人源磁性鐵蛋白納米顆粒是一種具有重要生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值的超順磁性納米材料。利用基因工程重組的人鐵蛋白H亞基是模板仿生礦化合成的納米顆粒，具有分散性好、粒徑均一、磁性強(qiáng)、生物相容性好等特點，尤其是它們還具有天然的腫瘤靶向性、過氧化物酶活性等功能。前期學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，人源磁性鐵蛋白在腫瘤的核磁影像和病理分析中可實現(xiàn)高靈敏成像或染色，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已顯示出巨大的應(yīng)用潛力。 如何通過優(yōu)化磁性鐵蛋白仿生合成，提高其醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值，一直是磁性鐵蛋白生物礦化學(xué)習(xí)的重要課題之一。最近，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理學(xué)習(xí)所中-法生物礦化與納米結(jié)構(gòu)聯(lián)合實驗室潘永信學(xué)習(xí)組工程師張同偉、博士學(xué)習(xí)生楊彩云等在優(yōu)化人源磁性鐵蛋白合成學(xué)習(xí)中取得了進(jìn)展。針對鐵蛋白殼內(nèi)徑尺寸制約內(nèi)核粒徑的問題，他們通過合成具有摻鈷磁鐵礦內(nèi)核的磁性鐵蛋白(M-HFn-CoxFe3–xO4)，顯著地提高了合成的人源磁性鐵蛋白的過氧化物酶的催化活性，提升了磁性鐵蛋白在腫瘤病理切片染色方面的性能（圖1）。他們發(fā)現(xiàn)仿生礦化體系中按60%的比例加入鈷元素，合成的磁性鐵蛋白過氧化物酶催化活性最高，可達(dá)到普通磁性鐵蛋白的2.7倍，大大提高了對胰腺癌等多種腫瘤病理切片的染色診斷效率。 鐵蛋白殼是合成磁性鐵蛋白的納米反應(yīng)器，改良鐵蛋白本身性能是優(yōu)化其仿生合成產(chǎn)物的重要途徑。通過大量的實驗學(xué)習(xí)，他們成功實現(xiàn)對鐵蛋白外殼進(jìn)行聚乙二醇（PEG）修飾，構(gòu)建了新的功能化納米反應(yīng)器。他們還發(fā)現(xiàn)PEG化修飾能夠顯著提高鐵蛋白殼的熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)了磁性鐵蛋白在高溫條件下的適用性。另外，使用PEG化修飾的鐵蛋白所合成的磁性鐵蛋白，其飽和磁化強(qiáng)度、矯頑力、橫向弛豫率等性能均得到明顯提高（圖2）。上述針對磁性鐵蛋白納米材料性能的改進(jìn)，改善了人源磁性鐵蛋白的局部性能，為該材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 以上學(xué)習(xí)成果近期分別發(fā)表在國際期刊納米技術(shù)(Zhang et al.Enhanced peroxidase activity and tumourtissue visualization by cobalt-dopedmagnetoferritin nanoparticles， Nanotechnology， 2017， 28， 045704) 和納米粒子學(xué)習(xí)雜志(Yang et al. Effects of PEGylation on biomimetic synthesis of magnetoferritin nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research， 2017， 19， 101-DOI:10.1007/s11051-017-3805-y )上。 論文鏈接：1 2
