氧化铁纳米材料生物效应与安全应用

《纳米科学技术大系》序

《纳米安全性丛书》序

前言

第1章氧化铁纳米材料的应用领域

1.1在磁共振成像检测和生物医学中的应用

1.1.1新一代氧化铁微粒磁共振成像造影剂

1.1.2检测超顺磁氧化铁微粒的磁共振成像方法

1.1.3以超顺磁氧化铁微粒为探针的磁共振细胞影像

1.1.4以超顺磁氧化铁微粒为探针的磁共振分子影像

1.1.5小结

1.2在基因工程中的作用

1.2.1基因工程的概念

1.2.2基因载体的性质

1.2.3磁性氧化铁纳米粒的特点

1.2.4在基因工程中应用的基础研究

1.2.5在基因工程中的应用前景

1.3在肿瘤热疗中的应用

1.3.1肿瘤磁靶向热疗的概念及原理

1.3.2应用于肿瘤磁靶向热疗的磁性纳米粒种类

1.3.3在肿瘤热疗中的应用

1.3.4问题与展望

1.4在涂料中的应用

1.4.1在油漆中的应用

1.4.2在新型涂料中的应用

1.5在其他方面的应用

1.5.1在环境领域的应用

1.5.2在催化领域的应用

参考文献

第2章氧化铁纳米材料的制备方法

2.1物理制备方法

2.1.1高能机械球磨法

2.1.2超声沉淀法

2.1.3喷雾热解法

2.1.4冷冻干燥法

2.1.5物理气相沉积法

2.1.6惰性气体冷凝法

2.2生物合成方法

2.3化学制备方法

2.3.1化学沉淀法

2.3.2模板法

2.3.3水热法

2.3.4高温分解法

2.3.5溶胶凝胶法

2.3.6多元醇法

2.3.7气相法

2.3.8超声波分解

2.3.9流动注射合成

2.3.10电化学方法

参考文献

第3章氧化铁纳米材料的特性与表征

3.1氧化铁纳米材料的特性

3.1.1电磁性能

3.1.2力学性能

3.1.3热学性能

3.1.4光学性能

3.2氧化铁纳米材料的表征

3.2.1氧化铁纳米材料的X射线衍射表征

3.2.2氧化铁纳米材料的透射电镜及光谱分析

3.2.3氧化铁纳米材料的扫描电镜分析

3.2.4氧化铁纳米材料的扫描探针显微术

3.2.5氧化铁纳米材料的光谱学和磁共振表征

参考文献

第4章氧化铁纳米材料的一般毒性

4.1急性毒性

4.1.1经消化道急性毒性

4.1.2经呼吸道急性毒性

4.1.3经腹腔急性毒性

4.1.4经静脉急性毒性

4.2亚急（慢）性毒性

4.2.1经消化道亚急（慢）性毒性

4.2.2经呼吸道亚急（慢）性毒性

4.2.3经腹腔亚（慢）急性毒性

4.2.4经静脉亚急（慢）性毒性

参考文献

第5章氧化铁纳米材料的致突变试验和代谢动力学研究

5.1致突变试验

5.1.1纳米材料的致突变试验概述

5.1.2鼠伤寒沙门氏菌肝微粒体酶试验

5.1.3小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验

5.1.4小鼠精子畸变试验

5.1.5纳米材料可能的遗传毒理学机理

5.1.6小结

5.2毒物代谢动力学

5.2.1毒物代谢动力学概述

5.2.2氧化铁纳米粒在动物体内的分布

5.2.3经修饰的氧化铁纳米粒在动物体内的代谢动力学

5.2.4外加磁场对氧化铁纳米粒体内分布的影响

5.2.5免疫球蛋白修饰对氧化铁纳米粒体内分布的影响

5.2.6小结

参考文献

第6章氧化铁纳米材料的生物相容性及细胞毒理学研究

6.1生物相容性

6.1.1生物相容性的概念

6.1.2医用材料生物相容性评价程序的发展及相关标准

6.1.3生物相容性的分类及评价方法

6.1.4氧化铁纳米材料的生物相容性

6.1.5小结

6.2对细胞凋亡的影响

6.2.1细胞凋亡概述

6.2.2细胞凋亡的生物学变化

6.2.3细胞凋亡的几种检测方法

6.2.4对凋亡细胞的形态学影响

6.2.5对细胞凋亡率的影响

6.2.6对细胞周期的影响

6.2.7对细胞质膜的改变

6.2.8对细胞DNA的影响

6.2.9对线粒体膜电位的影响

6.2.10对凋亡细胞相关蛋白和酶的影响

6.3对亚细胞组分功能的影响

6.3.1对细胞膜的损伤作用

6.3.2对微粒体的损伤作用

6.3.3对溶酶体的损伤

6.4对细胞的氧化应激作用

6.4.1自由基与氧化损伤

6.4.2氧化铁纳米粒对细胞的氧化应激作用

6.5对细胞钙离子浓度的影响

6.5.1Fe2O3纳米粒子对RAW264.7[Ca2+]细胞的影响

6.5.2Fe2O3纳米粒子对细胞[Ca2+]影响机制研究

6.5.3不同时间Fe2O3纳米粒子对HepG2细胞[Ca2+]的影响

6.6对细胞其他方面的毒性作用

6.6.1纳米Fe2O3对仓鼠肺成纤维细胞的毒性作用

6.6.2纳米Fe2O4对A549细胞的毒性研究

6.6.3Fe2O3纳米粒子对RAW264.7细胞活力的影响

6.6.4Fe2O3纳米粒子对HepG2细胞活力的影响

6.6.5Fe3O4纳米粒对人正常肝细胞HL-702的细胞毒性

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

6.6.7磁性氧化铁纳米粒对HeLa和HEK293细胞的毒性作用

参考文献

第7章氧化铁纳米材料毒性解决方案

7.1不同化学修饰对氧化铁纳米材料毒性的影响

7.1.1有机小分子修饰

7.1.2无机分子修饰

7.1.3聚合物大分子修饰

7.2不同尺度的氧化铁纳米材料对毒性的影响

7.2.1尺度小于10m的氧化铁纳米材料

7.2.2尺度为10～19nm的氧化铁纳米材料

7.2.3尺度为20～39m的氧化铁纳米材料

7.2.4尺度为40～59m的氧化铁纳米材料

7.2.5尺度为60～100nrn的氧化铁纳米材料

7.3表面不同基团和电荷对毒性的影响

7.4氧化铁纳米粒在体内的清除

参考文献

第8章总结与展望

8.1纳米材料的安全性评价

8.1.1纳米材料安全性评价框架

8.1.2纳米材料安全性研究的主要方向

8.1.3纳米材料的安全性评价程序相关问题

8.1.4氧化铁纳米材料毒理学研究的现状及发展趋势

8.2氧化铁纳米材料毒性解决方案的构想

8.2.1降低氧化铁纳米材料毒性可能的几种方案

8.2.2氧化铁纳米材料安全性研究措施和构想

8.2.3评价纳米材料对人类和环境风险的建议步骤

参考文献

　　本书共分8章。第1章介绍了氧化铁纳米材料在磁共振成像检测、基因工程、肿瘤热疗、涂料等领域的应用情况；第2章介绍了氧化铁纳米材料的物理、生物以及化学等制备方法；第3章介绍了氧化铁纳米材料的电磁性能、力学性能、热学性能、光学性能以及XRD表征、透射电镜及光谱分析、扫描电镜分析、团簇的扫描探针显微术、光谱学和磁共振表征；第4章介绍了不同途径（经消化道、经呼吸道、经腹腔、经静脉等）氧化铁纳米材料的毒性，包括急性毒性和亚急（慢）性毒性；第5章介绍了氧化铁纳米材料的致突变试验以及毒物代谢动力学研究的结果；第6章介绍了国内外氧化铁纳米材料的生物相容性标准以及离体细胞的毒性研究结果；第7章为氧化铁纳米材料毒性解决方案，主要介绍了几种不同修饰方法降低纳米材料毒性的可能性；第8章主要对氧化铁纳米材料的研究现状进行了总结，并探讨了今后尚需进一步研究的内容和方向。　　氧化铁纳米材料是医学上应用最为广泛的纳米材料。它以独特的超顺磁性在磁共振成像造影和肿瘤的磁靶向热疗方面得到了良好的应用，受到医学专家的青睐。本书以大量的图表、翔实的数据，系统地介绍了氧化铁纳米材料的生物效应、毒理学及安全性解决方案的国内外最新研究成果。主要包括氧化铁纳米材料的应用领域、制造方法、特性与表征、一般毒性、致突变性、代谢动力学、生物相容性、细胞毒理学、安全性解决方案、总结与展望等方面的内容。　　本书可作为相关专业的大学生、研究生和教学科研人员的参考书，也可供生物医学工程、磁共振成像、肿瘤治疗、分析检测、纳米生产企业、政府管理部门、安全评估部门和预防医学技术人员阅读和参考。【作者简介】　　唐萌，博士、教授，现任东南大学毒理研究所所长，《东南大学学报（医学版）》主编。曾任东南大学毒理教研室主任、劳动与环境卫生学系主任、公共卫生学院副院长等职。兼任中国毒理学会免疫毒理专业委员会委员。2002～2004年在德国及美国做访问学者。近五年来在国内外核心期刊发表论文60多篇，主编和参编6部专业书籍。主持和参加国家及省部级以上课题10多项，获国家卫生部科技成果三等奖1项。