本發(fā)明涉及涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的制備方法，其中，涂覆有機材料的單分散氧化鐵納米顆粒是親水的，本發(fā)明還涉及包括該納米顆粒的磁共振成像造影劑。更具體而言，本發(fā)明涉及涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的制備方法，其包括將涂覆有機材料的氧化鐵納米顆粒附著至鹽粒上，在高溫下對其進行退火以將有機材料從納米顆粒的表面移除，并將納米顆粒與親水材料的水溶液混合，由此獲得其表面已涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒，還涉及包括由此形成的納米顆粒的造影劑。

背景技術：
磁性納米顆粒已廣泛用于比如細胞標記、磁共振成像(MRI)、藥物遞送和過熱癥這樣的生物醫(yī)學領域。在各種磁性納米顆粒中，基于超順磁氧化鐵的納米顆粒作為T2MRI造影劑已得到廣泛研究，因為其具有高磁化率和超順磁性能。目前商業(yè)上可獲得的T2MRI造影劑，比如Feridex、Resovist和Combidex，是使用氯化鐵還原和在親水聚合物水溶液中共沉淀制造的(C.W.Jung,et.al.Magn.Reson.Imaging1995,13,661)。然而，由此制造的氧化鐵納米顆粒具有一些缺點。因為其在水溶液中合成，因此難于進行100℃或以上的高溫反應，并由于低結晶度而使磁性下降。最近，為了克服如此這些缺陷，正在對怎樣改善材料磁性并開發(fā)新的T2MRI造影劑進行深入研究。在過去十年中開發(fā)了具有一致性和高結晶度的氧化鐵納米顆粒的合成方法并且其大量生產已成為可能(J.Park,et.al.Nat.Mater.2004,3,891)。例如，據(jù)報道，錳鐵氧體(MnFe2O4)納米顆粒具有很高的磁性，因此顯示了出色的T2造影效果(contrasteffects)(J.-H.Lee,et.al.Nat.Med.2007,13,95)。然而，不同于商業(yè)上可獲得的T2MRI造影劑，在100℃或以上的高溫下合成的磁性納米顆粒不分散于水溶液中，因為其涂覆有疏水性表面活性劑。對于生物醫(yī)藥用途，這類疏水性磁性納米顆粒應涂覆有生物相容的和親水的材料，如葡聚糖、淀粉、聚乙二醇(PEG)或二氧化硅。目前，涂覆有葡聚糖的氧化鐵納米顆粒在醫(yī)學上被批準為T2MRI造影劑并被使用。然而，因為親水的葡聚糖只分散在水溶液中，所以難于直接對涂覆有疏水性表面活性劑的納米顆粒進行涂覆。因此，已進行了很多嘗試來實現(xiàn)其他改變，以使得親水的葡聚糖分散在有機溶劑中，或者在用葡聚糖涂覆之前將納米顆粒分散在水溶液中，但是這類方法很復雜并且產量低。為了改變材料的結構或提高性能，從而解決上述問題，利用了退火處理。然而，在納米顆粒的情況下，高溫退火處理導致顆粒結塊，由此失去了納米顆粒的固有性能。為了避免這一副作用，最近發(fā)明了包裹-燒硬-剝落方法(wrap-bake-peel,Y.Piao,et.al.Nat.Mater.2008,7,242)，使得納米顆粒涂覆有二氧化硅，以避免納米顆粒在退火處理時結塊。提出了另一種使用鹽粒避免顆粒在退火處理過程中結塊的方法。將具有面心四方(FCT)結構的鉑-鐵(Pt-Fe)納米顆粒與過量氯化鈉(NaCl)混合，隨后進行高溫退火處理，由此形成具有面心立方(FCC)結構的Pt-Fe納米顆粒(D.Li,et.al.J.Appl.Phys.2006,99,08E911)。高溫退火處理改變了顆粒的晶體結構并由此提高了磁性。在最近的方法中，移除NaCl，隨后納米顆粒分散在水溶液中，然后以半胱氨酸涂覆，從而獲得非常穩(wěn)定的納米顆粒的水溶液(A.Delattre,et.al.Small2010,6,932)。發(fā)明概述技術問題本發(fā)明旨在提供一種通過使用鹽粒進行退火處理的新穎的親水材料涂覆方法，目的是解決傳統(tǒng)技術的問題，其涉及直接用親水材料對涂覆有疏水表面活性劑的納米顆粒進行涂覆。具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定性和生物相容性增加的氧化鐵納米顆粒的制備方法，其中，涂覆有機材料的氧化鐵納米顆粒經退火處理后磁性得到提高(圖1)，并且經退火的氧化鐵納米顆粒涂覆有親水材料。本發(fā)明的另一個目的是提供涂覆有親水材料的、磁性和生物相容性提高的氧化鐵納米顆粒。本發(fā)明的又一個目的是提供含有磁性和生物相容性提高的納米顆粒的磁共振成像(MRI)造影劑。技術方案可以通過使含有作為中心原子的鐵和與其連接的作為配位體的C4～C25有機酸基團(羧酸鹽)的鐵絡合物、C4～C25脂肪酸、C4～C25脂肪醇或C4～C25脂肪胺在150～350℃下發(fā)生反應以制備氧化鐵納米顆粒。制備氧化鐵納米顆粒時，可使用的鐵前體優(yōu)選地以連接于鐵原子的C10～C22脂肪酸配位體的形式提供，且更優(yōu)選的前體為油酸鐵。制備氧化鐵納米顆粒時，同樣可使用的脂肪酸和脂肪醇(或脂肪胺)優(yōu)選地可包括C10～C22脂肪酸和脂肪醇(或脂肪胺)。更優(yōu)選地，脂肪酸和脂肪醇可分別包括油酸和油醇，并且在脂肪胺的情況下，可使用油胺。氧化鐵納米顆粒制備的實施可通過從室溫以至少5℃/min的加熱速率來加熱反應材料，例如鐵絡合物、脂肪酸和脂肪醇(或脂肪胺)至200～310℃，使得其在200～310℃下反應5～60min。由此制備的氧化鐵納米顆粒的尺寸可以通過調整加入的反應材料，即C4～C25脂肪酸和C4～C25脂肪醇(或脂肪胺)的摩爾比率來控制。另外，氧化鐵納米顆粒的制備可包括使含有鐵中心原子和與其連接、作為配位體的C4～C25有機酸基團(羧酸鹽)的鐵絡合物與C4～C25脂肪酸于290～320℃以3～3.5℃/min的加熱速率反應。或者，含有鐵中心原子和與其連接、作為配位體的C4～C25有機酸基團(羧酸鹽)的鐵絡合物與C4～C25脂肪酸可首先在265～275℃下反應，然后在315～325℃下反應，從而制備氧化鐵納米顆粒。由此制備的氧化鐵納米顆粒的直徑為1～100nm，且優(yōu)選為2～20nm。附著至所制備的氧化鐵納米顆粒表面的疏水有機材料的種類不限于但可優(yōu)選地包括選自C4～C25脂肪酸、C4～C25脂肪醇和C4～C25脂肪胺中的至少一種，且作為疏水有機材料的脂肪酸優(yōu)選為油酸。由此制備的氧化鐵納米顆粒和鹽粒的混合物在空氣條件下退火，且使用蒸餾水將過量的鹽從其中移除。如此，在鹽被移除前，溫度可以下降至室溫。鹽的種類不限于但可優(yōu)選地包括硫酸鈉(Na2SO4)、氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯化鈣(CaCl2)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、碳酸氫鉀(KHCO3)和碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)。鹽粒的平均直徑為1～500μm，且優(yōu)選為150μm或更少。氧化鐵納米顆粒與鹽的重量比，可以就氧化鐵納米顆粒和鹽粒的直徑進行調整，但可優(yōu)選為1：10～1：1000。包含氧化鐵納米顆粒和鹽的混合物的退火處理，即使在惰性氣體流，比如氮氣、氬氣或氖氣中也是可能的，但最優(yōu)選在空氣中進行。在惰性氣體氣氛中的退火處理存在問題，因為不能很好地保持納米顆粒的原始形狀和尺寸，并且在空氣下有可能有效地以二氧化碳形式從納米顆粒表面移除疏水有機材料。退火處理的溫度和空氣條件的應用時間可以調整，但是優(yōu)選地設置為400～600℃和1～10hr。鹽的移除過程沒有限制，但優(yōu)選地包括可以在各種條件下進行的離心分離，例如在約13,000rpm下持續(xù)約30min。在退火處理和移除鹽后，氧化鐵納米顆粒分散在水溶液中，這因其表面上的羥基而是可能的。隨著水溶液的pH值增大，可以觀察到氧化鐵納米顆粒中ζ電位(zetapotential)的變化。同樣，為了制備在水溶液中更穩(wěn)定和生物可相容的氧化鐵納米顆粒，用親水材料作為表面涂覆材料。親水材料的實例可包括葡聚糖衍生物、聚丙烯酸、淀粉、二氧化硅、聚乙二醇(PEG)和PEG-磷酸鹽(PO-PEGs)。為了避免顆粒在移除鹽的過程中結塊，涂覆親水材料和鹽粒的移除同時進行(圖1)。將經退火的納米顆粒和鹽粉末的混合物添加到親水材料的水溶液中。當鹽溶解在親水材料的水溶液中同時，納米顆粒涂覆了親水材料。涂覆有親水材料的納米顆粒經離心分離而收集，且將鹽的移除和涂覆親水材料重復幾次。為了在親水材料中確定適合于穩(wěn)定經退火的納米顆粒的葡聚糖衍生物，可用各種商業(yè)上可獲得的葡聚糖衍生物涂覆顆粒。涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒可用透射電子顯微鏡(TEM)和動態(tài)光散射(DLS)來分析。涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的膠體穩(wěn)定性，可以根據(jù)pH、NaCl濃度和耐熱性來測量。對于生物醫(yī)藥應用，在預定的pH下，存在預定量NaCl的條件下，納米顆粒應是穩(wěn)定的。通過測量納米顆粒表面和涂覆材料之間的結合力，確定耐熱性。穩(wěn)定性試驗可以用DLS從尺寸變化中觀察。而且，可以進行涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的細胞毒性試驗，并且可應用利用MDA-MB-231作為乳腺癌細胞的MTT方法。另外，作為磁共振成像(MRI)造影劑的涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的適用性可通過動物MRI測試確定。有益效果根據(jù)本發(fā)明，高溫退火處理能夠增大納米顆粒的結晶度，以提高氧化鐵納米顆粒的磁性。同樣，用親水材料涂覆氧化鐵納米顆粒，從而確保高穩(wěn)定性和生物相容性，并且在各種親水材料中，帶負電的羧甲基葡聚糖(CM-葡聚糖)對于涂覆納米顆粒從而使其穩(wěn)定而言是非常有效的。由于其磁性提高和在涂覆過程中用葡聚糖殼體涂覆一個或多個納米顆粒，涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的造影效果是出眾的。附圖說明根據(jù)結合所附附圖給出的優(yōu)選實施方案的描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特點和優(yōu)勢將變得顯而易見，其中：圖1示出了包括使用鹽粒對氧化鐵納米顆粒退火和另外用親水材料對其涂覆的過程；圖2示出了10nm大小的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像；圖3示出了退火處理之前和之后的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像，其中，左圖示出了退火處理之前的氧化鐵納米顆粒，右圖示出了退火處理之后的氧化鐵納米顆粒；圖4示出了退火處理之前和之后的氧化鐵納米顆粒的X-射線衍射(XRD)數(shù)據(jù)；圖5示出了退火處理之前和之后的氧化鐵納米顆粒的顏色；圖6為示出退火處理之前和之后的氧化鐵納米顆粒的磁性數(shù)據(jù)的曲線圖；圖7示出了涂覆有葡聚糖硫酸鹽(DS)的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像和示出其流體力學直徑的曲線圖；圖8示出了涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像和示出其流體力學直徑的曲線圖；圖9為示出涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒的穩(wěn)定性測試結果的曲線圖；圖10為示出涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的穩(wěn)定性測試結果的曲線圖；圖11示出了涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒關于pH值變化的樣品照片和示出其ζ電位的曲線圖；圖12示出了涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒關于NaCl濃度變化的樣品照片；圖13示出了涂覆有聚丙烯酸的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像；圖14示出了涂覆有PEG-磷酸鹽(PO-PEGs)的氧化鐵納米顆粒的TEM圖像和示出其流體力學直徑的曲線圖；圖15為涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒和涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的細胞毒性實驗結果曲線圖；圖16示出了使用涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的MRI結果；圖17為示出了涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的磁測數(shù)據(jù)的曲線圖；和圖18示出了使用涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的動物試驗MRI結果。具體實施方式下文中，將參考所附附圖給出本發(fā)明優(yōu)選實施方案的詳細說明。下面所描述的實施例旨在說明本發(fā)明但不應解釋為是對本發(fā)明的限制，其可以提供對本發(fā)明的更好理解，并且可以由本領域技術人員在本發(fā)明保護范圍內進行適當修改或變化。因此，本發(fā)明旨在涵蓋由所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的所有修改、等效物和替代方案。使用JeolEM-2010顯微鏡進行透射電子顯微檢查(TEM)，并且使用RigakuD/Max-3C衍射儀進行X-射線衍射(XRD)。使用粒度分析儀(ELS-Z2,Otsuka)測量流體力學直徑和ζ電位，并且使用振動樣品磁強計(VSM,QuantumDesignPPMS)確定M-H曲線。(制備實施例)氧化鐵納米顆粒的合成根據(jù)J.Parketal.Nat.Mater.2004,4,891中公開的方法，由在100L試驗工廠中制備的油酸鐵絡合物合成氧化鐵納米顆粒。該油酸鐵絡合物通過使油酸鈉與六水合氯化鐵(FeCl36H2O)反應獲得。具體而言，將1.08kg六水合氯化鐵與3.65kg油酸鈉與溶劑混合物混合，該溶劑混合物含有6L水、8L乙醇和14L己烷，并在約60℃下劇烈攪拌反應1hr。透明下層從分離的兩層中移除，將剩下的褐色有機層與水混合，其后水層再次被移除，從而移除剩下的鹽溶液。這一水洗過程被重復三次。己烷溶劑從凈化的絡合物溶液中蒸發(fā)，從而獲得油酸鐵絡合物。將由此獲得的3.6kg(4mol)油酸鐵絡合物和0.57kg(2mol)油酸與20kg的1-十八烯混合，其后將得到的混合物以10℃/min的加熱速率加熱至310℃，使得其在310℃下反應60min，冷卻至室溫，從而用己烷與丙酮比率為1:4的溶液混合物使其沉淀，然后進行離心，產生氧化鐵納米顆粒。使用TEM的合成氧化鐵納米顆粒分析顯示了10nm的直徑(圖2)。(實施例1)通過對包含氧化鐵納米顆粒和鹽粒的混合物進行退火處理制備不具有有機材料的氧化鐵納米顆粒，并測量不具有有機材料的氧化鐵納米顆粒的磁性和流體力學直徑將由此合成的50mg氧化鐵納米顆粒和25g硫酸鈉(Na2SO4)(平均粒徑為150μm)以1:500的重量比在己烷中攪拌。溫度上升的同時，己烷緩慢蒸發(fā)。其后，在空氣條件下將納米顆粒的粉末混合物和鹽在500℃下加熱5hr。在退火處理后，將過量的鹽溶解在蒸餾水中，并經過在13,000rpm下離心30min而被移除。為了充分移除鹽，重復若干次使用蒸餾水的沖洗和離心。對通過使用鹽粒進行退火處理移除了有機材料的氧化鐵納米顆粒的物理性能變化進行了分析。沒有觀察到在退火處理時由于顆粒結塊使粒徑增大(圖3)。通過XRD對退火的納米顆粒的晶體結構進行了分析(圖4)。所合成的氧化鐵納米顆粒的XRD圖樣與磁鐵礦(Fe3O4,JCPDS19-0629)的XRD圖樣一致。如此，JCPDS(粉末衍射標準聯(lián)合委員會,JointCommitteeonPowderDiffractionStandwards)為從1969年起收集和分類的材料的衍射數(shù)據(jù)的文檔，其中每個衍射圖樣記錄在每個卡片上，因此用作根據(jù)測量的XRD圖樣確定材料的晶體結構的參考。在退火處理后的納米顆粒的XRD圖樣與退火處理前的納米顆粒的XRD圖樣相似。因為小的納米顆粒具有增大XRD峰寬度的趨向，具有相似XRD圖樣的磁鐵礦和磁赤鐵礦(γ-Fe2O3,JCPDS25-1402)通過XRD分析難于清楚地彼此區(qū)別。通常，當磁鐵礦在空氣條件下退火時，其可能通過額外氧化變成磁赤鐵礦或赤鐵礦(α-Fe2O3)。然而，赤鐵礦(JCPDS24-0072)的XRD圖樣顯然與磁鐵礦或磁赤鐵礦的XRD圖樣不同。退火處理后的氧化鐵納米顆粒是褐色的，而退火處理前的氧化鐵納米顆粒是黑色的(圖5)。經退火的氧化鐵納米顆粒通過額外氧化以磁赤鐵礦出現(xiàn)。為了分析退火處理前和退火處理后的磁性變化，使用VSM測量樣品的磁性。在退火處理前，飽和磁化為78emu/g[Fe]，在退火處理后為103emu/g[Fe](圖6)。這被認為是因為經過高溫退火處理顆粒的結晶度增加，由此影響磁性增加。經退火的氧化鐵納米顆粒分散在水溶液中，從而增加水溶液的pH值，使得觀察到氧化鐵納米顆粒的ζ電位從正電荷向負電荷變化，因此流體力學直徑也發(fā)生改變(表1)。在pH7時，經退火的納米顆粒的ζ電位較小，并且因為不存在用于穩(wěn)定其表面的表面活性劑，顆粒具有結塊和下沉的趨向。不同于在酸性或堿性條件下，在pH7時測量的納米顆粒的流體力學直徑，觀察到超過了1μm(表1)。表1[表1]pH流體力學直徑(nm)ζ電位(mV)339.238.671555.9-10.731076.5-34.99(實施例2)通過對包含氧化鐵納米顆粒和鹽粒的混合物進行退火處理制備涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒，并測量涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的流體力學直徑和穩(wěn)定性除了氧化鐵納米顆粒涂覆有親水材料之外，含有氧化鐵納米顆粒和鹽粒的混合物以與實施例1相同的方式退火。具體而言，將1g親水材料(表2)溶解在250ml蒸餾水中。攪拌親水材料的水溶液同時，將12.5g退火的氧化鐵納米顆粒和鹽粉末以1:12.5的重量比緩慢加入。涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒以13,000rpm離心30min進行分離。使用親水材料的水溶液進行額外清洗并離心，再重復兩次。表2[表2]種類分子量羧甲基葡聚糖鈉鹽(CM-葡聚糖)～12,000葡聚糖～1,500二乙氨乙基-葡聚糖鹽酸鹽(DEAE-葡聚糖)～500,000葡聚糖硫酸鹽鈉鹽(DS)～4,000聚丙烯酸1,800PEG2,805PO-PEGs2,000(mPEG)為了測量涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的形狀和直徑，進行了TEM和DLS分析。涂覆有帶正電荷的DEAE-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒有效地分散在水溶液中，且其流體力學直徑為84.3nm(表3)。然而，因為分子量較大，商業(yè)上可獲得的DEAE-葡聚糖的涂覆效率較低。在帶負電荷的葡聚糖衍生物中，用DS和CM-葡聚糖涂覆納米顆粒，并且涂覆的氧化鐵納米顆粒在水溶液中經過1個月以上也是穩(wěn)定的。TEM圖像顯示，在用DS和CM-葡聚糖涂覆的過程中，顆粒沒有結塊(圖7和8)。涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒的流體力學直徑為36.8nm(表3)，其類似于涂覆有PEG-磷脂的氧化鐵納米顆粒的值(28.7nm)(表3)。然而，涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的流體力學直徑為66.4nm，其遠大于涂覆有DS或涂覆有PEG-磷脂的氧化鐵納米顆粒的流體力學直徑(表3)。因此，在CM-葡聚糖的情況下，一個或更多的納米顆粒被認為是一起涂覆。為了比較，用無電荷的葡聚糖涂覆納米顆粒。被涂覆的顆粒的流體力學直徑超過了100nm(表3)，且觀察到該顆粒易于隨著時間下沉。由此，納米顆粒和涂覆材料之間的靜電作用被認為影響了顆粒的涂覆效率和穩(wěn)定性。在各種葡聚糖衍生物中，帶負電荷的葡聚糖對于涂覆是有效的，并且特別是涂覆有DS的納米顆粒代表了最小的流體力學直徑。為了驗證涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的膠體穩(wěn)定性，觀察一旦pH值變化和一旦加熱時氧化鐵納米顆粒的直徑變化。涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒在pH4-11范圍內是穩(wěn)定的(圖9)。同樣，涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒在100℃下經過4hr沒有尺寸的變化。然而，涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒在NaCl溶液中不穩(wěn)定，因此觀察到下沉。涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒在pH4-13范圍內是穩(wěn)定的，但是納米顆粒在pH3處變得不穩(wěn)定并觀察到快速下沉(圖10和11)。測量ζ電位表明，已經穩(wěn)定的納米顆粒具有-23.74～-36.88mV的值，但是在pH3處電位值為1.81mV(圖11)。這些結果顯示，約pH3被認為是等電位點，且ζ電位下降，由此納米顆粒變得不穩(wěn)定。因此，可見靜電作用(排斥力)對納米顆粒的穩(wěn)定性作出貢獻。涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒在100℃下經過4hr也沒有尺寸變化。這類納米顆粒是穩(wěn)定的，直到NaCl濃度為0.15M(圖10和12)。由此，可見涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒的穩(wěn)定性適合于醫(yī)藥應用。涂覆有DS的納米顆粒在NaCl溶液中不穩(wěn)定，因此不適合于醫(yī)藥應用。因為聚丙烯酸(Mw1,800)溶液是酸性的，所以涂覆有聚丙烯酸的氧化鐵納米顆粒在鹽被移除后立刻在水溶液中具有低的分散性。由于通過加入氫氧化鈉(NaOH)而pH增大，提高了分散性，減小了流體力學直徑(表4)。這是因為形成聚丙烯酸的羧酸在堿性條件下是帶負電荷的。在酸性條件下流體力學直徑為91.9nm，在中性條件下為59.4nm，而在堿性條件下為39.9nm。如TEM圖像所示，當涂覆聚丙烯酸時，顆粒不結塊(圖13)。涂覆有PEG-磷酸鹽(PO-PEGs)的氧化鐵納米顆粒在水溶液中能很好地分散。如TEM圖像所示，在涂覆PO-PEGs時，顆粒不結塊，并且其流體力學直徑為69.2nm(圖14)。(實施例3)通過使用小鹽粒進行退火處理制備涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒以與實施例2相同的方式制備，除了鹽的粒徑為13μm之外。涂覆有DS的氧化鐵納米顆粒的流體力學直徑為31.03nm(表3)。表3[表3]親水材料流體力學直徑(nm)例2DEAE-葡聚糖84.3例2DS36.8例2葡聚糖157.0例2CM-葡聚糖66.4例2PEG-磷脂28.7例3DS(鹽粒尺寸：13μm)31.03表4[表4]pH流體力學直徑(nm)291.9859.41239.9(實施例4)涂覆有葡聚糖衍生物的氧化鐵納米顆粒的細胞毒性試驗使用MTT方法測量涂覆有DS和涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒。將不同濃度下的氧化鐵納米顆粒在細胞中培養(yǎng)48hr，其后測量細胞的存活率。結果，幾乎所有細胞在高達200μg[Fe]/ml的濃度下是存活的(圖15)。(實施例5)涂覆有葡聚糖衍生物的氧化鐵納米顆粒作為MRI造影劑的適用性試驗因為出眾的穩(wěn)定性，使用CM-葡聚糖替代DS涂覆氧化鐵納米顆粒。分散在水溶液中的納米顆粒的T2MRI圖像顯示，信號下降與鐵離子濃度的增加成比例(圖16)。為了評估造影效果，計算r2馳豫率，其為相對于造影劑濃度的T2馳豫時間倒數(shù)的斜率。這是顯示T2馳豫時間依賴于造影劑濃度的變化有多敏感變化的指標。r2馳豫率由1/T2＝1/T20+r2*C計算，其中T2為T2馳豫時間，T20為初始T2馳豫時間，且C為造影劑濃度。n為繪制點，其中包括涂覆有親水材料的氧化鐵納米顆粒的造影劑濃度設定在x-軸上，且在上述濃度下測量的1/T2設定在y-軸上，r2由斜率導出，其中r2表示r2馳豫率。未經過退火處理的涂覆有PEG-磷脂的氧化鐵納米顆粒的馳豫率為124.46mM-1s-1，而涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒在退火處理后的馳豫率為358.9mM-1s-1，其增大2.9倍。這樣的高馳豫率是基于在退火處理期間結晶度增大，以及在用CM-葡聚糖涂覆的過程中用單個葡聚糖外殼涂覆多個顆粒。如實施例1所述，因為額外的結晶化，退火處理后的飽和磁化強度增大。即使在用CM-葡聚糖涂覆后，飽和磁化(106emu/g[Fe])也類似于退火處理后(圖17)。當分散的超順磁的納米顆粒結塊時，據(jù)報道，r2馳豫率的增大以磁性馳豫轉換為基礎(J.M.Perez,et.al.Chem.Bio.Chem.2004,5,261)。當以這種方式使用具有高造影效果的材料時，在體內引入的納米顆粒的量可以降低，因此降低了毒性作用。所以，確定涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒被可用作具有高造影效果的生物可相容的MRI造影劑。將涂覆有CM-葡聚糖的氧化鐵納米顆粒用于動物MRI試驗。納米顆粒(每kg的老鼠體重為2.5mg[Fe])經由老鼠的尾靜脈被注入。在注入納米顆粒之前和之后的MRI結果顯示，納米顆粒積聚在肝臟和脾臟中，因此獲得了有效的對比度(圖18)。經證實，這些納米顆粒適于體內應用。