利用輻射線合成奈米氧化鐵與其在分子影像應用之特性研究

題目：利用輻射線合成奈米氧化鐵與其在分子影像應用之特性研究
當四氧化三鐵（Fe3O4）或γ- Fe2O3 的氧化鐵的粒徑小於35nm 後，即達到
奈米級時，其磁性之表現即不同，即每個氧化鐵顆粒之磁性即成為一個
Single-domain，在有外加磁場時才是磁鐵（ferromagnets），而無外加磁場時卻是
順磁性（paramagnetism），不再保有磁性，此種小於35nm 的奈米氧化鐵具有超
磁鐵（superparamagnets）特性。一般稱為superparamagnetic iron oxide（SPIO）。
奈米氧化鐵之醫學應用，包括：（1）當作MRI 對比劑；利用原理是這種SPIO
經由循環不會立即被網狀內皮系（reticuloendothetial system）移除，因此有較長
之血液半生期和較寬廣之身體分佈，商品有Lumirem（氧化矽包覆，300nm），
Endorem（dextran 包覆，Fe3O4，150nm），sinerem（dextran 包覆，Fe3O4，30nm），
（Brigger，2002）。（2）controlled drug delivery。（3）bioprocesssing；in vitro cell
separateion。（4）magnetic intracellular hyperthermia。（5）當作MRI 分子影像造影
劑。
奈米γ-Fe2O3 之醫學應用受制於其different coating，size uniformity 和
crystallinity 之影響。
幾丁聚醣與生物體細胞有良好組織互溶性（histocompatibility），不會造成排
斥現象，幾乎無毒性，又可被生物分解（biodegradable），具有生物活性（biological
function），另外其分子上之amino 和hydroxy group 易於化學修飾，製成衍生物，
更擴大它的使用範圍，如carboxyl methyl chitosan。
輻射線在碳水聚合物（carbohydrate）之利用，包括幾丁聚醣、sodium alginate，
carrageenan，cellulose，pectin 等，經由放射線，可以使碳水聚合物裂解
（degradation），接枝（grafting）及交聯（crosslinking）。
奈米氧化鐵大多用 dextran 來包覆，本研究想用幾丁聚醣來包覆，並藉輻射線
之協助，選擇適當之幾丁聚醣分子量，及使包覆奈米氧化鐵之幾丁聚醣產生交聯反
應，增進包覆程度，而使奈米氧化鐵更加穩定，不會聚積成塊。在鹼性溶夜中之二
價鐵與三價鐵之反應中間產物為FeOOH，亦可用輻射線使之轉變為γ-Fe2O3。因此
本研究之目的是利用輻射線來：
（1） 裂解幾丁聚醣，得到適當分子量（400kDa）。
（2） 使FeOOH 之結晶相轉變為γ-Fe2O3。
（3） 使包覆奈米氧化鐵之幾丁聚醣交聯。
（4） 評析SPIO – CM – chitosan 是否合適進一步進行特定生物接枝，作為
MRI 分子影像之造影劑。
幾丁聚醣之應用異常廣泛，但用在包覆奈米氧化鐵之文獻尚未多見，而充分
利用輻射線，是本研究之特色，對學術研究及幾丁聚醣之新應用開發有其貢獻。