生物源性纳米晶体磁珠（BNCM）简介

一、 磁珠的传统生产方法

      磁珠法应用如此之广，磁珠本身如何生产就是一个很重要的问题。传统生产磁珠的方法主要是物理法和化学法两大类。

物理法，包括:

• 高能球磨法（High - Energy Ball Milling，又称机械力化学mechanochemistry）

• 物理气相沉积法（Physical Vapor Deposition，PVD）

• 真空冷冻干燥法（Vacuum Freeze Drying）等。

化学法，包括:

• 共沉淀法(Coprecipitation Method)

• 溶剂热法(Solvothermal Method)

• 溶胶-凝胶法(Sol-Gel Method)

• 热分解法(Thermal decomposition method)

• 微乳液法（Microemulsion method）

• 长晶法等

     以上生产方法基本都是在国外不断发展成熟的。目前，通过以上生产工艺获得的磁珠质量不尽如人意，另一方面，高端磁珠的供应主要来自国外厂家，在产业链安全性上存在隐患。

二、 生物源性纳米晶体磁珠（BNCM）特点

北京国科融智创始人张金菊博士通过十多年研究，成功推出了全新的生物源性纳米晶体磁珠（BNCM）的生产工艺。该种方法获得的磁珠具有材料纯度极高、磁性强、粒径均一、晶型一致、单晶体、单磁畴、生物相容性好、易于功能化修饰、批间差异小、成本低和环境友好等显著优点，可满足高端磁珠的进口替代，属于源头创新技术。

生物源性纳米晶体磁珠由四氧化三铁晶体和生物膜包被组成，目前能够测定的性质，汇总如下：

1.生物源性纳米晶体磁珠内四氧化三铁晶体形态

生物源性纳米晶体磁珠内的四氧化三铁晶体为立方八面体，以下为高清电镜照片和X射线衍射图(一共检测了两生物源性纳米晶体磁珠颗粒，分别标记为“1”号和“2”号，图1)。

图1 生物源性纳米晶体磁珠高清电镜照片(左)与X射线衍射图(右)

一共测量了两生物源性纳米晶体磁珠颗粒，分别标记为“1”号和“2”号

2.生物源性纳米晶体磁珠内的四氧化三铁晶体粒径分布图

通过透射电子显微镜观察，生物源性纳米晶体磁珠内四氧化三铁晶体的粒径，主要集中于30~45纳米之间(77%，图2)，说明生物源性纳米晶体磁珠的粒径比较均一。

图2 生物源性纳米晶体磁珠内四氧化三铁晶体的粒径分布统计

3.生物源性纳米晶体磁珠水合粒径和Zeta电位

纳米颗粒在水中的分散性，可从其水合粒径和Zeta电位的数值上得到反映：颗粒的水合粒径在实际粒径的3倍以内，说明其没有彼此团聚的现象；颗粒的Zeta电位大于+30毫伏或小于-30毫伏，说明其能够形成稳定的分散体系；颗粒的Zeta电位在+10毫伏~+30毫伏之间，或-30毫伏~-10毫伏之间，说明其在一段时间内可以分散在溶液中。

图3 生物源性纳米晶体磁珠的水合粒径分布(峰值为77.27纳米)

生物源性纳米晶体磁珠的水合粒径峰值77.27纳米(图3)，不足其实际粒径的2倍，说明其在水中可以分散。

图4 生物源性纳米晶体磁珠的Zeta电位(峰值为-24.6毫伏)

生物源性纳米晶体磁珠Zeta电位的峰值为-24.6毫伏(图4)，在-30毫伏~-10毫伏之间，说明其在水中可以分散状态存在一段时间。

4. 生物源性纳米晶体磁珠的磁学性质

纳米材料的磁性强弱，用矫顽力(Hc)表示，Hc可由磁滞回线测得。生物源性纳米晶体磁珠的矫顽力为7.658毫特斯拉(mT)(图5)。

图5 生物源性纳米晶体磁珠的磁滞回线

5. 生物源性纳米晶体磁珠的细胞毒性

图6检测了生物源性纳米晶体磁珠对正常的肝细胞(HL-7702)与乳腺肿瘤细胞(SK-BR-3、MDA-MB-468)的毒性。结果显示，生物源性纳米晶体磁珠对正常细胞的毒性较小，而对肿瘤细胞的毒性大于对正常细胞的毒性。

图6生物源性纳米晶体磁珠对正常的肝细胞(HL-7702)与乳腺肿

瘤细胞(SK-BR-3、MDA-MB-468)的毒性(横坐标为加入反应体系

中生物源性纳米晶体磁珠的终浓度，纵坐标为测试细胞的存活率)

三、 合作共赢

基于以上特性，我们开展了其在生物医学领域的应用探索，也期待与社会各界同仁在更多的领域开展合作，欢迎垂询！

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