[发明专利]磁性纳米微粒

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月26日提交的美国临时申请号No.61/348,561的优先权，其内容通过引用整体并入本申请。

联邦政府资助的研究和开发

本发明是在政府支持下通过美国国立卫生研究院授予的基金号UO1HL080731-02而完成，政府在本发明中拥有某些权利。

技术领域

本公开涉及磁性纳米微粒。

背景技术

生物可相容性的和/或可降解的磁性纳米微粒在生物技术和医学里有着广阔的应用。尤其是，考虑到生物样本和组织有着固有的低磁化感受性，磁性纳米微粒可以为高度选择性检测提供一种有效的对比机制。举例来说，磁性纳米微粒可用于应用范围包括但不限于生物分离，药物传递，和基因导入。

发明内容

本公开涉及磁性纳米微粒以及它们的合成方法和使用。每个磁性纳米微粒包括一个磁芯和一个生物相容性的外壳，这种外壳既保护磁芯不受氧化且增强纳米微粒的磁性。增强的磁性可包括增加磁化强度和减少磁芯的矫顽力，这使得高灵敏度检测和减弱纳米微粒的非特异性聚集成为可能。通过形成具有增强磁特性的生物可相容性纳米微粒，特定靶分子的检测，例如蛋白质和单细胞，可以得到提高。

一般来说，本说明书所描述主体的一方面可以体现在包括一个铁磁芯和一个包被磁芯的超顺磁外壳的纳米微粒。

在某些实施方案中，纳米微粒的直径大于或等于2nm。在某些例子中，

铁磁内芯的内径在大约1nm到15nm的范围内。在某些实施例中，超顺磁性外壳的厚度大于或等于0.1nm。铁磁芯可包括Fe,Co,Ni,FePt或SmCo。

在某些实施方案中，超顺磁性外壳包括一种磁性材料的氧化物。在某些情况下，超顺磁性外壳包括一种掺杂剂。掺杂剂可包括选择于一组包含Mn,Co,Ni,Zn和ZnMn的一种金属。

在某些实施方案中，纳米微粒包括超顺磁性外壳上的一层涂层，其中形成涂层以增加纳米微粒的水溶性。涂层可包括2,3-二巯基琥珀酸(DMSA)。

在某些情况下，纳米微粒包括超顺磁性外壳上的一层涂层，其中形成涂层使纳米微粒与靶分子结合。

在某些实施方案中，纳米微粒包括超顺磁性外壳上的葡聚糖聚合物涂层。

在某些实施方案中，超顺磁外壳包括铁氧化物。

另一方面，构建纳米微粒的方法，该方法包括构建一个或多个铁磁性纳米微粒核心；和在每个一个或多个铁磁性纳米微粒核心上构成一个超顺磁外壳。构建铁磁性纳米微粒包括在第一种溶液中合并一种金属复合物和表面活性剂，并且热处理第一种溶液以热降解金属复合物从而在第一种溶液中形成一个或多个铁磁性纳米微粒核心。

在某些实施方案中，在一个或多个铁磁性纳米微粒核心上构建超顺磁外壳包括，在热处理第一种溶液后，将一种或多种金属油酸酯复合物与第一种溶液结合以形成第二种溶液，并且热处理第二种溶液以在一个或多个铁磁性纳米微粒外壳上形成超顺磁外壳。

另一方面，检测个体中目标分子存在的方法包括给个体摄入纳米微粒，其中纳米微粒包括一个铁磁芯，一个超顺磁外壳，以及超顺磁性外壳上一个与目标分子特异结合的靶向部分，为纳米微粒结合靶分子提供充分的时间，并且产生个体的核磁共振成像，其中成像中的信号表示存在目标分子。

另一方面，一种治疗的方法包括给个体摄入纳米微粒，其中纳米微粒包括一个铁磁芯，一个超顺磁外壳，以及超顺磁性外壳上一个与个体中靶细胞结合的涂层，提供充分的时间使纳米微粒结合靶细胞，并且给个体形成一个交替的电磁场来处理靶细胞。

交联聚合物是指一聚合物链上和/或支链上的功能基团与另一聚合物上的功能基团反应而形成的聚合物网。

非交联聚合物是指很少或没有单独的聚合物链与另一聚合物链的功能基团反应以形成一种相互联系的聚合物网。

磁矩是指磁体趋向磁场的趋势。

磁矫顽力是指铁磁性材料对消磁的抗力。

磁化率是指物质应答外加磁场的磁化程度。

超顺磁性指的是材料在没有外加磁场的情况下不能展现出磁性，但在有磁场的情况下表现出与磁体相似。