美国物理研究所 显示磁性纳米粒子对癌细胞作用的示意图
功劳:西莉亚·索萨 小型磁性物体已成功应用于数据存储等技术领域，在生物医学领域显示出良好的前景
磁性纳米结构具有有趣的特性，可增强医学诊断中的新应用，并允许探索新的治疗技术
在本周的《应用物理评论》中，研究人员回顾了这一领域的最新进展
一个特别有趣的进展涉及一种奇特的纳米圆盘结构，称为涡旋态，其中磁矩排列成卷曲的几何形状
从血液或组织样本中分离和分离细胞对于多种医学应用至关重要，例如基因治疗或癌症诊断和治疗
标准程序包括过滤和离心，但是相似大小或密度的细胞不能用这种方法分离
解决这个问题的一种方法是用特异性结合目标细胞的抗体包被球形氧化铁珠
然后用外加磁场分离所需的细胞
然而，这可能需要高磁场强度，因此已经尝试了使用纳米线的第二种方法
第三种方法涉及纳米圆盘，或者处于涡旋状态，或者处于合成反铁磁配置，由被一个非磁性层隔开的两个铁磁层组成
小结构的表面可以用荧光探针处理，使研究人员能够观察粒子在外加电场作用下的运动
另一个可以从磁性纳米结构中获益的生物医学应用是核磁共振成像
因为基本技术灵敏度低，通常需要造影剂
最广泛使用的药剂是钆络合物，但这些引起了毒性问题
涂有生物相容性物质的纳米盘和纳米线都具有使其成为良好磁共振造影剂的特性
磁性纳米结构的创新应用领域包括用于癌症治疗的靶向细胞消灭
在自旋涡旋态或合成反铁磁结构中产生的纳米盘显示出这种用途的巨大前景
当使用相对弱的磁场时，观察到高达90%的高肿瘤细胞死亡率
导致细胞死亡的机制是一种强大的机械力，当旋转磁场旋转纳米盘时，就会产生这种力，从内部破坏肿瘤细胞
这些研究大多是在实验室中进行的，所以一些情况，如内脏的滞留或排泄或通过毛细血管的运输，仍然是一个问题
需要进一步的研究来解决这些现实世界的影响
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