导读：

近期，新加坡国立大学机械生物学研究所与温州医科大学附属第一医院的研究团队联合发表了一篇综述文章，详细介绍了磁性纳米颗粒的分类、微流控合成进展以及这些磁性纳米颗粒在生物医学领域的最新应用。相关研究成果以“Microfluidic Synthesis of Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications”为题目发表于期刊《Small Methods》。

本文要点：

1、根据成分，磁性纳米粒子可分为金属和非金属磁性纳米粒子，它们在药物递送、生物传感、生物成像等生物医学应用中均显示出实用价值。

2、磁性纳米粒子的合成策略包括微乳液法、共沉淀发、凝胶-溶胶法、水热/溶剂热法和高温分解法等。这些方法各有优缺点，如共沉淀法简单易行但可能需要苛刻的反应条件，而水热/溶剂热法则需要专门的设备。

3、微流控系统因其高重复性、可编程操作、精确的流体控制和简单的设备等优势，在磁性纳米粒子的生产中发挥着重要作用，能够扩大生产规模并开发出具有所需特性的磁性纳米粒子。

4、本文综述了微流控合成磁性纳米粒子的基本机制，包括连续流和分段流两种方式。

5、此外，还介绍了这些微流控合成的磁性纳米粒子（如Fe₃O₄）在药物传递、细胞富集、生物成像和生物传感等方面的最新应用。

6、尽管取得了显著进展，但在操作性和大规模生产方面仍面临挑战，未来应关注优化微流控设备的操作条件、实现高通量生产和表面功能化的集成。

一张图读懂全文：

磁性纳米粒子按其成分可分为以下两大类：

1、金属磁性纳米粒子：

• 包括纯金属如Fe、Co、Ni及其合金或金属间化合物。

• 它们具有高磁饱和度、窄的粒径分布和良好的机械强度。

• 但容易氧化和聚集，限制了其应用。

2、非金属磁性纳米粒子：

• 主要指铁氧体磁性纳米粒子，如Fe₃O₄、BaFe₁₂O₁₉、ZnFe₂O₄及其复合物。

• 它们具有稳定的理化性质、高磁化率、低生物毒性和低成本。

• 最常讨论的非金属磁性纳米粒子是Fe₃O₄及其复合物。

该综述重点介绍了磁性纳米粒子的几种生物医学应用，特别是Fe₃O₄纳米粒子，其主要应用包括：

1、药物递送：磁性纳米粒子能够实现靶向药物递送，它们可以特异性地将药物递送至生物靶点，并在特定刺激下释放治疗剂。

2、细胞富集：这些纳米粒子可通过磁操纵促进靶细胞（如循环肿瘤细胞（CTC））的捕获和分离，提高医学诊断和治疗的效率。

3、生物成像：磁性纳米粒子在磁共振成像（MRI）中用作造影剂，提高了成像质量和诊断能力。

4、生物传感：用于生物传感器，以检测特定的生物分子、细胞或病原体，有助于早期疾病诊断和监测。

这些应用利用了磁性纳米粒子的独特性质，例如它们的超顺磁性、生物相容性和对外部磁场的响应能力。

图1.磁性纳米粒子的分类、微流体合成和生物医学应用的示意图。

图2.非金属磁性纳米粒子。

图3.由连续流微流控合成的磁铁矿纳米粒子。

图4.通过分段流微流控合成的磁铁矿纳米粒子。

图5.基于Fe₃O₄纳米粒子的药物递送平台。

图6.磁铁矿纳米粒子用于细胞富集。

图7.磁性纳米粒子用于生物成像和生物传感。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smtd.202401220