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第1章 氧化铁纳米材料的应用领域1

1.1 在磁共振成像检测和生物医学中的应用1

1.1.1 新一代氧化铁微粒磁共振成像造影剂2

1.1.2 检测超顺磁氧化铁微粒的磁共振成像方法3

1.1.3 以超顺磁氧化铁微粒为探针的磁共振细胞影像3

1.1.4 以超顺磁氧化铁微粒为探针的磁共振分子影像10

1.1.5 小结11

1.2 在基因工程中的作用12

1.2.1 基因工程的概念12

1.2.2 基因载体的性质12

1.2.3 磁性氧化铁纳米粒的特点12

1.2.4 在基因工程中应用的基础研究13

1.2.5 在基因工程中的应用前景14

1.3 在肿瘤热疗中的应用15

1.3.1 肿瘤磁靶向热疗的概念及原理15

1.3.2 应用于肿瘤磁靶向热疗的磁性纳米粒种类16

1.3.3 在肿瘤热疗中的应用20

1.3.4 问题与展望23

1.4 在涂料中的应用24

1.4.1 在油漆中的应用25

1.4.2 在新型涂料中的应用26

1.5 在其他方面的应用27

1.5.1 在环境领域的应用27

1.5.2 在催化领域的应用28

参考文献29

第2章 氧化铁纳米材料的制备方法40

2.1 物理制备方法40

2.1.1 高能机械球磨法40

2.1.2 超声沉淀法40

2.1.3 喷雾热解法41

2.1.4 冷冻干燥法41

2.1.5 物理气相沉积法41

2.1.6 惰性气体冷凝法41

2.2 生物合成方法41

2.3 化学制备方法43

2.3.1 化学沉淀法45

2.3.2 模板法48

2.3.3 水热法51

2.3.4 高温分解法52

2.3.5 溶胶-凝胶法54

2.3.6 多元醇法55

2.3.7 气相法56

2.3.8 超声波分解57

2.3.9 流动注射合成57

2.3.10 电化学方法59

2.4 磁性纳米颗粒在临床诊断中的应用62

参考文献63

第3章 氧化铁纳米材料的特性与表征70

3.1 氧化铁纳米材料的特性70

3.1.1 电磁性能70

3.1.2 力学性能77

3.1.3 热学性能79

3.1.4 光学性能82

3.2 氧化铁纳米材料的表征87

3.2.1 氧化铁纳米材料的X射线衍射表征88

3.2.2 氧化铁纳米材料的透射电镜及光谱分析93

3.2.3 氧化铁纳米材料的扫描电镜分析99

3.2.4 氧化铁纳米材料的扫描探针显微术104

3.2.5 氧化铁纳米材料的光谱学和磁共振表征110

参考文献122

第4章 氧化铁纳米材料的一般毒性125

4.1 急性毒性125

4.1.1 经消化道急性毒性125

4.1.2 经呼吸道急性毒性127

4.1.3 经腹腔急性毒性128

4.1.4 经静脉急性毒性129

4.2 亚急（慢）性毒性133

4.2.1 经消化道亚急（慢）性毒性133

4.2.2 经呼吸道亚急（慢）性毒性134

4.2.3 经腹腔亚急（慢）性毒性135

4.2.4 经静脉亚急（慢）性毒性137

参考文献143

第5章 氧化铁纳米材料的致突变试验和代谢动力学研究145

5.1 致突变试验145

5.1.1 纳米材料的致突变试验概述145

5.1.2 鼠伤寒沙门氏菌肝微粒体酶试验145

5.1.3 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验146

5.1.4 小鼠精子畸变试验147

5.1.5 纳米材料可能的遗传毒理学机理148

5.1.6 小结149

5.2 毒物代谢动力学149

5.2.1 毒物代谢动力学概述149

5.2.2 氧化铁纳米粒在动物体内的分布149

5.2.3 经修饰的氧化铁纳米粒在动物体内的代谢动力学150

5.2.4 外加磁场对氧化铁纳米粒体内分布的影响152

5.2.5 免疫球蛋白修饰对氧化铁纳米粒体内分布的影响152

5.2.6 小结153

参考文献154

第6章 氧化铁纳米材料的生物相容性及细胞毒理学研究156

6.1 生物相容性156

6.1.1 生物相容性的概念156

6.1.2 医用材料生物相容性评价程序的发展及相关标准157

6.1.3 生物相容性的分类及评价方法161

6.1.4 氧化铁纳米材料的生物相容性164

6.1.5 小结166

6.2 对细胞凋亡的影响166

6.2.1 细胞凋亡概述166

6.2.2 细胞凋亡的生物学变化167

6.2.3 细胞凋亡的几种检测方法168

6.2.4 对凋亡细胞的形态学影响170

6.2.5 对细胞凋亡率的影响173

6.2.6 对细胞周期的影响173

6.2.7 对细胞质膜的改变175

6.2.8 对细胞DNA的影响178

6.2.9 对线粒体膜电位的影响180

6.2.10 对凋亡细胞相关蛋白和酶的影响183

6.3 对亚细胞组分功能的影响186

6.3.1 对细胞膜的损伤作用186

6.3.2 对微粒体的损伤作用188

6.3.3 对溶酶体的损伤190

6.4 对细胞的氧化应激作用192

6.4.1 自由基与氧化损伤192

6.4.2 氧化铁纳米粒对细胞的氧化应激作用196

6.5 对细胞钙离子浓度的影响200

6.5.1 Fe2 O3纳米粒子对RAW264.7 细胞［Ca2+]i的影响201

6.5.2 Fe2O3纳米粒子对细胞［Ca2+ ]i影响机制研究206

6.5.3 不同时间Fe2 O3纳米粒子对HepG2细胞［Ca2+］i的影响209

6.6 对细胞其他方面的毒性作用211

6.6.1 纳米Fe2 O3对仓鼠肺成纤维细胞的毒性作用211

6.6.2 纳米Fe3 O4对A549细胞的毒性研究213

6.6.3 Fe2 O3纳米粒子对RAW 264.7 细胞活力的影响213

6.6.4 Fe2 O3纳米粒子对HepG2细胞活力的影响214

6.6.5 Fe3O4纳米粒对人正常肝细胞HL-7702的细胞毒性214

6.6.6 超顺磁性铁纳米粒标记对视网膜前体细胞体外培养的影响215

6.6.7 磁性氧化铁纳米粒对HeLa和HEK293细胞的毒性作用215

参考文献215

第7章 氧化铁纳米材料毒性解决方案220

7.1 不同化学修饰对氧化铁纳米材料毒性的影响220

7.1.1 有机小分子修饰221

7.1.2 无机分子修饰223

7.1.3 聚合物大分子修饰225

7.2 不同尺度的氧化铁纳米材料对毒性的影响231

7.2.1 尺度小于10nm的氧化铁纳米材料231

7.2.2 尺度为10～19 nm的氧化铁纳米材料232

7.2.3 尺度为20～39 nm的氧化铁纳米材料233

7.2.4 尺度为40～59 nm的氧化铁纳米材料233

7.2.5 尺度为60～100 nm的氧化铁纳米材料234

7.3 表面不同基团和电荷对毒性的影响235

7.4 氧化铁纳米粒在体内的清除239

参考文献240

第8章 总结与展望247

8.1 纳米材料的安全性评价247

8.1.1 纳米材料安全性评价框架247

8.1.2 纳米材料安全性研究的主要方向248

8.1.3 纳米材料的安全性评价程序相关问题249

8.1.4 氧化铁纳米材料毒理学研究的现状及发展趋势251

8.2 氧化铁纳米材料毒性解决方案的构想254

8.2.1 降低氧化铁纳米材料毒性可能的几种方案254

8.2.2 氧化铁纳米材料安全性研究措施和构想255

8.2.3 评价纳米材料对人类和环境风险的建议步骤256

参考文献258

索引260