超顺磁性氧化铁纳米粒子在脑磁共振成像中的应用
2011-09-19张宝林张辉阳
磁共振成像 2011年5期
张宝林，张辉阳
尖晶石结构的ɣ-Fe2O3或反尖晶石结构的Fe3O4具有顺磁性，按晶粒粒径大小又细分为小粒子氧化铁纳米粒子(SPIO: 水动力学粒径大致在40～180 nm)及超小粒子氧化铁纳米粒子(USPIO：水动力学粒径小于40nm)[1-3]。USPIO在室温下可表现出超顺磁性，即在外磁场下受磁化而具有磁性，而当外磁场强度为零时其剩磁为零或极小。超顺磁性粒子极低的剩磁使其避免聚集，在溶剂里可以稳定分散。超顺磁性氧化铁纳米晶粒具有高的磁化率，容易被外磁场控制[1-3]。
氧化铁晶粒通过表面化学修饰成为具有良好生物相容性的粒子，也可以进一步结合特殊的抗体、氨基酸、蛋白或酶而具有吸收特异性。氧化铁纳米粒子被细胞吸收后聚集于溶酶体中，在溶酶体中低的pH环境里，氧化铁被分解成为铁离子，可用于合成血红蛋白，因而氧化铁在体内具有低的毒性[1]。氧化铁纳米粒子进入脑内后，也没有发现直接的毒性作用[1]。然而，氧化铁纳米粒子会在脑内保留相当长的时间，如颅内直接注入的氧化铁纳米粒子会在脑实质中存在三个月以上，虽然未引起任何病理现象，但其长期清除的机理尚须进一步研究[1]。氧化铁纳米粒子被用于体内(in vivo)和体外(in vitro)生物医学研究，如磁共振成像(MRI，fMRI)[1-5]、细胞分离与标记[6-9]、DNA分离[10]、肿瘤的检测[11-14]、磁热治疗[15]及靶向药物载体[16-19]等，是纳米材料研究的热点，Nel等[20]对纳米粒子与生物系统之间的界面处的生物物理化学方面的相互作用作了专题综述。
