PEG修饰四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米颗粒：高稳定性磁性纳米平台在生物医学领域的应用

一、引言

四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米颗粒因其优异的超顺磁性、可控的粒径和良好的生物兼容性，成为磁共振成像（MRI）造影剂、靶向药物输送系统、磁热治疗、磁控分离等生物医学领域的核心纳米材料。然而，裸Fe₃O₄纳米颗粒在水环境中易团聚、表面活性差，且易被体液中的蛋白质非特异吸附，限制了其在实际应用中的稳定性与功能化能力。

为此，采用聚乙二醇（PEG）进行表面修饰，能够有效提升Fe₃O₄纳米颗粒的分散性、水溶性和体内稳定性，构建功能性磁性纳米平台，在体内外多场景下展现出广阔应用前景。

二、PEG修饰策略及性能优势

1. PEG包覆方式

物理吸附法：利用含羧基、巯基、膦酸基的PEG分子与Fe₃O₄表面氧化物形成弱配位，实现快速包覆。

共价接枝法：通过表面羟基官能化后与活化的PEG形成酯键或酰胺键，实现稳定共价包覆。

嵌段共聚包膜法：采用两亲性PEG-PLA或PEG-PCL聚合物通过疏水相互作用自组装形成包膜壳层。

2. PEG修饰带来的关键优势

性能特征 功能与优势

水溶性显著提升 PEG链亲水性强，赋予颗粒良好水分散性

防止团聚 构建空间位阻层，阻碍颗粒聚集沉降

*蛋白吸附 降低“蛋白冠”效应，延长体内循环时间

降低免疫识别 减少巨噬细胞吞噬，提高生物利用率

易于功能化 PEG末端可引入多种功能基团，实现靶向或药物负载

三、典型产品特征（示例）

参数 规格说明

核心材料 四氧化三铁（Fe₃O₄）

粒径 10–30 nm（核心）/ 30–100 nm（含PEG壳）

结构 核-壳型或均匀修饰

表面修饰 PEG-COOH、PEG-NH₂、PEG-Biotin、PEG-Folic acid等

Zeta电位 -5 mV 至 -30 mV（pH 7.4）

饱和磁化强度 ~30–70 emu/g（依粒径不同而异）

分散介质 去离子水、PBS、生理盐水

储存稳定性 ≥6个月，4°C避光

四、应用领域

1. 磁共振成像（MRI）造影剂

PEG修饰Fe₃O₄纳米颗粒可作为T2型造影剂，在低剂量下即可提供高对比度影像，适用于肿瘤、炎症、脑疾病等诊断。

2. 靶向药物递送

通过在PEG链末端修饰靶向配体（如*体、适配体、糖类分子等），可实现对肿瘤细胞、免疫细胞或其他病灶部位的高效定向输送，实现准治疗。

3. 磁热疗平台

Fe₃O₄颗粒在高频交流磁场作用下可产热，用于肿瘤磁热消融治疗。PEG修饰可增强颗粒的生物分散性与治疗效率，且可复合*癌药物构建双模治疗平台。

4. 细胞分选与磁控分离

PEG-Fe₃O₄结合特异性配体后可用于细胞、外泌体、蛋白质或病毒的快速磁性分离与富集，操作简便，特异性强。

5. 生物传感与诊断

结合荧光探针、电化学探针或生物识别元件，可构建多模态生物传感器，用于肿瘤标志物、病原微生物等检测。

五、定制服务与技术支持

我们提供从科研级到工业规模的PEG-Fe₃O₄磁性纳米颗粒定制服务，包括：

核心尺寸调控（5–100 nm）

多种PEG官能化分子接枝（COOH/NH₂/Maleimide等）

多模态功能化（磁性 + 荧光/药物负载）

体内毒理、血清稳定性等表征服务

用于磁共振、药物载体等专属应用优化设计

六、结语

PEG修饰的Fe₃O₄纳米颗粒融合了磁性、化学稳定性与生物相容性的优势，是新一代多功能纳米材料的重要代表。随着其制备工艺日趋成熟，PEG-Fe₃O₄将为靶向成像、智能治疗和准医学提供强有力的技术支撑，推动纳米医学在临床中的深入发展。

厂家:西安齐岳生物科技有限公司

用途:科研

温馨提醒:仅供科研，不能用于人体实验!