聂立波 杨鸿成 姜鹏飞

(湖南工业大学绿色包装与生物纳米技术应用省重点实验室，湖南 株洲 412008)

磁性Fe3O4/mSiO2复合微球的研究进展

聂立波*杨鸿成 姜鹏飞

(湖南工业大学绿色包装与生物纳米技术应用省重点实验室，湖南 株洲 412008)

磁性Fe3O4/介孔二氧化硅(Fe3O4/mSiO2)复合微球兼具Fe3O4纳米粒子的磁性与介孔二氧化硅的空间负载能力，在生物医学领域有着广泛的应用。主要介绍核壳型、空腔型和响铃型复合微球的合成方法，以及Fe3O4/ mSiO2复合微球在靶向载药系统、核磁成像系统、磁热疗载药系统以及生物分离等方面的应用。

四氧化三铁纳米颗粒；磁性；介孔二氧化硅

引言

Fe3O4纳米粒子可进行靶向传输、产生磁热效应和提高核磁成像信号的对比度，在生物医学领域有着广泛的应用，其制备方法主要有化学共沉淀法[1]、溶剂热法[2]以及微乳液法等。裸露的Fe3O4纳米粒子易团聚，且在复杂的人体环境中可降解，因此通常在其表面包覆一层生物相容性材料，如聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二氧化硅(SiO2)、壳聚糖和油酸等。

介孔二氧化硅(mSiO2)具有硅羟基(Si- OH)，可进行氨基化[3]、共价偶联[4]和辛基化[5]等反应。此外，介孔二氧化硅具有孔径可调、高比表面积、大孔容和介孔排列有序的特点以及持续释放药物的能力[6]，可用于富集生物小分子和装载药物。

Fe3O4/mSiO2复合微球(mSiO2包覆Fe3O4纳米粒子)不但避免了Fe3O4纳米粒子的缺点，而且综合了Fe3O4纳米粒子和介孔二氧化硅的优点。根据Fe3O4纳米粒子和mSiO2的性质，Fe3O4/mSiO2复合微球可以应用于靶向给药、核磁成像、肿瘤热疗以及生物富集等领域。

1 Fe3O4/mSiO2复合微球的制备

2004年，Wu等开启了Fe3O4/mSiO2复合微球的研究[7]。由于Fe3O4纳米粒子的易改性和mSiO2的易功能化，逐渐制备出多种结构的Fe3O4/mSiO2复合微球，主要分为核壳型、空腔型和响铃型复合微球；并且复合微球的Fe3O4纳米粒子的粒径、介孔二氧化硅的厚度以及孔径的尺寸都可以调节，进而调节复合微球的饱和磁强、比表面积和孔容等数值。

1.1 核壳型

核壳型复合微球以Fe3O4纳米粒子为核，介孔二氧化硅为壳。为控制Fe3O4/mSiO2复合微球的粒径，首先可通过不同的合成方法对Fe3O4纳米粒子的尺寸进行调节。化学共沉淀法合成的Fe3O4纳米粒子粒径较小，包覆介孔二氧化硅后导致饱和磁强数值偏低，将会影响磁分离的效果。Zhang等利用12 nm的Fe3O4纳米粒子制备了粒径为40～70 nm的核壳型复合微球[8]，其饱和磁强仅为2.0～2.7 emu/g。为获得更好的磁性，必须提高复合微球的饱和磁强。通过溶剂热法可以合成大粒径的Fe3O4纳米粒子，有利于获得饱和磁强较高的复合微球。Liu等利用250 nm的Fe3O4纳米粒子，通过超声振荡法合成了300 nm的核壳型复合微球(40.38 emu/g)[9]。Deng等合成了320 nm的Fe3O4纳米粒子，先后在其表面包覆20 nm的致密SiO2和70 nm的介孔二氧化硅层，得到53.3 emu/g的复合微球[10]。

利用小粒径的Fe3O4纳米粒子制备复合微球，虽然其粒径较小，但是存在磁响应弱的缺点；而通过大粒径的Fe3O4纳米粒子制备复合微球，虽然磁响应强度大大提高，但过大的粒径会阻碍复合微球透过肿瘤的细胞膜，且容易被巨噬细胞吞噬。因此，制备复合微球时，必须同时考虑其粒径大小与磁响应性。Gai等通过改进的溶剂热法，合成了60 nm的Fe3O4纳米粒子，最后得到80 nm的核壳型复合微球，其饱和磁强达到41.9 emu/g[11]。这类核壳型复合微球磁响应强并且粒径适中，在生物医学中具有更好的应用价值。

1.2 空腔型

与核壳型复合微球相比，具备空腔结构的空腔型复合微球有利于获得更大的孔容和比表面积，它通过在空腔Fe3O4纳米微球的表面包覆介孔二氧化硅进行制备。Shen等利用12 nm的Fe3O4纳米粒子，通过乳化作用聚集成空腔Fe3O4纳米微球，最后得到空腔为300～400 nm和壳层厚为40 nm的空腔型复合微球(见图1)，其饱和磁化强度约为60 emu/g[12]。此微球通过小粒径Fe3O4纳米粒子紧密聚集形成的空腔结构的Fe3O4纳米微球，阻碍小分子进入内部的空腔结构，导致复合微球的装载效果不佳等问题。

图1 空腔型复合微球的制备[12]Fig.1 Synthesis of hollow type Fe3O4/mesoporous silica composite microsphere[12]

Wu等设计空腔型复合微球，避免了上述Fe3O4纳米粒子聚集紧密的缺点[13]。他们在β- FeOOH纳米棒表面包覆介孔二氧化硅，最后得到长约200 nm和宽约85 nm的棒状空腔型复合微球(见图2)，其孔径为2.7 nm，比表面积为362 m2/g，孔容为0.62 cm3/g，饱和磁强为27.8 emu/g。除去外层介孔二氧化硅，检测到空腔Fe3O4纳米微球的表面存在16.8和30.1 nm的介孔结构，并且孔容达到0.41 cm3/g。因此，可以确定Fe3O4纳米微球具备空腔结构和较大的孔径，有利于小分子进入到空腔内，达到装载更多小分子的目的。

图2 棒状空腔型复合微球的制备[13]Fig.2 Synthesis of hollow type and rod- like Fe3O4/mesoporous silica composite microspheres[13]

1.3 响铃型

响铃型复合微球是以Fe3O4纳米粒子为核和介孔二氧化硅为壳的复合微球，且核与壳之间存在中空结构。这类微球有利于小分子进入中空结构内，达到装载更多小分子的目的，还可以避免空腔型复合微球的Fe3O4纳米粒子堵塞介孔的问题。

制备响铃型复合微球的关键是在核与壳之间产生中空结构。通常情况下，在Fe3O4纳米粒子表面包覆一层高分子聚合物来获得中空结构。Lu等在12 nm的Fe3O4纳米粒子上包覆一层油酸高分子聚合物，得到94 nm的高分子复合微球，最后得到120 nm的响铃型复合微球(孔容0.533 cm3/g，比表面积494 m2/g)[14]。Yue等在粒径为200 nm的Fe3O4纳米粒子的表面包覆间苯二酚树脂聚合物，最后得到粒径为600 nm的响铃型复合微球(0.91～0.98 cm3/g，498～623 m2/g)[15]。响铃型复合微球的中空结构大大提高了其比表面积和孔容，有利于增加药物等小分子的负载量。

利用高分子聚合物作为中空结构的模板，除去有机模板后将导致Fe3O4纳米粒子与中空结构中的药物反应，或在酸性环境中无法稳定存在。因此，对Fe3O4纳米粒子包覆一层致密二氧化硅(nSiO2)，起到保护Fe3O4纳米粒子的作用，可以避免其在酸性等环境中反应。Zhao等在100 nm的Fe2O3纳米粒子表面包覆20 nm的nSiO2作为中间层、60 nm的mSiO2层作为壳层，在水热条件下引发中间层nSiO2缩合形成中空结构，最后得到300 nm的响铃型复合微球(见图3)，其饱和磁强为24 emu/g，孔径为3.4～3.7 nm[16]。另外，Chen等利用碱性溶液溶解nSiO2中间层，同样得到响铃型复合微球，并且在溶解的过程中不会影响外层介孔二氧化硅的形貌[17]。此类微球形成中空结构后，nSiO2仍然对Fe3O4纳米粒子起到保护作用，并可通过调节水热处理的时间或碱性溶液的浓度来调节nSiO2的厚度，获得不同容量的中空结构，进而获得不同装载量的复合微球。因此，此类微球在装载药物方面具有良好的应用前景。

图3 响铃型复合微球的制备原理[16]Fig.3 The synthesis principle of rattle type Fe3O4/mesoporous silica composite microsphere[16]

2 Fe3O4/mSiO2复合微球在生物医学中的应用

Fe3O4/mSiO2复合微球兼具Fe3O4纳米粒子与介孔二氧化硅的优点，在生物医学中有着广泛的应用。Fe3O4纳米粒子可应用于磁靶向药物传输和磁分离；可产生局部磁场，改变周围氢质子的弛豫进程，从而增强区域核磁成像对比度；可在交变磁场(AFM)下，通过磁滞损耗、布朗弛豫和奈尔弛豫等产生磁热效应，实现肿瘤热疗[18]。此外，介孔二氧化硅具备装载药物和生物小分子的能力以及良好的生物相容性等优点。因此，Fe3O4/mSiO2复合微球常被用于药物装载、核磁成像、磁靶向给药、磁热疗以及生物分离等领域。

2.1 药物装载

Fe3O4/mSiO2复合微球可以通过孔道负载和表面吸附的协同作用装载小分子[19]。Tao等利用核壳型复合微球(比表面积464 m2/g，孔容0.62 cm3/g)装载阿霉素抗癌药物，其装载量约为45 mg/g[20]。Wu等利用棒状空腔型复合微球(362 m2/g，0.62cm3/g)装载阿霉素，其装载量为150 mg/g[13]。Lu等利用响铃型复合微球(494 m2/g，0.53cm3/g)装载阿霉素，其装载量可达到385 mg/g[14]。由此可见，具备中空结构的响铃型和空腔结构的空腔型复合微球表现出良好的药物装载能力，同时表明复合微球的空腔结构和中空结构也具备装载药物的能力，因此响铃型和空腔型复合微球在药物装载方面具备良好的应用前景。

2.2 磁靶向载药系统

Fe3O4/mSiO2复合微球用于磁靶向给药，主要是在外加磁场的引导下，复合微球可通过高通透性和滞留效应(EPR)增加在肿瘤部位的聚集量。但是，这种靶向方式对细胞内化的效果不佳，所以一般将磁靶向与其他具备肿瘤细胞膜受体的靶向分子相结合，以提高对肿瘤细胞的靶向性，避免对正常细胞给药。

Shao等制备了Fe3O4/mSiO2“纳米子弹”，在外加磁场引导下，其磁靶向作用可明显增加肿瘤细胞的内吞，有效抑制小鼠肝癌细胞生长，并降低毒副作用[21]。Chen等制备了Fe3O4/mSiO2复合微球，并在其表面连接具有癌细胞靶向作用的RGD肽[22]。微球载药后的体外细胞实验表明，在外加磁场作用下，有利于Hela细胞对载药复合微球的内吞；同时体内动物实验表明，与无磁场的被动EPR效应相比，外加磁场可增加载药复合微球在小鼠肿瘤部位聚集，提高对肿瘤细胞的治疗效果。Li等设计了三级靶向的Fe3O4/mSiO2复合微球[23]。首先，复合微球通过外加磁场的磁靶向作用聚集在肿瘤部位，然后微球表面连接的叶酸分子与肿瘤细胞的叶酸受体相结合形成二级靶向，可增加复合微球的细胞内吞。复合微球进入细胞溶酶体后，通过电荷变化暴露TAT肽，最后导入细胞核，完成三级靶向。体外实验表明，微球的三级靶向作用相辅相成，可作为细胞核药物载体，有效提高对肿瘤细胞的毒性。

因此，Fe3O4/mSiO2复合微球可用于磁靶向载药系统，或进一步与其他靶向方式相结合，达到更好的选择性靶向给药、提高疗效和降低毒副作用的目的。

2.3 核磁成像

核磁成像(MRI)具备穿透力深、非入侵性和高空间分辨率等优点，并可对细胞进行分子水平成像[24]。Fe3O4/mSiO2复合微球可作为磁成像对比剂，在磁场中可增强区域对比度，因此可应用于核磁成像。当向小鼠的尾静脉注射Fe3O4/mSiO2复合微球时，复合微球可在肿瘤部位聚集。Kim等利用核壳型复合微球对小鼠的肿瘤部位进行T2加权MR成像，2 h后可以检测到复合微球聚集在肿瘤部位的信号，而且聚集的状态可以保持24 h[25]。但是，复合微球对肿瘤无靶向性，聚集的时间较慢，并且可在不同的部位聚集，这会对肿瘤细胞进行核磁成像造成干扰[26]。因此，具备肿瘤靶向成像的复合微球将可以节省复合微球在肿瘤部位的聚集时间，减少正常细胞的干扰。Chen等利用肿瘤靶向肽修饰的核壳型复合微球(103 nm)对小鼠肿瘤进行靶向成像(见图4)[22]，可以快速检测到聚集在癌细胞部位的MR信号，并且可以增强复合微球在肿瘤细胞部位聚集。利用复合微球对肿瘤细胞进行靶向成像，可以增强肿瘤部位的MR信号并减少干扰，将有望实现检测人体患肿瘤情况，同时实现肿瘤诊断与治疗的双重功能。

图4 对患肿瘤小鼠进行靶向核磁成像[22]Fig.4 In vivo tumor- targeted MR imaging[22]

2.4 磁热疗载药系统

体内组织温度在43～48 ℃之间将会导致肿瘤细胞失活，而对正常细胞无明显损害[27- 28]。Fe3O4/mSiO2复合微球在AFM作用下，可产生磁热效应来升高肿瘤组织的温度，达到清除肿瘤细胞的目的。Tao等利用磁响应强度较弱的复合微球(4.2 emu/g)置于238和409 kHz的磁场(150 Gauss)中，其绝对温度分别升高了6.6和15.5℃，说明复合微球具有明显的磁热效应[20]。另外，复合微球可用于磁热疗载药系统，实现肿瘤热疗与化疗的协同治疗，提高疗效[29]。Guo等利用Fe3O4/mSiO2复合微球对Hela细胞进行磁热疗实验，结果表明Hela细胞活性由原来的89.5%降为62.7%;当复合微球负载阿霉素后，Hela细胞凋亡率为71.5%，而结合磁热疗后的凋亡率达到93.7%[30]。Yao等利用功能化的复合微球对乳腺癌4T1细胞进行磁热疗与化疗，在AFM的作用下，处理20 min癌细胞的活性为15%；当负载阿霉素药物处理20 min后，其癌细胞的活性降为5%[31]。由此可见，磁热疗和化疗的协同作用明显提高了复合微球对癌细胞的疗效。

2.5 富集生物小分子

分离生物小分子不能利用离心分离等剧烈的分离方法，否则会造成生物小分子变性或不可逆过程，并且传统的分离方法无法有效富集和分离生物小分子。Fe3O4/mSiO2复合微球具备介孔二氧化硅的结构，可以通过表面吸附和孔道装载生物小分子。同时，负载生物小分子的复合微球可以通过外部磁场达到温和分离的目的。因此，Fe3O4/mSiO2复合微球在生物小分子的富集与分离的过程中有广泛的应用。

Fe3O4/mSiO2复合微球的介孔结构可以增加其比表面积，进而增加对生物小分子的富集量。Sheng等利用孔径2.9 nm的核壳型复合微球(201.6 m2/g)装载了201.22 mg/g DNA[32]，而无介孔结构的复合微球(42.9 m2/g)的装载量为134.88 mg/g。由于生物小分子是纳米级别的三维结构，具备大介孔的复合微球更有利于装载生物小分子。Hu等等利用孔径14.4 nm的功能化核壳型复合微球装载了51 mg/g的免疫球蛋白G[33]，而孔径为3.27 nm的复合微球为41mg/g。Chen等利用孔径11 nm的响铃型复合微球固定化血红蛋白[34]，表现出较大的装载量和快速固定的优点。此外，整齐有序的介孔也可以增加复合微球装载生物小分子的量[35]。因此，大孔径、高比表面积和整齐有序的介孔有利于增加复合微球对生物小分子的负载量，并且在磁场的作用下可以快速分离生物小分子。据报道，复合微球还可以应用于提取内源性多肽和胰蛋白酶[36]、分离微囊藻毒素[37]和富集雌激素[38]等。

3 总结与展望

Fe3O4纳米颗粒具备磁靶向、磁热效应以及可增强核磁成像的区域对比度，介孔二氧化硅可以装载生物分子以及释放药物等。Fe3O4/mSiO2复合微球兼具了二者的优势，可以应用于靶向载药系统、核磁成像载药系统和生物分离等。对于Fe3O4/mSiO2复合微球，其饱和磁化强度、比表面积、孔容、孔径以及粒径大小是影响其应用性能的重要因素，制备时需根据具体情况进行综合考虑与调节。此外，以Fe3O4/mSiO2复合微球为基础，可根据不同的应用进行多功能设计，如结合荧光分子、贵金属纳米粒子和靶向分子等，可使复合微球具有光学示踪、协同治疗以及更好的靶向定位等多种功能。在今后的研究中，增加对小分子的负载量，加快在肿瘤部位的聚集时间，提高对肿瘤的靶向性以及多功能化，将是Fe3O4/mSiO2复合微球的重要发展方向。

[1] Xu Hong, Cui Longlan, Tong Naihu, et al. Development of high magnetization Fe3O4/polystyrene/silica nanospheres via combined miniemulsion/emulsion polymerization [J]. J Am Chem Soc, 2006, 128(49): 15582- 15583.

[2] Liu Jia, Sun Zhenkun, Deng Yonghui, et al. Highly water- dispersible biocompatible magnetite particles with low cytotoxicity stabilized by citrate groups [J]. Angew Chem, 2009, 121(32): 5989- 5993.

[3] Gao Fei, Botella P, Corma A, et al. Monodispersed mesoporous silica nanoparticles with very large pores for enhanced adsorption and release of DNA [J]. J Phys Chem B, 2009, 113(6): 1796- 1804.

[4] Wang Yanyan, Li Bin, Zhang Liming, et al. Multifunctional magnetic mesoporous silica nanocomposites with improved sensing performance and effective removal ability toward Hg(II) [J]. Langmuir, 2012, 28(2): 1657- 1662.

[5] Chen Hemei, Xu Xiuqing, Yao Ning, et al. Facile synthesis of C8- functionalized magnetic silica microspheres for enrichment of low- concentration peptides for direct MALDI- TOF MS analysis [J]. Proteomics, 2008, 8(14): 2778- 2784.

[6] Wang Yao, Gu Hongchen. Core- shell- type magnetic mesoporous silica nanocomposites for bioimaging and therapeutic agent delivery [J]. Adv Mater, 2015, 27(3): 576- 585.

[7] Wu Pinggui, Zhu Jianhua, Xu Zhenghe. Template- assisted synthesis of mesoporous magnetic nanocomposite particles [J]. Adv Funct Mater, 2004, 4(14): 345- 351.

[8] Zhang Jixi, Li Xu, Rosenholma JM, et al. Synthesis and characterization of pore size- tunable magnetic mesoporous silica nanoparticles [J]. J Colloid Interface Sci, 2011, 361(1): 16- 24.

[9] Liu Hongfei, Ji Shengfu, Yang Hao, et al. Ultrasonic- assisted ultra- rapid synthesis of monodisperse meso- SiO2@Fe3O4 microspheres with enhanced mesoporous structure [J]. Ultrason Sonochem, 2014, 21(2): 505- 512.

[10] Wu Huixia, Zhang Shengjian, Zhang Jiamin, et al. A hollow- core, magnetic, and mesoporous double shell nanostructure: In situ decomposition/reduction synthesis, bioimaging, and drug- delivery properties [J]. Adv Funct Mater, 2011, 21(10): 1850- 1862.

[11] Gai Shili, Yang Piaoping, Li Chunxia, et al. Synthesis of magnetic, up- conversion luminescent, and mesoporous core- shell- structured nanocomposites as drug carriers [J]. Adv Funct Mater, 2010, 20(7): 1166- 1172.

[12] Shen Shuling, Wu Wei, Guo Kai, et al. A novel process to synthesize magnetic hollow silica microspheres [J]. Colloids Surf A Physicochem Eng Asp, 2007, 311: 99- 105.

[13] Wu Huixia, Zhang Shengjian, Zhang Jiamin, et al. A hollow- core, magnetic, and mesoporous double shell nanostructure: In situ decomposition/reduction synthesis, bioimaging, and drug- delivery properties [J]. Adv Funct Mater, 2011, 21(10): 1850- 1862.

[14] Lu Feng, Popa A, Zhou Shiwei, et al. Iron oxide- loaded hollow mesoporous silica nanocapsules for controlled drug release and hyperthermia [J]. Chem Commun, 2013,49:11436- 11438.

[15] Yue Qin, Li Jialuo, Luo Wei, et al. An Interface coassembly in biliquid phase: Toward core- shell magnetic mesoporous silica microspheres with tunable pore size [J]. Journal of the American Chemical Society, 2015, 137(41): 13282 - 13289.

[16] Zhao Wenru, Chen Hangrong, Li Yongsheng, et al. Uniform rattle- type hollow magnetic mesoporous spheres as drug delivery carriers and their sustained- release property [J]. Adv Funct Mater, 2008, 18(18): 2780- 2788.

[17] Chen Yu, Chen Hangrong, Zeng Deping, et al. Core/shell structured hollow mesoporous nanocapsules: A potential platform for simultaneous cell imaging and anticancer drug delivery [J]. ACS Nano, 2010, 10(4): 6001- 6013.

[18] 顾宁, 侯仰龙, 李颖, 等. 生物医用磁性纳米材料与器[M]. 北京: 化学工业出版社, 2013: 264- 267.

[19] Xianjun Tan, Liujia Lu, Lingzhi Wang, et al. Facile synthesis of bimodal mesoporous Fe3O4@SiO2composite for efficient removal of methylene blue [J]. Eur J Inorg Chem, 2015, 2928- 2933.

[20] Tao Cuilia，Zhu Yufang. Magnetic mesoporous silica nanoparticles for potential delivery of chemotherapeutic drugs and hyperthermia [J]. Dalton Trans, 2014,43: 15482- 15490.

[21] Dan Shao, Jing Li, Xiao Zheng, et al. Janus “nano- bullets” for magnetic targeting liver cancer chemotherapy[J]. Biomaterials, 2016, 100: 118- 133.

[22] Chen Weihai, Luo Guofeng, Lei Qi, et al. Rational design of multifunctional magnetic mesoporous silica nanoparticle for tumor- targeted magnetic resonance imaging and precise therapy[J]..Biomaterials, 2016, 76: 87- 101.

[23] Zhenhua Li, Kai Dong, Sa Huang, et al. A smart nanoassembly for multistage targeted drug delivery and magnetic resonance imaging[J]. Adv Funct Mater, 2014, 24: 3612- 3620.

[24] Na HB, Song IC, Hyeon T, et al. Inorganic nanoparticles for MRI contrast agents [J]. Adv Mater, 2009, 21(21): 2133- 2148.

[25] Chen Yu, Chen Hangrong, Zhang Shengjian, et al. Multifunctional mesoporous nanoellipsoids for biological bimodal imaging and magnetically targeted delivery of anticancer drugs [J]. Adv Funct Mater, 2011, 21(2): 270- 278.

[26] Kim J, Kim HS, Lee N, et al. Multifunctional uniform nanoparticles composed of a magnetite nanocrystal core and a mesoporous silica shell for magnetic resonance and fluorescence imaging and for drug delivery [J]. Angew Chem Int Ed, 2008,47: 8438- 8441.

[27] Kobayashi T. Cancer hyperthermia using magnetic nanoparticles [J]. Biotechnol J, 2011, 6(11): 1342- 1347.

[28] Lee N, Yoo D, Ling Daishun, et al. Iron oxide based nanoparticles for multimodal imaging and magnetoresponsive therapy[J]. Chem Rev, 2015, 115: 10637 - 10689.

[29] Guo Wei, Yang Chunyu, Lin Huiming, et al. P(EO- co- LLA) functionalized Fe3O4@mSiO2nanocomposites for thermo/pH responsive drug controlled release and hyperthermia[J]. Dalton Trans, 2014, 43: 18056- 18065.

[30] Hu Juan, Huang Shaojie, Huang Xiao, et al. Superficially mesoporous Fe3O4@SiO2core shell microspheres: Controlled syntheses and attempts in protein separations [J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2014, 197: 180- 184.

[31] Yao Xianxian, Niu Xingxing, Ma Kexin, et al. Graphene quantum dots- capped magnetic mesoporous silica nanoparticles as a multifunctional platform for controlled drug delivery, magnetic hyperthermia, and photothermal therapy[J]. Small, 13 Oct, 2016 [Epub ahead of print].

[32] Sheng Wei, Wei Wei, Li Junjian, et al. Amine- functionalized magnetic mesoporous silica nanoparticles for DNA separation[J]. Applied Surface Science, 2016, 387: 1116- 1124.

[33] Hu Juan, Huang Shaojie, Huang Xiao, et al. Superficially mesoporous Fe3O4@SiO2core shell microspheres: Controlled syntheses and attempts in protein separations[J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2014, 197: 180- 184.

[34] Chen Yu, Chen Hangrong, Guo Limin, et al. Hollow/rattle- type mesoporous nanostructures by a structural difference- based selective etching strategy [J]. ACS Nano, 2010, 4(1): 529- 539.

[35] Zhang Yihe, Su Zisheng, Li Bin, et al. Recyclable magnetic mesoporous nanocomposite with improved sensing performance toward nitrite[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2016, 8: 12344 - 12351.

[36] Liu Shasha, Li Yan, Deng Chunhui, et al. Preparation of magnetic core- mesoporous shell microspheres with C8- modified interior pore- walls and their application in selective enrichment and analysis of mouse brain peptidome [J]. Proteomics, 2011, 11(23): 4503- 4513.

[37] Deng Yonghui, Qi Dawei, Deng Chunhui, et al. Superparamagnetic high- magnetization microspheres with an Fe3O4@SiO2 core and perpendicularly aligned mesoporous SiO2 shell for removal of microcystins [J]. J Am Chem Soc, 2008, 130(1): 28- 29.

[38] Lu Hongzhi, Xu Shoufang. Mesoporous structured estrone imprinted Fe3O4@SiO2@mSiO2for highly sensitive and selective detection of estrogens from water samples by HPLC[J]. Talanta, 2015,144: 303- 311.

The Research Progress of Magnetic Fe3O4/Mesoporous Silica Composite Microspheres

Nie Libo*Yang Hongcheng Jiang Pengfei

(Hunan Key Laboratory of Green Packaging and Application of Biological Nanotechnology, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412008, Hunan, China)

Magnetic Fe3O4/mesoporous silica (Fe3O4/mSiO2) composite microspheres combine the advantage of magnetism performance of Fe3O4nanoparticles and the space loading capacity of mesoporous silica, which therefore are widely explored for uses in biomedicine. In this paper the synthetic methods of Fe3O4/mSiO2composite microspheres such as core- shell type, hollow type and rattle type were introduced. The applications of Fe3O4/mSiO2composite microspheres in targeting drug- loading system, magnetic resonance imaging (MRI), magnetic mediated hyperthermia drug- loading system and biological separation are summarized as well.

Fe3O4nanoparticles; magnetism; mesoporous silica

10.3969/j.issn.0258- 8021. 2017. 03.013

2016- 07- 29， 录用日期:2016- 11- 29

湖南省自然科学基金(2016JJ3053)

R318

A

0258- 8021(2017) 03- 0348- 06

*通信作者(Corresponding author)，E- mail: libonie@aliyun.com