能够特异性穿过血脑屏障的磁性氧化铁纳米粒子的设计及制备

制备不同粒径及不同表面修饰的磁性氧化铁纳米粒子。以乙酰丙酮铁在液相中高温分解法，及五羰基铁的气相分解-氧化法，制备4～50nm不同粒度范围的磁性氧化铁纳米粒子，分别修饰或接枝以不同功能性端基的、及帮助通过血脑屏障的氨基酸、肽、蛋白质、酶及其它特殊性质的有机分子，分析修饰后磁性氧化铁纳米粒子的显微形貌、饱和磁化强度、Zeta电位、水中横向弛豫时间T2*及在大鼠体内血液半衰期。将磁性氧化铁纳米粒子经静脉注射入大鼠内。采用磁共振成像仪观察大鼠脑部成像及其随时间的变化。发现磁性氧化铁纳米粒度及分布、形貌、磁性能、表面修饰物及其它相关性能对穿过血脑屏障性能的影响关系。探讨氧化铁纳米粒子通过血脑屏障的机理。设计能够特异性通过血脑屏障的磁性氧化铁纳米粒子，优化工艺，实现磁性氧化铁纳米粒子合成及表面修饰。本项目将促进磁性氧化铁纳米材子在脑内疾病的探测、药物输运及脑科学研究领域的应用。

采用高温热分解法，以Fe(acac)3为铁源，在高沸点的聚乙二醇PEG中高温热解，在反应中添加不同生物高分子，或在合成后接枝生物高分子制备了不同表面修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子SPIONs。分别研究了PEG、PEG和聚酰亚胺PEI、PEG和聚吡咯烷酮PVP、聚赖氨酸PLL、聚乳酸PLA 、葡聚糖、吐温Tween 80、聚天冬氨酸PASP、转铁蛋白及多肽修饰的氧化铁纳米粒子的晶粒形貌、结晶性、磁性能及弛豫率、修饰物组成、电泳粒度、zeta电位，在水及生理缓冲液中的稳定性。.利用磁共振成像技术，系统研究了PEG、PEG/PEI、Tween-80、PASP及转铁蛋白Tf等不同修饰的SPIONs从静脉注射入小鼠后在小鼠不同脑区的磁共振成像情况。这些氧化铁纳米粒子在小鼠脑部均有良好的造影效果，持续造影达24 h。其中转铁蛋白Tf和PEG修饰的SPIONs在小鼠各脑区的造影效果更为明显。.研究了不同表面修饰的PEG-SPIONs、PEG/PEI-SPIONs、Tween-80/PEG/PEI-SPIONs及Tf/PEG/PEI-SPIONs通过尾静脉注射到小鼠体内。2 h后取出小鼠脑组织，经固定、脱水、包埋、超薄切片等步骤制作透射电镜样品，通过透射电镜观察及结合ICP-OES组织铁含量测试发现：上述氧化铁纳米粒子没有或很少通过血脑屏障。.将Tween-80修饰的SPIONs通过尾静脉注入SD大鼠体内，同时在大鼠头部外加3500高斯的钕铁硼强磁铁，以通过延长氧化铁驻留时间的方法促进氧化铁纳米粒子通过血脑屏障。ICP-OES及TEM样品分析结果确切表明：Tween-80修饰的氧化铁纳米粒子Tween 80/PEI/PEG-SPIONs通过了血脑屏障。对比实验证明：Tween 80/PEI/PEG-SPIONs以配体-受体调制的途径在外磁场的帮助下通过血脑屏障。本工作将为脑内药物输运及外磁场作用于进入脑内神经系统的氧化铁纳米粒子的研究提供基础。.发表文章13篇，其中SCI收录 9篇，EI 收录4篇。申请专利2项，1项授权。培养硕士研究生毕业8名，6名在读。