新品推荐│磁性石墨烯—药物靶向新载体
氧化石墨烯具有高表面积、静电和疏水相互作用，可以实现在不影响药效的情况下高效的装载难溶性药物。氧化石墨烯的片状结构上富含的羧基、羟基、环氧基等官能团可改善氧化石墨烯的分散性和亲水性。化学药物、DNA、RNA等均能通过 π－π 共轭、静电作用等非共价键作用，有效地固定在氧化石墨烯上，实现药物有效递送。氧化石墨烯结构在锚定磁性纳米颗粒（如Fe3O4）中也起着重要作用。Fe3O4 修饰的 GO 可协同磁热疗法和光热疗法，还可以吸附水中亚甲基蓝、染料及地下水金属毒化物，甚至已被广泛应用于生化制品分离、靶向给药、催化和固定化酶载体等领域。
磁性石墨烯（磁性四氧化三铁纳米颗粒修饰的氧化石墨烯，GO- Fe3O4）是南京东纳生物科技有限公司的明星产品。磁性石墨烯片层直径为50-200 nm，表面具有羧基基团，负载Fe3O4纳米颗粒。磁性石墨烯具有超顺磁性、磁响应速度快、磁感应加热、催化活性、生物相容等特点。磁性石墨烯可以直接进行磁分离，操作简单，具有优良的再分散稳定性、磁稳定性，在催化、水净化、生物医学诊断和治疗等方面具有广泛应用。
<产品信息>
图1：磁性石墨烯的TEM照片
表1：产品货号信息，详情请查阅官网说明书
<产品优势>
v 操作简便，无需使用磁分离柱，可直接磁分离；
v 高的比表面积；
v 适合反应体系pH范围广；
v 可较长时间稳定悬浮在水溶液中，化学稳定性好；
v 具有良好的生物相容性。
<应用方向>
v 化学催化、模拟酶催化
v 环境污染物吸附、降解与水质净化
v 功能复合材料构建
v 生物医学诊断和治疗，如体外诊断、癌症局部治疗、骨缺损和修复、医学成像等
<产品衍生>
磁性石墨烯上负载Fe3O4的量可以根据客户需求进行调节，从而衍生出不同磁性的磁性石墨烯系列产品。另外为了满足客户不同用途，公司也可根据客户需求进行个性化定制服务，为客户节约研发成本。
<应用实例 1>
Fe3O4/氧化石墨烯纳米复合骨水泥用于肿瘤诱导骨破坏的微创治疗
Feifei Yan等开发一种可注射的Fe3O4/氧化石墨烯（GO）纳米复合材料掺杂α-磷酸三钙（α-TCP）/硫酸钙（CS）的骨填充剂[1]。作者设置掺杂不同含量磁性石墨烯的骨填充剂，进行了SEM、元素分析、XRD、降解、注射性、初凝时间、抗压强度以及钙铁释放测试。结果表明将10%的Fe3O4/氧化石墨烯（GO）纳米复合材料掺杂到α-磷酸三钙（α-TCP）/硫酸钙（CS）双相骨结合剂中，形成的骨最稳定。通过对填料的磁性、磁热性能以及其对143b骨肉瘤细胞和正常rBMSCs细胞的影响研究，发现αCFG骨结合剂能有效地在体外消融肿瘤细胞。通过磁热曲线和热成像观察体内抗肿瘤作用，AMF-诱导的高温能够抑制体内肿瘤细胞的生长。通过对体内磁效应和成骨作用的研究，发现αCFG骨结合剂可促进rBMSCs在体外的附着、增殖和成骨分化，并诱导骨再生。该多功能骨结合剂不仅可以通过微创的方式注入缺损部位，提供强大的支撑和修复骨组织，而且还可以利用磁热性能来灭活周围缺损残留的肿瘤细胞。可为今后应用微创手术治疗肿瘤性骨缺损提供一种有价值的临床策略。
图2：具有热磁特性的αCFG骨结合剂的合成及其骨损伤诱导肿瘤的微创治疗和骨肿瘤治疗和组织再生双重功能中的应用示意图（左图）。αC、αCG和αC-10FG骨结合剂的体内磁热效应和成骨过程：不同类型骨结合剂在250 g强度的AMF下不同时间SD大鼠颅骨缺损的热成像和磁热曲线；术后8周各组SD大鼠颅骨缺损区CT分析。植入8周后经苏木精和伊红（H&E）染色和Masson三色染色的骨缺损切片的电子显微照片和新骨形成的定量分析（右图）
<应用实例 2 >
杂化氧化铁-氧化石墨烯-多糖微胶囊: 体内按需释药的“微套娃”与抗肿瘤治疗
Deng等人发展了一种新的混合治疗平台，通过一种简单layer-by-layer组装技术，制备了多糖（Alg, Chi, HA）、氧化铁和氧化石墨烯组成的混合微胶囊（h-MC）[2]。带相反电荷的多糖进行静电自组装为pH控制负载药物提供了一个坚固的结构，在磁场或温和的近红外照射下，外部的HA涂层对癌细胞的内在化和生物粘附增强。该多糖组分保证了高生物相容性、生物利用度和肿瘤细胞的靶向性。交变磁场和近红外激光触发为Fe3O4@GO组件提供高能高穿透热疗。通过同步这些外部触发器，可以实现h-MC按需药物释放，使其高度可控。体外和体内实验均证实了热疗与化疗的协同作用。这种不会引起排异反应的混合微胶囊有希望进一步在临床试验和更广泛的生物医学领域得到应用。
图3. h-MC胶囊的体内研究。（A）经/不经磁热疗（MHS）和近红外激光照射（NIR）注射DOX负载h-MC（DOX/h-MC）后荷瘤小鼠。（B）5轮治疗后肿瘤大小。（C）载DOX的h-MC加/不加MHS和近红外的肿瘤治疗（上图）。经过不同的孵化和治疗方法后H&E染色切片（扩增400×）的组织学分析，包括对照样本（生理盐水）、载DOX的h-MC孵育（DOX/h-MC），DOX负载h-MC孵育并进一步磁热疗（DOX/h-MC+MHS），DOX负载h-MC孵育并进一步近红外激光辐照（DOX/h- mc +NIR），DOX负载h- mc孵育两种处理（DOX/h-MC +MHS+ NIR）（下图）
参考文献：
1. F. F. Yan, Z. B. Liu, T. Zhang, et al., A biphasic injectable bone cement with Fe3O4/GO nanocomposites for the minimally invasive treatment of tumor-induced bone destruction, ACS Biomate Sci Eng. 2019, 5, 5833-5843.
2.L. Deng, Q. Li, S. Al-Rehili, et al., Hybrid Iron Oxide-Graphene Oxide-Polysaccharides Microcapsule: A Micro-Matryoshka for On-demand Drug Release and Antitumor Therapy In Vivo[J]. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 6859–6868.
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