受颗粒尺寸变化的影响较为显著。纳米材料晶粒尺寸小于单畴尺寸时,其矫顽力随粒径的增大而增大。由此可见,铁磁性纳米材料表现出尺寸依赖的磁学特性,当尺寸小于某一临界值,其磁晶各向异性能(KV)小于室温热能(KT)时,其矫顽力与剩磁趋向于零,呈现超顺磁性质。

 

磁性纳米材料响应外磁场可以产生多种物理学效应,不同的应用对材料磁学性能的要求不同。因此,设计高应用性能磁性纳米介质时,需要综合多方面因素考虑(2)。磁性纳米材料在外磁场作用下,可产生局域的诱导磁场。该局域磁场能够影响被射频脉冲激发的氢质子弛豫过程,显著缩短弛豫时间,从而增强该区域的磁共振信号。纳米氧化铁作为典型的T2磁共振增强对比剂,其弛豫效能与饱和磁化强度的平方成正比。在梯度磁场或者旋转磁场下,磁化的纳米材料可以产生纳米尺度的力学效应,其磁力大小与饱和磁化强度与外磁场梯度的积成正比。在外加中频交变磁场(100500 kHz)中,磁性纳米材料可通过磁滞损耗将磁场的能量转化为热能[8]。对于超顺磁纳米颗粒,其产热机制可以简化为布朗和尼尔弛豫损耗之和。当颗粒尺寸大于单畴尺寸时,其布朗弛豫对产热有较大的贡献;而小于单畴尺寸的颗粒主要以尼尔弛豫贡献为主,与磁各向异性能成正比[9]。磁性纳米材料磁热效率可以用比吸热速率(SAR)或固有损耗功率(ILP)来评价,产热效率与磁场的频率和强度以及颗粒的饱和磁化强度有关。比吸收速率没有考虑磁场参数的影响,不能将不同磁场参数下的实验结果进行比较,而固有损耗功率与磁场参数无关,可以用来衡量不同外场下材料的磁热转换性能。

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2 纳米氧化铁尺寸依赖的磁学特性与医学应用基础(a)尺寸依赖的磁滞回线;(b)磁性纳米材料对氢质子磁共振弛豫的影响;(c)磁场诱导的磁力效应;(d)磁感应热机制中的布朗和尼尔弛豫损耗。

产品供应:

T1造影剂

Gd-DTPA

Gadolinium-LabeledAlbumin

Gadolinium-labeledIgG

Gadolinium-labeledProteinA

Gadolinium-labeledPolylysine

Gadolinium-labeledBSA

Gd-BSA-FITC

Gd-BSA-RhodamineB

Gd-DOTA

Gd-DO3A-Butylamine

DMPE-DTPA-Gd

DTPA-BSA-Gd

DPPE-DTPA-Gd

DSPE-DTPA-Gd

DMPE-DTPA-Gd-DMPE

DPPE-DTPA-Gd-DPPE

DSPE-DTPA-Gd-DSPE

MRIT1造影剂

产品名称:Gd-DTPA/Gado-DTPA

产品全称:Gadolinium-DTPA

中文名称:二乙三胺五乙酸钆络合物/钆喷酸葡甲胺盐

产品名称:Gd-BSA

产品全称:Gadolinium-labeledbovinealbumin

中文名称:钆-牛血清白蛋白

产品名称:Gd-BSA-FITC

产品全称:Gadolinium-labeledbovinealbumin-Fluorescein

中文名称:钆-牛血清白蛋白-绿色荧光素

产品名称:Gd-BSA-RhodamineB

产品全称:Gadolinium-labeledbovinealbumin-RhodamineB

中文名称:钆-牛血清白蛋白-红色罗丹明

产品名称:Gd-IgG

产品全称:Gadolinium-labeledImmunoglobulinG(bovine),Gd-IgG

产品名称:Gd-ProteinA

产品全称:Gd-ProteinA, Gadolinium-ProteinA

中文名称:钆-蛋白A

产品名称:Gd3O4

产品全称:Gadoliniumoxidenanoparticles

中文名称:纳米钆氧化物

产品名称:PLL-Gd

产品全称:Gadolinium-Polylysine/Gadolinium-labeledpolylysine

中文名称:聚赖氨酸-

产品名称:Gd-DOTA

产品全称:Gadolinium-Gadolinium(III)1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate

中文名称: -大环配体

Gd-p-SCN-Bn-DOTA

产品名称:Gd-p-SCN-Bn-DOTA

中文名称: -大环配体

产品名称:14:0PE-DTPA(Gd)DMPE-DTPA-Gd

产品全称:1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-diethylenetriaminepentaaceticacid(gadoliniumsalt)

中文名称: -大环配体-磷脂

产品名称:DTPA-BSA(Gd)DTPA-BSA-Gadolinium

产品全称:DTPA-bis(stearylamide)(gadoliniumsalt)

中文名称: -大环配体-牛血清白蛋白

T2型造影剂-超顺磁性四氧化三铁颗粒(USPIO/SPIO

T2造影剂产品列表:

Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityHydroxyl

Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityamine

RhodamineB- Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityamine

EverGreen-Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityamine

Coumarin-Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityamine

Proprietary-Dextran-Fe3O4NanoparticleFunctionalityamine

Fe3O4SuperparamagneticFunctionality2carbonamine

Fe3O4SuperparamagneticFunctionalityaromaticaminegroups

PLL-Fe3O4SuperparamagneticFunctionalityaminegroups

RhodamineBFe3O4SuperparamagneticNanoparticlesFunctionalityCarboxylgroups

Fe3O4SuperparamagneticNanoparticlesFunctionalityCarboxylandaminegroups

RhodamineB-Fe3O4SuperparamagneticNanoparticlesFunctionalityCarboxylandaminegroups

PolyL-Tyrosine-Fe3O4Nanoparticles

Azide-Dextran-Fe3O4Nanoparticles

Biotin-Fe3O4Nanoparticles

DOTA-Fe3O4Nanoparticles

OleicacidmodifiedFe3O4nanoparticles

Fe3O4Magneticnanoparticlesinwater

SiO2-Fe3O4Magneticnanoparticles

SiO2-Fe3O4Magneticnanoparticlescoatingaminefunction

Fe3O4Magneticnanoparticlescoatingcarboxylfunction

PEG-Fe3O4Magneticnanoparticles

Chitosan-Fe3O4Magneticnanoparticles

PAA-Fe3O4Magneticnanoparticles

PVP-Fe3O4Magneticnanoparticles

Streptavidin-Fe3O4Magneticnanoparticles

mesoporoussilica-Fe3O4Magneticnanoparticles

R-CMN10050 mesoporoussilica-Fe3O4MagneticnanoparticlescoatingAminefunction

R-CMF10050 mesoporoussilica-Fe3O4MagneticnanoparticlescoatingFITCfunction

AuCoatedFe3O4MagneticNanoparticles

PLL-Fe2O3Nanoparticles  1mg/ml

PEI-Fe3O4MagneticNanoparticles

超顺磁性四氧化三铁颗粒(USPIO/SPIO)造影剂

上述产品齐岳生物均可供应,仅用于科研,不可用于人体!

wyf 04.02




【公司简介】:

德尔塔(Delta) 是西安齐岳生物科技有限公司旗下品牌,德尔塔(Delta) 目前经营的产品主要有合成磷脂,PEG衍生物,嵌段共聚物,纳米金,磁性纳米颗粒,介孔二氧化硅,活性荧光染料,荧光量子点,点击化学和大环配体等等,这些产品在国内给数百家高校实验室和数十家中科研研究所及药厂长期供应,德尔塔(Delta) 成立之初以代理国外进口品牌的为主,产品主要涉及磷脂、PEG衍生物等产品,随着公司的发展和扩大,公司更注重自主品牌的建立和高附加值的高端产品研发并且注册了自己品牌商标,在未来3-5年公司预计将建立一个综合型的大型实验室,该实验室不仅提供全方面的纳米靶向药物科研产品及定制外包服务,还将承接其他研究领域的科研产品和定制外包服务,预计该实验室还将与国内数十家大型药厂进行前期药物研发的科研合作,为药厂提供科研产品及技术服务,在研发阶段协助药厂开发抗肿瘤新药,一旦新药开发成功,在研发阶段积累的高端辅料产品和研发经验将支持我们建立一条药用辅料生产线给该肿瘤新药长期提供高端药用辅料。在高校和研究所科研领域上面公司不但要抢占国内市场还要开拓国际市场,国际业务以在2018年初开始启动,部分产品已远销欧美大陆,计划在未来3年-5年公司的拳头产品要抢占大量的国际市场,使得德尔塔(Delta) 品牌发展成一个国际品牌。

 

【经营种类】:

德尔塔(Delta) 经营的产品种类包括有:合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记的葡聚糖BSA和链霉亲和素、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点计化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、热门肿瘤原料药、大环配体类、荧光量子点、透明质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯,二氧化硅及介孔二氧化硅,聚合物微球,近红外荧光染料,聚苯乙烯微球,上转换纳米发光颗粒,MRI核磁造影产品,荧光蛋白及荧光探针等等。


【温馨提示】:

德尔塔(Delta)供应的产品仅用于科研,不能用于人体治疗、药物开发、和其他商业用途,如有购买方或第三方采购我公司的产品用于治疗、药物开发或商业用途,购买方或第三方将承担所有法律责任,我公司也将追究其法律责任。以上产品均可定购。


【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司,西安力邦制药有限公司,上海药明康德新药开发有限公司,安徽省国平药业有限公司,苏州亚盛药业有限公司,兆科药业(合肥)有限公司,南京绿叶制药有限公司,山东绿叶制药有限公司,大冢(上海)药物研究开发有限公司,国药集团化学试剂有限公司,长春金赛药业有限责任公司,成都苑东药业有限公司,浙江海正药业等。


【地  址】:陕西省西安市雁塔区含光南路与丁白路交叉口美苑楼尚20F

【联  系】:张经理

【电  话】:18133906270

【邮  箱】:1525990437@qq.com

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