钴铁氧体纳米颗粒的设计合成与生物医学应用评价：从磁学特性到细胞相容性研究

本研究通过共沉淀法合成裸核及油酸(OA)包覆的钴铁氧体纳米颗粒(CF NPs)，采用Plackett-Burman设计优化合成参数，系统表征其形貌、磁学特性（饱和磁化强度达44 emu/g）及生物相容性。发现OA涂层可提升胶体稳定性并降低细胞毒性（A549细胞存活率提升至50%），蛋白质结合实验揭示BSA、ApoA-I和纤连蛋白为主要吸附蛋白，为磁性纳米颗粒的临床转化提供重要依据。

　　

在生物医学领域，磁性纳米颗粒(MNPs)正成为诊疗一体化的明星材料。这类由铁(Fe)、钴(Co)等金属或其氧化物构成的纳米级磁体，凭借超顺磁性（即在移除外磁场后无剩磁的特性）和表面可修饰性，在磁共振成像(MRI)增强、靶向给药和磁热疗(MHT)中展现出巨大潜力。其中钴铁氧体(CF)纳米颗粒因其高磁各向异性和化学稳定性备受关注，但传统合成方法存在粒径分布不均、生物相容性不明确等瓶颈问题。

针对这些挑战，土耳其科学和技术研究委员会资助的研究团队开展了一项创新研究。研究人员采用共沉淀法同步制备裸核CF NPs和油酸(OA)包覆CF NPs，运用实验设计(DoE)方法Plackett-Burman设计筛选关键合成参数（如Co²⁺/Fe³⁺摩尔比、搅拌速度等），通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等技术系统表征材料特性，并结合MTT法评估细胞毒性，SDS-PAGE分析蛋白质吸附模式。

【Design and synthesis of CF NPs】
研究发现Co²⁺/Fe³⁺摩尔比与搅拌速度是调控粒径的关键因素。裸核CF NPs在优化条件下呈现更小粒径和更高饱和磁化强度(44 emu/g)，而OA涂层虽略微降低磁响应性，但显著改善胶体稳定性。

【Discussion】
生物学评估显示，100 μg/mL裸核CF NPs使A549细胞72小时存活率降至50%，而OA包覆样品在所有测试浓度(1-100 μg/mL)均无显著毒性。蛋白质吸附分析揭示培养介质中牛血清白蛋白(BSA)、载脂蛋白A-I和纤连蛋白构成主要"蛋白质冠"，这种生物分子涂层可能影响纳米颗粒的体内行为。

【Conclusion】
该研究通过多参数优化实现了CF NPs的可控制备，阐明表面修饰在平衡磁学性能与生物相容性中的关键作用。特别是OA涂层在保持蛋白质结合能力的同时降低细胞毒性的发现，为设计新一代诊疗一体化纳米材料提供重要参考。论文成果发表于《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》，对推动磁性纳米颗粒的临床转化具有重要指导价值。