磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞和心肌细胞作用的研究（可编辑）

磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞和心肌细胞作用的研究（可编辑） 磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞和心肌细胞 作用的研究 东南大学 博士学位论文 磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞和心肌细胞作用研究 姓名:张松 申请学位级别:博士 专业:生物医学工程 指导教师:顾宁 20081001中文摘要 中文摘要 题 名磁性纳米颗粒对抗抗体、平滑肌细胞及心肌细胞作用研究 关键词磁性纳米颗粒,抗体,平滑肌细胞,缺氧复氧,心肌细胞 正文 氧化铁磁性纳米颗粒 ,在生物医学领域有许多重要的应用,而 且与传统的方法比较,磁性纳米颗粒在诊断和治疗方面表现出诊断灵敏度高,治疗效果好,副作用 小等优越性。但是,目前绝大部分应用研究仍处于实验室阶段,限制研究进一步深入的主要原因之 一是磁性纳米颗粒在体内循环过程中对正常组织和细胞的安全性问题。基于以上考虑,我们选择抗 心肌肌钙蛋白抗体,平滑肌细胞和心肌细胞作为研究对象,考察磁性纳米颗粒对它们的影响。 首先,采用共沉淀法制备了粒径分别为、和的?三种氧化铁磁性纳米 颗粒,用二巯基丁二酸、氨丙基乙氧基硅烷、谷氨酸和羧基化 获得了.、.、.和 进行修饰, 等纳米颗粒,并且表征了其形貌结构和性质。不同分子修饰后的磁性纳米颗. 粒 表现不同的电性,在.范围内表现出很强的负电性一...;其它三 种纳米颗粒的电性则随着值的升高,逐渐由正向负变化。在生理值.条件下, 呈负电性 ,?近似电中性一.、,,而则带有正电性 、,。 选用上述制备的.,利用化学偶联法和抗心肌肌钙蛋白抗体偶联制备成免疫磁陛 纳米颗粒,并且应用生物学方法和详细研究了免疫磁性纳米颗粒的活性、 特异性和稳定性,结果发现偶联后抗体在磁性纳米颗粒表面仍然保持着良好的生物活性特异性和稳 定性。 详细研究了氧化铁纳米颗粒对大鼠主动脉平滑肌细胞的影响。.与平滑肌细胞 共同培养,细胞对纳米颗粒的摄入量具有剂量依赖性,时间依赖性和颗粒表面性质依赖性:在实验 条件范围内,磁性纳米颗粒浓度越高,细胞的摄入量越多:培养时间越长,细胞的摄入量越多:平 滑肌细胞对具有负电荷表面的颗粒?摄入量多,近似于电中性表面. 的次之,正电性表面的最少。对细胞的凋亡和细胞上清中.水平的检测的可知, 氧化铁纳米颗粒既不会引起炎症反应也不会引起细胞的凋亡。结果表明磁性 纳米颗粒抑制细胞东南大学博士学位论文 的分裂增殖,并且这种抑制作用与颗粒浓度、共同培养时间和有关。颗粒浓度越大、培养时间越长 抑制作用越明显。当浓度为./培养后对平滑肌细胞的抑制率为%左右。 同样研究了氧化铁磁性纳米颗粒对心肌细胞的影响。心肌细胞与氧化铁纳米颗粒共同培养, 后在光学显微镜下没有观察到细胞形态发生变化,但是细胞轮廓内有明显的氧化铁纳米颗粒聚集体, 随着纳米颗粒浓度的增加聚集体也显著增加;心肌细胞对纳米颗粒的摄入量有着明显的剂量依赖性 和时间依赖性,培养液中浓度越大,共同培养时间越长,摄入纳米颗粒越多;在实验浓度范围和共 同培养时间范围内,和细胞上清中酶水平与对照细胞相比,都没有统计学差异,氧化铁纳米颗 粒对心肌细胞表现出良好的生物相容性。 在此基础上我们进一步研究了氧化铁纳米颗粒对缺氧复氧损伤心肌细胞的影响。与模型组比较, 氧化铁纳米颗粒组细胞的活力明显提高;同时细胞膜的通透性降低,释放到上清中的酶也显 著降低;细胞内活性提高,含量降低。这表明氧化铁纳米颗粒可以保护细胞减弱活性氧 过氧化作用的损伤,这可能是氧化铁纳米颗粒保护缺氧复氧损伤心肌细胞的机制之一。 ?、、均表现出对缺氧复氧损伤心肌细胞的保护作用,说明磁 性纳米材料对心肌细胞的保护作用不依赖于氧化铁纳米颗粒的表面修饰,而 是颗粒?本身 在起作用。 总之,氧化铁纳米颗粒与如抗心肌肌钙蛋白抗体等偶联后,抗体仍能保持其 活性和稳定性: 氧化铁纳米颗粒不会促进细胞产生炎症或者凋亡,与平滑肌细胞共同培养后,但是会影响细胞的分 裂增殖;而对于心肌细胞,实验条件下氧化铁纳米颗粒表现出良好的生物相 容性,而且在缺氧复氧 条件下表现出对心肌细胞的保护作用。 英文摘要: 【 : , ,. 】 , .。 ., . . .. 、.,.。. , , , ?. .。.. . . 。 . .. ,. , .. ?东南大学博士学位论文 . , ? 、,, . ...%,. ?. , . . . , ?, . ., . . . / , .. , , . ?. ,. . ? , ., . ? , ? ’ , ? , ,. , .. .?,? ? .。 . , 。 . , . , ,. ,?, . 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名: 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论 文被查阅和借阅,可以公布包括刊登论文的全部或部分内容。论文的公布包 括刊登授权东南大学研究生院办理。 日 期: 研究生签名:?毛确导师签名:第一章绪论 第一章绪 论 纳米颗粒通常指粒径在的超微颗粒,当物质的颗粒尺寸进入纳米量级时,便 具有了 不寻常的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,导致了纳米材料独特的光、 电、热、磁、力学和化学性质,使纳米材料在新型能源材料、生态环境材料、功能涂层材料以及高 性能电子材料等领域发挥着不可替代的作用【】。其中磁性纳米颗粒,?以其显著的 磁效应、表面效应等,交流磁热效应、生物相容性和易于有机分子修饰等在生物医学领域具有广阔 的应用前景【~。本章对氧化铁磁性纳米颗粒的制备修饰、性质和应用进行,在此基础上提出本 论文的研究方向和重点。 ?.磁性纳米颗粒的制备和修饰 ..磁性纳米颗粒的制备 氧化铁纳米颗粒的制备方法有很多,主要分为两大类,即固相法和液相法。固相法的特点是以 固相物质作为反应物,不经过溶液过程而制备出目标产物的方法。机械球磨法就是常用的固相法; 液相法则是在液相体系中反应制备目标产物的方法,常用的液相法有微乳液法、溶剂热法、溶胶一 凝胶法、共沉淀法等。 ...机械球磨法 机械研磨法是将粗颗粒,一般是粒度为几十微米的通过研磨球、研磨罐与颗粒之间的频 繁碰撞,使几微米至几十微米的固体颗粒在球磨过程中反复地被挤压、变形、 断裂、焊合等强烈的 塑性变形将其破碎直到纳米颗粒形成。在行星球磨机中,主要通过钢球之间或钢球与研磨罐内壁 之间撞击.使粗颗粒材料细化。在球磨过程中,颗粒表面的缺陷密度增加,品 粒逐渐细化, 直至形成纳米级颗粒。嘲在密闭的氩气环境中将与甲醇的混合物进行球磨,通 过控制混合物中甲醇含量与球磨时间等条件得到了平均粒径为的颗粒。英廷照等嘲 使用行星式球磨机,以油酸作为表面活性剂,以水或油作为分散介质,控制研磨转速在 ,左右,研磨,得到了平均粒径为的纳米颗粒。 机械球磨法工艺操作简单,成本也较低,但使用该法制备的纳米颗粒易引进杂质,很难 得到均匀而细小的颗粒,分散性较差,晶体缺陷较多,颗粒稳定性较低,并且能耗很大【】。 东南大学博士学位论文 ...微乳液法 微乳液是两种不相混溶的液体通过表面活性剂分子作为界面膜,形成热力学稳定、各向同性的 分散体系。微乳液分为水分散在油中,和油分散在水中/\/两种体系,其中/体系被广 泛用于纳米颗粒的制备。在这样的体系中,两种互不相溶的连续介质被表面活性剂双亲分子分割成 微小空间形成微型反应器,其大小可控制在纳米级范围,反应物在体系中反 应生成固相颗粒。 由于微乳液能对纳米材料的粒径和稳定性进行精确控制,限制了纳米颗粒的成核、生长、聚结、 团聚等过程,从而使形成的纳米颗粒包裹有一层表面活性剂,并具有一定的凝聚态结构。采用微乳 液混合法可制得尺寸为以下的纳米微粒,且纳米微粒微乳液均匀稳定。纳米微 粒呈多品微品形态,其品格参数比常规的要小。但是,微乳液合成的磁性纳米颗粒只溶于有机溶剂, 在医学领域的应用受到限制,通常需要在磁性纳米颗粒的表面修饰上亲水分子,使磁性纳米颗粒溶 于水,能应用于生物、医学领域。 ...溶剂热法 溶剂热法是指在高压釜里的高温、高压反应环境中,采用某些溶剂作为反应介质,使得通常难 溶或不溶的物质溶解、反应、重结晶而得到理想的产物。溶剂热法具有两个特点:一是相对高的温度 ~?有利于产物磁性能的提高;二是在封闭容器中进行,产生相对高的压强.~ 并避免了组分挥发。但由于反应是在高温高压下进行,所以对设备的要求较高,增加了工业化生产 的难度】。 等阻懈适量的、和蒸馏水放入高压釜内,并在搅拌条件下缓慢向釜中 滴加./的溶液,反应温度为?,后冷却至室温,得到黑灰色沉淀,经过滤、 洗涤、真空干燥得到平均粒径为的准球型多面体纳米晶体,产率高于%。其反应 原理为: ‘。。 ...溶胶?凝胶法 溶胶.凝胶法是近些年来发展起来的用于制备纳米材料的一种新工艺。它是指金属有机或无机化 合物的前体,经溶液、溶胶、凝胶而固化,在溶胶或凝胶的状态下成型,再经热处理转化为氧化物 或者其它形式的化合物固体颗粒的方法。溶胶凝胶法的优点是能够保证严格控制化学计量比,易实 第一章绪论 现高纯化;工艺简单,反应周期短,反应温度低;产物粒径小,分布均匀, 分散性好。但是制备成 本高,而且还需要高温煅烧,这对磁性纳米颗粒的合成不利。等用此法进行纳米颗 ,获得理想的效果,的加入不仅能与反 粒合成时,加入了环氧乙烷 应,而且加速了的水解作用,使得反应能够在主反应方向进行,这个过程使用聚醇 ,作为稳定剂和颗粒表面钝化剂,产物颗粒几乎是单分散的嘲。周洁等 【使用溶胶.凝胶法, 以、和作为反应物,通过改变反应物的浓度,制备了粒 径为~、不同尺寸的的磁性颗粒,并且发现的矫顽力具有明显的尺寸依 赖性。 ...共沉淀法 共沉淀法是制备磁性纳米颗粒最为常用的一种方法,通常是采用碱液如和氨 水 溶液与和的盐如、、、混合溶液在一定温度和值下 高速搅拌进行沉淀反应,然后将沉淀洗涤、过滤、干燥、烘干,制得纳米颗粒。在化学共沉 淀法制备纳米颗粒的过程中,由于所采用分散体系的化学特性不同,将对磁性颗粒的性能产 。发生共沉淀的反应原理如下: 生一定影响【 。?? 还原共沉淀法则是在盐溶液中加入还原剂如,,还原出,形成 和共存的平衡体系,再与碱液发生共沉淀反应生成纳米颗粒【,其反应式为: 一 与以上相比较之下,共沉淀法操作简单,成本低廉,且能大规模生产等优点而而显示出优越性, 文献报道中也常常使用这种方法,只是根据需要进行了各自的改进【伺。 纳米颗粒在室温下化学性质不稳定,容易和空气中的氧气发生氧化反应生成没有磁性的 其他铁氧化物,如等。因此为了易于保存且保持原有的磁性,通常在。和足量的氧气中 将颗粒氧化成【剐。 】 ..磁性纳米颗粒的修饰【 裸的磁性纳米颗粒由于具有非常大的比表面积和大量的悬空键,同时颗粒之间由于磁性吸引和 范德华力作用产生聚沉。而在在生物医学领域的应用中,都需要获得在水体系里稳定分散的磁性液 体,因此表面修饰是磁性纳米颗粒走向应用的必不可少的一步。通常表面活性剂是常见的纳米颗粒 东南大学博士学位论文 稳定剂,但是考虑到实际应用中生物相容性的问题,人们已经很少采用表面活性剂作为分散稳定剂 以及相转移剂的方法了,因为大多数的常用的表面活性剂具有较强的毒性。这时候,人们需要采用 生物相容性好材料,这些材料一方面吸附在磁性颗粒的表面使磁性颗粒在水相中稳定地分散,另一 方面,为磁性颗粒提供了一个良好的生物相容性的界面,同时,这些表面修饰的材料往往自身具有 独特的功能,从而赋予了磁性纳米颗粒以附加的特性。目前用于修饰磁性纳米颗粒的材料主要有无 机材料、有机分子和聚合物。 ...无机材料修饰 金属核壳结构的磁性纳米颗粒一直是许多科学家关注的焦点。包覆在氧化铁外层的有金和钆等 金属材料,这些包覆层不仅提高了磁性纳米颗粒在溶液中的稳定性,也有利于该纳米颗粒在表面键 合多种生物配体,例如金作为包覆层可以与含巯基的化学、生物分子作用【踟。和等制备了 核,壳结构的/纳米颗粒【,和等制备出了包覆的氧化铁纳米颗粒【’。 另外一种重要的包覆磁性纳米颗粒的无机材料是二氧化硅。纳米氧化铁颗粒表面的羟基很容易 与硅试剂反应,生成表面包覆二氧化硅【争的复合纳米颗粒。表面二氧化硅 层具有很好的生物相容 性,在非水溶液中可以稳定分散,而且表面存在的硅烷醇基团很容易再与硅烷试剂发生耦合反应, 得到表面含有.、.、.等基团的纳米颗粒,这些基团能与酶、核酸、蛋白质等多种生物 分子键合而使颗粒表面功能化。另外,/反相微乳液聚合方法也被用于制备包覆硅的氧化铁纳米 颗粒【,在反相微乳液液滴中沉淀铁盐,也可制备包覆硅的氧化铁纳米颗粒?。 ..有机物分子修饰 为了得到分散性好的磁性纳米颗粒,非聚合物的有机分子被用作稳定剂,包括乙醇、有机羧酸链 烷磺酸、链烷膦酸、油酸和月桂酸、硫醇、硅烷和一些小分子等。但是如前所述一些表面活性剂 本身具有一定的生物毒性,不合适用来修饰在生物医学上应用的磁性纳米颗粒。因此硅烷和具有生 物相容性的小分子则更适合于氧化铁纳米的颗粒的修饰,它们一方面可以以化学键与颗粒结合,使 颗粒在水相中稳定分散,一方面游离的官能团还可以与其他生物分子发生化学键合。除了硅烷外, 常用的小分子修饰剂有谷氨酸,二巯基丁二酸等。年等就采用氨丙基三乙氧 基硅烷作为磁性纳米颗粒的表面修饰的分子,其研究发现修饰的纳米颗 粒容易被细胞胞吞。另外,氨基的引入使磁性纳米颗粒在中性溶液中带正电,形成阳离子化的磁性 第一章绪论 液体,有利于分散稳定性的提高。及其同事删采用二巯基丁二酸修饰纳米颗 粒,并且详细研究了修饰后纳米颗粒的表面性质和稳定性。 ...聚合物修饰 聚合物被广泛用作纳米颗粒的稳定剂,一种方法是在聚合物存在下,用沉淀方法合成磁性纳米 一种方法是氧化铁纳米颗粒颗粒,聚合物在磁性纳米颗粒表面形成保护层; 在沉淀后进行修饰,以 获得更好的分散效果。另外一种方法是通过反相微乳聚合过程,可以得到聚合物壳的亲水磁性纳米 颗粒【。 作为保护剂的聚合物分为天然聚合物和合成聚合物两大类。典型的合成聚合物包括聚乙烯基吡 咯烷酮【柏】、聚乙烯醇【】、聚丙烯酸陶、共聚乳酸.甘醇酸四、 醇, 瞰,停柏、氧化膦.、.磷脂【钙】、枝状聚合物’、聚甲基丙烯酸【、聚苯乙烯、聚.乙 烯基吡啶醐、聚 .己内酰胺删、聚二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯酬、聚.异丙基丙烯酰胺 .丙烯酸..羟乙基丙烯酸酯瞄、热敏感聚合物聚.异丙基丙烯酰胺、两亲嵌段聚合物和三嵌 段共聚物【】、多肽唧和嵌段共聚多肽险。天然聚合物包括明胶、支链淀粉、葡聚糖、脱乙酰壳多糖 和磷酸胆碱】,生物活性分子多巴胺最近也被用于包覆在氧化铁纳米颗粒表面。 采用聚合物修饰的磁性纳米颗粒具有很多优点:如在溶液中的分散稳定性好,表面聚合物分子 像游泳圈一样克服重力作用使纳米颗粒悬浮于溶液中,同时聚合物还可以比 小分子更好的降低纳米 颗粒的表面张力,有效的防止因为颗粒的磁性造成的团聚等。但是聚合物的修饰也有不利之处,如 聚合物的修饰使氧化铁磁性纳米颗粒的有效磁性成分降低,从而降低了总的饱和磁化强度。 ?.氧化铁磁性纳米颗粒的结构和性质 通常,铁的氧化物及其羟基氧化物均归属于氧化铁系列化合物,按价态、晶型和结构的不同可 分为一,,、、和一,一,一,一,按色泽的不同又可 分为红、黄、橙、棕、黑等。其中常用的有、、、等。各氧化物 的主要结构性质列于表...。 根据上表中的结构和性质和纳米材料的小尺寸效应和表面效应,氧化铁磁性纳米颗粒展示了独 特的磁学性质,如超顺磁性、高的饱和场、额外的各向异性、和弛豫特性、交流磁 热效应等,这些独特的性能是它在生物医学领域广泛应用的基础。 东南大学博士学位论文 表..铁的氧化物、羟基氧化物和氢氧化物的晶体结构及某些重要性质 . .. 基本为六角密 . . . 斜方 .薹.舛篡嚣?斜方龇 色 锤长片 反铁磁性 堆积氧 . 须有。或’才 . 体心 ... 黄 ::’一’四角 四角 能形成,类似 立方 一 ?。。一 . 色 结构 基本为立方密 . .. 斜方. 斜方 . 舢 一。 或针状 反铁磁性 堆积氧 棕 不规则结 “ 奎觥??六角慰 色 状 亚铁磁性 构 . 柚’ 黑 立方 。 反尖晶石型 竺予?。?。。一 色 纺锤形 铁磁性 ,、 ?型 茎盈翥嚣篡三角?。 . 红 阳离子缺位的 球形或一一。 豆力 铁磁性 尖晶石型 纺锤形 色 . 注:咻角层,卜立方层 婪状?。。 喜.篡状纺反铁磁性第一绪论 ?.磁性纳米颗粒的生物医学应用 磁性纳米颗粒在生物医学领域有许多重要的应用陷“,尤其是近年来,磁性材料在肿瘤的早期 诊断和治疗方面得到了极大的进展。而且与传统材料相比它在检测灵敏度,治疗效果和降低毒副作 用等方面表现出巨大的优越性。具体的讲磁性纳米颗粒的主要作用可以归纳为这四个方面:磁分离、 药物输运载体、肿瘤热疗和磁共振成像对比增强荆。 磁分离 目前,磁性纳米颗粒的粒径可控制在几个纳米到几十个纳米的范同内,这个尺度小于域相当于 细胞.、病毒、蛋白、基因宽、长的尺寸。 于是,这些生物分子或者生物个体可以吸附或者键合到磁性纳米颗粒的表面。通过外加梯度磁场, 我们就可以靶向、定位或者分离这些生物分子或生物个体门删。要实现被分 离目标与磁性纳米颗粒 的结合往往需要在磁性纳米颗粒表面修饰上与被分离目标可以特异结合的物质.如馓索、叶酸、转 铁蚩白、抗体、核酸等,这些物质带动磁性纳米颗粒与被分离目标产生特异 就可以通过梯 性结台, 度磁场将其从原本的溶液中分离出来。目前,磁性纳米而立已经成功用于分离血红细胞、肺癌细胞、 细菌以及高尔基体等州删。利用磁性纳米颗粒和金纳米颗粒发展了一种微笑球蛋白 的超灵敏检测方法,配体被修饰抗体的磁性纳米颗粒捕获和分离,再通过金标 银染条形码放大技术进行检测,图 是其磁分离示意图。 爿竺查兰:。:堂堂墨曼刊竺竺,专 棼\冁黧澍鼍。黧。 图 磁分离示意图磁共振成像对比剂 技术是利用生物体内不同组织在外加磁场下产生不同的磁共振信号来成像,磁共振信号的 强弱取决于组织内水分子中质子的弛豫时间,一些成份中的未成对电子自旋产生的局部磁场能甥缩东南大学博士学位论文 短或增加临近水分子质子的弛豫时间,从而增大临近区域的磁共振信号强度,提高影像的对比度。 研究表明,改变质子周围的局部磁场,和或弛豫时间就会发生一定的改变。具体地说,质 子处于剧烈变动的磁性环境中,临近的质子和不对称的电子产生的磁矩影响这种磁场环境,从而影 响、弛豫时间【】。临床上使用较多的磁共振对比剂是二乙二胺五醋酸钆.,它是目前 增强血管成像的主要对比剂。但.在临床应用中存在一些明显的不足之处,如:体内 并迅速集聚于肝脏;而且体内分布没有特异性,使图象对比不能明清除太快, 显改善,同时还 需配置价格较贵、能够快速扫描的设备。 粒径在~的超顺磁性氧化铁颗粒已经被制成的成像剂应用于临床诊断,其基本原 理是由于超顺磁性氧化铁颗粒内的铁在磁场内能够重新排列,产生的净磁距较顺磁性分子大许多, 引起颗粒周围的磁场干扰磁化率效应致使临近弥散的水质子的相位离散增;效应,弛豫 率升高,结果。上信号丧失,表现为阴性对比剂。它的优点在于超顺磁性氧化铁在体内的分布具 有显著的特异性。当超顺磁性氧化铁纳米颗粒通过静脉注射人体后,与血浆蛋白相结合,并在调理 素作用下被网状内皮系统所识别,吞噬细胞就会把超顺磁性氧化铁纳米颗粒作为异物而摄取,从而 使超顺磁性氧化铁沉积在网状内皮细胞丰富的组织和器官中。因此,超顺磁性氧化铁是一种网状内 皮系统的对比剂,可用于肝、脾、淋巴结、骨髓等富含网状内皮细胞的组织和器官的增强。若 是对纳米颗粒表面进行适当的修饰和特异性分子的偶联则可以实现更广泛的靶向。这方面的研究首 先由及其同事报道【】,他们将超顺磁性氧化铁纳米颗粒连接到抗肌凝蛋白片段上 用于心肌梗死的免疫特异性的显像,结果证实免疫偶联物能特异性地与梗死的心肌组织相结合 目前已将针对癌胚抗原、而与正常的心肌组织不结合。对于肿瘤特异性显像, 表皮生长因子受体、 人胶质瘤细胞表面抗原等的单克隆抗体连接到超顺磁性氧化铁纳米颗粒上,并在体外实验和动物实 验中证实了其效果】。 ..磁性药物靶向载体 目前,治疗肿瘤的化疗药物一般是采用常规的注射途径,该方法会使这些药物均匀分地布在全 身循环中。而它们在到达恶性肿瘤之前,要经过蛋白结合、代谢、排泄等步骤,血液中的药物浓度 迅速降低,最终只有少量药物到达恶性肿瘤部位。要提高恶性肿瘤内的化疗药物浓度,就必须提高 全身循环系统的药物浓度,也就必须加大药物剂量。因此这种没有特异性的给药方式降低了药物的 生物利用度且同时会对全身产生毒副作用。 第一章绪论 早在,和就提出了药物靶向的概念,他们将药物分子固 定在舍铁的活性碳上.然后在外部磁场的作用下药物靶向”。磁场相对于生物体、人体组织而言具 有穿透性,因此他们提出的思路是可行的,也是我们今天常用的方法。该方法可队利片磁性纳米颗 粒作为药物载体,将抗癌药物或者放射性的原子靶向输运到人体的某部位,比如肿瘤瞰”。这样药 物将集中于靶部位,增加了对靶部位的治疗效果,同时减弱了对全身的毒副作用。这种磁性靶向药 中间是磁性纳米颗粒的核~ 物是核壳结构, ,外部是~层生物相容的壳,药物或 者连接于壳的外部或者分散在壳内如图 .左图所示。壳的材料一般是聚合物、葡聚糖 右图就是一千简单的药物靶向输运系统的示意图‘”””。 等、,或者是脂质体等删。圈. 将一永磁体置于人体靶部位外部,在靶部位内产生梯度磁场,磁性药物载体通过循环系统经过靶部 .立 被磁场作用滞留干靶部位处”?。 年,及其同事呷报导了世界上首例磁性药物靶向的临床实验。他们采用化学法将 表柔米星固定在纳米颗粒表面,然后进行静脉输液,分钟后加上磁场靶向。结果表明大约有一半 的患者药物成功靶向到肿瘤部位。 呐? 、、..::之? 萼噻》 黢 。。“”蛆“ 攀~ , 四?? 幽 .磁性靶向药物及其靶向输运的示意图 磁致肿瘤热疗 热疗是肿瘤治疗学中一种重要的治疗手段。将瘤区加热到。。以上治疗恶性肿瘤的方法 称为熟疗【伯”。。?。的高温可影响生物膜功能和状态,激活溶酶体活性,抑制、 及蛋白质台成,增加热体克蛋白合成,从而达到杀死肿瘤细胞的作用‘雕创。而与肿瘤组织比较, 正常组织血液循环良好,散热快,所以不会受到影响。肿瘤组织与正常组织这一热生物学上的差异, 使肿瘤热疗的临床应用成为可能。而所谓磁致热疗 ,东南大学博学位论文 【删就是在肿瘤病灶部位引入磁性介质,磁性介质在外加的交变磁场作用温度升高到。以上而 杀死周围肿瘤细胞。该方法具有微创、靶向效应嚣优点,己成为恶性肿瘤治疗的研究热点。 德国的“领导的研究组从年开始从事磁性液体热疗的研究。他们是细胞内热疗的 最主要的支持者。他们认为将磁性液体注入到靶病灶或组织部位中,由于细胞的吞噬和融台作 用,磁性颗粒会进到细胞中,而且随着细胞的分裂,母细胞内的磁性颗粒会进入子细胞,再将靶 置丁功率足够人、频率足够高的交变磁场中,随着细胞内部的磁性颗粒的产热,靶细胞会因局部的 热效应而死亡,从而达到清疗效果?”。在这一研究领域,的研究组进行了一系 列的作。 包括细胞山热疗的细胞学的实验‘”和对小型动物小鼠的肿瘤模型进行的磁性液体热疗动物实验 /、 ,磁性纳米颗粒热疗在国外己进临床研究阶段,菩?将 。目前 /的右旋糖苷纳沭磁性颗粒注入患者血流,外加高频交变磁场进行全身热疗。冈磁 流体物理特性可逃到可控升温,温度随磁性颗粒浓度的增加和施与交变磁场的时间延长而升高。 /磁粒在交变磁场作下可升温至 ,此温度足以杀,恶性肿瘤细胞。近年来国内 的东南大学顾领导的研究组及清华大学、上海交通大学、复日大学、中科院化学所等单位在磁 感应热疗方面也开展了丈量的研究丁作,包括设备研制、磁加热介质开发、动物实验等,已在国际 上形成一定的影响,并正在积极向临床推进。磁性纳米颗粒的多功能化和应用 随着对磁性纳米材料研究的深入,人们已经不满足于单功能颗粒的麻,从而逐渐构建了多 功能的磁性纳米颗粒,如图左所示“。同时在磁纳米颗粒表而连接多种功能性分子,如抗体、药 物分、报告基因等,就构成了多功能纳米颗粒。当这种多功能磁性纳米颗粒靶向到十瘤郭何厉, 颗粒就可以对肿瘤进行诊断和治疗药物治疗和磁致热疗,如下图右所示‘”。 ?‘ 幽 多功能纳米颗粒及其应用示意图 第一章绪论 ?.论文的主要内容及意义 从前面的总结可以看出磁性纳米颗粒对在生物医学中有着极其广泛的应用,并且较传统的材料 表现出很大的优越性,但是这方面的绝大部分研究仅限于实验室阶段,限制研究进一步深入的瓶颈 之一是磁性纳米颗粒在体内循环过程中对正常组织和细胞的安全性问题。因此我们选择抗心肌肌钙 蛋白抗体,平滑肌细胞和心肌细胞作为研究对象,考察磁性纳米颗粒对它们的影响。其主要内容 分为以下几个部分: 第一章总结了磁性纳米颗粒制备、修饰、性质和目前在生物医学领域中的应用,在此基础上提 出论文的研究目的和意义; 第二章采用共沉淀法制备磁性纳米颗粒,用不同的分子对颗粒进行修饰,获得不同表面官能团 和不同表面性质的颗粒,为下一步的应用奠定了基础; 第三章应用生物学方法研究了生物大分子抗心肌肌钙蛋白抗体与磁性纳米颗粒偶联后活性、 特异性和稳定性等; 第四章研究了磁性纳米颗粒对大鼠平滑肌细胞的影响; 第五章和第六章详细研究了磁性纳米颗粒对心肌细胞和缺氧复氧心肌细胞的影响和作用; 第七章是对全文的总结。 参考文献 .张立德。牟季美.纳米材料和纳米结构,北京:科学出版社,,.. . . . ,,:., . . ..,,:. . 。,:. . . . .。 .. . :. , .英廷照。沈辉,章永化,等.高分散纳米颗粒的制备和表征.机械科学与技术, :. .李享.杨海滨.纳米磁性颗粒的制备进展,材料导报,.:. 东南大学博士学位论文 良 . , , ,. ,.:. ;, , 。 . ?. .,:. 仉叭 周洁,马明,张宇,等.不同尺寸磁性颗粒的制备和表征【】东南大学学报:自 然科学版, ,:. 仉 邱星屏,四氧化三铁磁性纳米粒子的合成及表征【】.厦门大学学报自然科学 版.,: .. 亿乙 ,, . , , 。,,. 住文 . .: . . .. , . 他乱 , , . . . ., , : 住 量 马明,肿瘤热疗用磁性纳米材料研究【】,,东南大学. 低 良 , , , .. ? . : ,: 亿 赵紫来,卞征云.陈朗星,等.氧化铁磁性纳米粒子的制备、表面修饰及在分离 和分析中的应用。 . 化学进展。, : . 僦 , , 。 :, . ? ,, . : .. 住吼 . / . , , / . ., :. 狐队 . 。 . .? ? ? . 。 . : 扎 / , , , .?. . ,,: 第一章绪论 ., . . : ? . ,, . . . , , . ,,:?. .。 , . :?. ,.. “ . . ’ .., :.. : .? . , : ?. . ’ , . .. ,,: ., . .., :?. .. , , 。 .。:. ., . .. 。. . : 。 。 . .: .. , : . , , , .. ,? . . ,: . . 。 , : . ,. . ? . , . 。 .: . 东南大学博士学位论文 。 :. . , . , . 吖 . 。 : .. , 。 . .: 。 . : . , . , , . :. 。 . . , , , . ,:.. , . . .. ,,?: .’ , . . : .. . .,:? . . , ’ , .,,: . . . , : ? . .....。 : . ., 稍一 /而. , ,:. . . , , . ,,:?. .. ,. ..,: 笙二兰丝堡?? ?????’??????????’。’。‘’’’。?。。。‘?’?’‘?’?‘。?’。?’ ‘?。。?。。????????????????????????一 一 ...一一 : .巾“. .,, :. . . 甲阳“ 。 。 : ? . , . .? 。 . . 。, . :. . , . . ,., :. . . ,, , ,,: . . . , , . 。 . 。 :. . . , , .倦 ,. ,。:.. . .:?. .?. . , 一 。 , . ‘.,,:. ,,:?. . .. . ,,:?. 。 , . . , . : . .。。 :? . , . . . . , ,: . .,。 , . ? . , :东南大学博士学位论文 .. , , .., . . . . ,.:. . . , . . , . :. . , 。 ,. . ,, :. , ’ . . . ,.:. . . , , . , . ., : . , ,. . .. ,: .. . , .,。:?. . .,。 : , . ?. .: 。 , , . ..,:. 吖 . . , : .. .:?. . , , 。 . . 。, : ?. .赵红丽.琚行松,芮玉兰.等.纳米氧化铁的结构性质及用途【】,唐山师范学 院学报,, :.. . , . . . ..,: 第一章绪论 , , , . ., . , :?. ... 。 , .,:?. 。 . . ,’ . . ., :?. , , , . .: . ,。 .. , , . ..,:. , . . . .. , :. . . , , .. . ,:., , . . . ,:?., , . , . .,:?. . . / 。 . , ,. . ,: . ., , ,:. ., , , .. . . : 。 . , .? . ’ .,, : 东南大学博士学位论文 孓.. .?. .黄继英等编.磁共振成像原理【】.陕西:陕西科学技术出版社, .王晶,徐玉清,王文秀.磁性纳米粒子及其在生物医学中的应用进展【】.药 物生物技术。, :. . , , , .: :.。 .. , . . . ::. ., . . , ,. 一. : .,: . .,: . . . ,. . ,: . . . 。 , . 。 ,: . ., .. ?. ,.: . . ,。 : . . , , . , .。。 .,,: ?. . 。 。 . . . 一 ,.: . ,. , . / ,.: . 第一章绪论 . . , 。. ./ . .: . . , .. 。 .:.. , .. .:. . . , , : . , , :. ., , , ,. ,:. .彭楠,赵彼得.临床肿瘤热疗【】.北京:人民军医出版社,.. . . . . .:. : . . . . : . . . ..,,:. .. , 。 . .:?. , . . . : ... :. . .。 . . : ..., :.. . , ’ . : . ,。:. . .。 ’ , 东南大学博士学位论文 . . . :?. . ’ .. ,. . 吖 , :. . . . , , .,,:. . . , , . ,,:... . :. ., , ,. ,,:.第二章氧化铁磁性纳米颗粒的合成、修饰与表征 第二章氧化铁磁性纳米颗粒的合成、修饰与表征 氧化铁磁性纳米颗粒 ,主要包括和两种,它 们是两种不同的铁氧化物,相对于其它的铁氧体材料而言,它们制备过程简 单,具有良好的生物相 容性,在生物医学领域里的应用尤其突出。两者相比化学性质较稳定,易于保 存和使用, 所以我们主要研究了?纳米颗粒的制备、表征和性质,及其后面章节中提到的 生物学应用。 ?.磁性纳米颗粒的合成和小分子表面修饰及表征 采用化学共沉淀法合成了不同粒径的磁性纳米颗粒,并且用二巯基丁二酸 , ,、两端羧基化的聚乙二醇?,氨丙基三 ,和谷氨酸 乙氧基硅烷诅 ,修饰纳 米颗粒,从而获得性质稳定分散均匀的磁性纳米颗粒液体。 与聚合物包覆磁性纳米颗粒比较,小分子修饰很少地增加颗粒的尺寸,且往 往是通过化学键与 磁性颗粒表面的金属离子结合,形成强的吸附,不易脱落。这种修饰通常可以 在颗粒表面引入正的 或负的电荷,同时能够形成溶剂化层,这种溶剂化作用和颗粒间强的静电排 斥作用使磁性颗粒稳定 地分散于介质中。还因为其带电的性质而更容易吸附于荷电的细胞膜表面, 进而被胞吞到细胞内, 有利于一些生物学应用。 ..主要实验材料及仪器 氨水,?,?,盐酸,,高纯氮.%,分析纯,国药集团化 学试剂有限公司; ,,分析纯,公司: 谷氨酸,分析纯,国药集团化学试剂有限公司; 二巯基丁二酸,阿法埃莎天津化学有限公司: 氨丙基三乙氧基硅烷,分析纯,公司; 一精密定时电动搅拌器,国华电器有限公司; 型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司; 磁铁表面磁场强度,定制; 东南大学博士学位论文 电热真空干燥箱,上海索谱仪器有限公司; .型数显酸度计,上海雷磁仪器厂; 透射电子显微镜,.,日本公司; 射线衍射仪,/?型旋转阳极,日本公司; 振动样品磁强计,,美国公司: 傅立叶变换红外光谱仪, ,德国公司: 电位分析仪 ,德国公司。 ..实验方法 ... 的制备 在的圆底烧瓶中加入 .的?和.的?,保护下搅拌 至完全溶解蒸馏水中稍微过量,因为其在溶液中易氧化,的%的浓氨水 ,然后迅速滴加到上述溶液中。初始时反应物立刻变成黑色泥浆状 用蒸馏水稀释至 固体,接着继续机械搅拌分钟。反应结束后采用磁分离法洗涤?遍即采用一永磁体将黑色产 物吸于容器底部,倒出上清,然后再加水搅拌均匀,再用永磁体将产物吸于容器底部,如此反复数 次即可洗去剩余的反应物离子。洗涤完毕,将黑色产物超声分散于一定的蒸馏水中,用.的 调节至左右。改变氨水溶液的滴加速度,可以得到不同粒径的纳米颗粒。实验中 反应一直在氮气氛中进行,反应中所用蒸馏水均为除氧蒸馏水。 将得到的样品稀释至/的浓度,充分超声,使其颗粒独立分在蒸馏水中,用.的 缓慢调节至.,用空气泵鼓入空气,并在水浴中搅拌左右,反应物由黑色逐渐转 变为棕红色后停止反应,所得样品即为?。 ... 的修饰 实验中采用常见的小分子、和来修饰纳米颗粒。它们价格低廉,具 有良好的生物相容性,而且这些分子的修饰可以在颗粒表面引入了功能性的一、一和基 团,这些基团一方面可以在不同条件下使磁性纳米颗粒负载不同电荷而变得 另一方面易 非常稳定, 于与其他分子通过化学键连接,达到磁性纳米颗粒功能化的目的。第二章氧化铁磁性纳米颗粒的合成、修饰与表征 用修饰的磁性纳米颗粒表示为或者,具体修饰方法为:用 蒸馏水调整.的浓度至/以下,充分超声使纳米颗粒在水中充分分散,稀盐酸缓慢调节 至.。称取适量的粉末约为元素摩尔数的%溶解于少量的二甲亚砜中,然后迅速 加入到上述体系中,保护下剧烈机械搅拌。计实时检测体系的值,发现值先 是在内降低到左右,然后缓慢升高至约.左右。停止反应,磁分离反复洗涤除去游离的 分子,部分真空干燥,部分用. 的四甲基氢氧化铵【】溶液缓慢调节值至 后,再用稀盐酸调节至需要的,称重法测定的质量浓度,。保存。 同样用修饰的磁性纳米颗粒表示为?或者,具体修饰方法为: 将水体系中的磁分离无水乙醇洗涤次以上,最后重悬于无水乙醇中,并调节浓度为/ 以下,充分超声使纳米颗粒在无水乙醇中充分分散。在该体系中加入水和适量的约 为元素摩尔数的%同时剧烈搅拌小时。通过磁分离乙醇反复洗涤次,部分常温下真空干 燥,部分通过磁分离蒸馏水洗涤三次以上,即转移至水体系中,用稀盐酸调节至需要的,称重法 测定的质量浓度,。保存。 同样用修饰的磁性纳米颗粒表示为或者,具体修饰方法基本同 的修饰:用蒸馏水调整的浓度至/以下,充分超声使纳米颗粒在水中充分分散, 稀盐酸缓慢调节至.。称取适量的谷氨酸约为元素摩尔数的%溶解于少量的蒸馏水 中,然后迅速加入到上述体系中,保护下剧烈机械搅拌,停止反应。磁分离蒸馏水反 复洗涤除去游离的谷氨酸分子,部分真空干燥,部分用稀盐酸调节至需要的,称重法测定 。 的质量浓度,保存。 ...磁性纳米颗粒的表征 对以上得到的样品采用透射电镜进行了形貌的表征,采用一射线衍射进行了结构的表征,采用 傅立叶变换红外光谱仪对颗粒的表面官能团进行了表征,采用振动样品磁强计表征了其磁性,应用 电位分析仪表征了颗粒在不同值下表面电荷性质。 ..结果与讨论 ...合成条件对粒径的影响东南大学博士学位论文 化学共沉淀法制备纳米颗粒的过程是溶液形成胶体颗粒的凝聚过程,可分为两个阶段:第一个 阶段是形成晶核,第二个阶段是品核的成长。而晶核的生成速度和晶核的成 长速度屹可以用下列 两式来表示: 去毛辱 ? 为析出物质的浓度,即为过饱和浓度,式中:粤为单位时间生成晶核的数目, 为其溶解度, 故?为过饱和度,也分别为二式的比例常数,为溶质分子的扩散系数。当时,溶液 中生成大量的晶核,晶核粒度小:当屹时,溶液中生成少量的品核,晶粒粒度大。 因此依据上述理论可知,当氨水的滴加速度慢时,反应体系内瞬时接受的。很少,和 的一部分与。成核,其余部分则冈缺少。而附着在己形成的晶核上生长,引起颗粒的快 速长大,形成的颗粒平均粒径大;当氨水的滴加速度快时,溶液很快便有大量的‘,可以使尽可 能多的和单独成核,溶液内和的浓度下降很快,形成的品核长大缓慢, 平均粒径小;当继续滴加氨水时,溶液的值达到一定值后,共沉淀反应完成,则未能与和 结核的’附着于颗粒表面,从而使产物粒径增大【。 实验中改变氨水溶液的滴加速度,获得了两种粒径的磁性纳米颗粒和。用修饰样 品和并且进行表征。同样对于样品,采用三种不同的分子,,进行修 饰和表征。第章氧化铁磁性纳米颗粒的合成、恪饰々表征磁性纳米颗粒的形貌及粒径分布 图是样品经修饰后的照片以及粒径分布。从照片中可以看出所得 ?的形貌近似成圆形,颗粒分散均匀且无团聚现象发生。平均统计粒径为 一一? 一”::甚。:‰?” 图样品经修饰后的照片以及粒径分布东南大博?位论女 图 是样品经修饰后的照片以及粒径分布。的形貌近似成圆 形,颗粒分散均匀且无团聚现象发生,平均统计粒径为 圈 样品的照片以及粒径分布第苹氧化铁磁性纳米颗粒的台成、修饰与衷征 图 是样品经修饰后的照片咀及粒径分布。形貌和粒径分布同 。 一嚣 ?豫 圈 样品?的照片以及粒径分布东南大学博十学位论文 图 是样品经修饰后的照片咀及粒径分布。形貌和粒径分布同 和.。 聪 长 乏曩 翘 吮黼 譬醚翎 .磁性纳米颗粒的品体结构 即是这两个样品的谱 对修饰的和样品进行了表征,图 图。从谱图看,两个样品的女谢峰位置基本相同,具有典型的立方尖品“的结 构,品 ? 格常数大约在 。由谱图中衍射峰的半高宽,并根据 .第二章氧化铁磁性纳米颗粒的合成、修饰与表征 公式? / 式中常数.,人.,为半高宽,为衍射角,可计算晶粒的平均粒径。根据此 公式计算得和样品的平均粒径分别为和,这个计算结果与电镜的测量结果基 本一 致。样品?和.的图谱和?一致。图.. 修饰的样品和的谱图 ...磁性纳米颗粒的红外光谱 图..是未修饰的及其.、.和.的红外光谱。未修饰 的及经修饰后的纳米颗粒在。附近有非常大的.键特征吸收峰,且吸收峰发生 了劈裂,分为和 。两个峰,经过小分子修饰后该特征吸收峰未发生变化图中未出现。 与未修饰的颗粒相比,修饰后纳米颗粒的吸收光谱中均出现了、 。的吸收峰, 这 来源于、和分子中?的伸缩振动吸收。另外对于.,在光谱中还 出现了在 。的吸收峰,证明分子的确修饰在?的表面;对于 ?.和 。的吸收峰分别归结于?和.的伸缩振动,而 。的吸收 峰则归结于的弯曲振动,这就证明了?的表面成功修饰了;在的吸收 光谱中出现了 ’的吸收峰和 ‘的吸收峰,这归功于分子中.和一弯曲 振动,同时这也说明了存在于纳米颗粒的表面。东南大学博十学位论文 莲; / 倦鬻 篓一 。?五?弼乏?赢?面??石 。 圈 样品的?、和?的红外光谱.磁性纳米颗粒的磁学性质 样品和』经修饰后的磁学性质见图 和表。结果表明样品具有较大的饱和磁 化强度和矫顽力这是由于样品的磁性纳米颗粒由具有较大的尺寸.已经不是超 顺磁的了。样晶的、?和?的饱和磁化强度儿乎相当,而矫 顽力的值常小,这是由丁二种分子修饰的纳米颗粒具有基本相同的尺寸,故而也具有基本相同 的磁学性质,具有儿乎相同的饱和磁化强度。又由于纳米颗粒尺寸较小,故而矫顽力也非常、,几 乎接近于零,因此可以说它们具有超顺磁性质。 表 经修饰后样品的磁学参数 样品 平均粒径 电和磁化强度,, 矫顽力, .第章氧化铁《纳米颗粒??成、修饰与表征 圈 样品和经修饰后的磁滞同线.磁性纳米颗粒的表面电荷性质 对样品修饰前后磁性纳米颗粒的表面性质进行了详细的表征,结果见圈 。由图可见样 品修饰前后表面性质有非常大的改变。随着由低到高变化,来修饰的纳米颗粒表面性质由正电 的 。这是 性向负电性运渐降低由 降低到的 ,等电点约在 因为在偏酸性环境中,纳米颗粒表面吸附了大量的旷,从而表现出正电性,随着溶液中逐渐接近中 性或者偏碱性时,颗粒表面的也逐渐减少,直至没有,进而逐渐增多,从而表现出负电性。 纳米颗粒表现出程强的正电性和负电性也是其比表面积大吸附能力强的一个体现。 对于?来说,同样也随着值的升高表面电荷逐渐由正电性向负电性变化约 在 .但是在较酸性或者较碱性的环境中,相同值条件.它的表面电性要比未修饰的纳米 颗粒相对弱~些,这是因为修饰后纳米颗粒的表面性质除了跟丰被修饰分子覆盖的表面积有关,还 与修饰分子的官能团性质有关。分子的修饰覆盖了一部分颗粒表面,使得颗粒吸附或者 。的能力减低,尽管一可以在酸性环境中结合,但是这不足以弥补分子本身所占据的空间, 所以的表面电性弱于未修饰的颗粒。同样的规律和道理适用于?约在 .,不同的是分子还古有?,它会在其值对应的值条件下发生电离而带有负电东南大学博士学位论文 荷,但是也不足以弥补分子本身所占据的空间,所以电性较未修饰的颗粒弱。? 在值范围内都表现出非常高的负电性,这归功于分子中的双和双..电离。 由图还可以看出在生理条件下.各种纳米颗粒的电性是不同的,未修饰的颗粒为. ,而?、和的则分别为.、和..,即它们分别带 有负电荷,中性和正电荷,这对于在不同的条件和实验对象下选则不同的磁 性纳米颗粒是有指导意 义的。.\ . . 一?~. 三 ?~ ? 趸 ? 舟. \. 一 入\。一 . 图..样品经修饰前后的表面电位 综上所述,本节主要合成了粒径为 和 两种磁性纳米颗粒,用、和 等生物相容性的小分子对其进行修饰,并详细表征其形貌结构、磁学性质、 表面化学性质和表面电 性,为下一步的生物学应用奠定了基础。 ?.磁性纳米颗粒的表面修饰和表征 上一节研究了磁性纳米颗粒的合成以及等小分子的修饰和表征等。本节中将 研 究和讨论大分子对磁性纳米颗粒的修饰表征和性质。 选用聚乙二醇,作为修饰分子,因为是由环氧乙烷与水或乙二醇 逐步加成聚合而得的一类水溶性聚醚,结构式为:。,作为一种两亲性聚合物,