铁酸盐纳米粒子(分子式MFe2O4) 具有化学和磁学稳定性，而且可以通过改变金属元素M，对其在分子层次上加以设计与控制，因此经常作为研究纳米磁学的体系。这样的纳米粒子不仅有可能在信息存储与电磁装置方面得到应用，同样在生理条件下的稳定性使其在生物医学方面也有重要的应用，比如医学诊断与药物传递方面。
尽管科研人员对磁性纳米粒子的研究工作开展得并不算晚，然而，由于所制备的纳米粒子的尺寸不是十分标准（理想的尺寸应该小于20nm），阻碍了其应用的拓展。幸运的是，IBM 公司的T. J. Watson研究中心Shouheng Sun领导的研究小组发表了一篇引人关注的研究论文，阐述了解决该问题的方法。这篇论文也因此进入热点论文的前10位，排名第六（参与研究者还包括圣何塞的IBM Almaden研究中心和斯坦福大学的工作人员。Sun 现在罗得岛州府普罗维登斯的布朗大学的化学系工作）。
文章6采用适合规模化生产的一步法制备Fe3O4纳米粒子。该制备方法所需要的反应物为乙酰丙酮化铁(Ⅲ)和1,2-十六烷二醇, 反应温度305℃，同时油酸和油胺也是制备反应过程所必需的。通过此方法制备出的Fe3O4纳米粒子，其尺寸是一致的，直径可为4、6 或8nm，这主要取决于不同溶剂所决定的最后温度。例如，以二苄醚为溶剂制备出的粒子，直径为6nm。更小的粒子可以诱导其它的反应混合物，制备出直径达20nm 的粒子。透射电子显微镜证实了以此获得的粒子具有一致的粒径，并且其堆积方式类似于晶体，成超晶格排列。Sun 指出利用该法同样也可以制备CoFe2O4和MnFe2O4纳米粒子。更令人兴奋的是，最近他所领导的研究小组，通过把金和银粘贴在Fe3O4上，制备出了哑铃状的纳米粒子。
Fe3O4纳米粒子是疏水性的，但是文章6通过在粒子表面覆盖一层11-氨基-十一烷酸四甲基铵，使其具有亲水性，从而可以利用磁铁将其从溶剂中取出，然后重新分散在水里。在水里，粒子仍然具有良好的磁性，因此同样适合用自旋阀传感器检测。
Sun和其研究小组，发表了一系列关于氧化铁纳米粒子及其在生物探测和材料（例如，纳米复合物）方面具有潜在应用的论文。他们最近的工作发表在Langmuir（参阅D. B. Robinson, et al., 21[7]: 3096-3103, 2005）和Journal ofPhysical Chemistry B (参阅S. G. Grancharov, et al., 109(26):13030-5, 2005)上。目前，他正在开展纳米粒子用于高敏感DNA 序列检测的标记工作。
Sun向Science Watch 指出：“我们制备的纳米粒子的磁信号远远高于任何已知的生物实体，因此这些纳米粒子在没有磁背景的生物分子里就显得尤为突出。据此，通过标记目标分子和利用磁传感器，我们就可以如在大海中捞针一样，成功地从别的众多其他分子和杂质中获取目标物。”Sun 制备出的纳米粒子具有与细胞（10～100nm）、病毒(20～450nm)、蛋白质(5～50nm)或基因(2nm宽,10～100nm长)同样的尺度。因此，这些纳米粒子，原则上可以粘附在任何一个这样的生物实体上，并通过外部磁场对其操控。(www.xing528.com)
“这些纳米粒子所具有的优异特性在用磁性标记所有的生物分子方面提供了一种可控的手段，致使其在高效生物分离、高灵敏生物检测、MRI对比增强以及定位药物运送方面有着潜在的应用，”他说：“ 他们甚至可以通过可变磁场的脉冲作用，把磁场能量转移到粒子的周围，以足够的热量杀死癌细胞，从而提供一种只杀死癌细胞，而不伤害正常细胞和组织的治疗途径。”为了证实这种将来可能的应用，Sun 引用了韩国最近发表的科研工作成果，该成果在磁共振检测癌症细胞时就使用了这种纳米粒子——参阅Y.-W. Jun, et al., J. Am. Chem.Soc., 127(16): 5732-3, 2005。
本文译自：Science Watch, 2005, Vol.16 No.6
翻译：朱海峰 审校：马建华
原文链接：生物医用有序纳米磁体的制备
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