纳米颗粒的设计正在超越传统的研究范围。近年来，金属纳米颗粒(Metallic nanoparticles)作为一类具有重要功能的纳米材料，受到了越来越多研究者的关注。

其中，铁金属纳米颗粒（Iron nanoparticles）是一种应用非常广泛的含金属纳米材料，包括氧化铁、铁多酚等纳米结构，具有生物可降解性、表面可修饰性、可以负载药物分子及易于合成制备等特点，在生物医学工程领域已经得到了很好的验证，及在多种疾病的诊断及治疗上引起了临床研究的广泛关注，而且表现出了显著的优势[1]。

概要介绍

氧化铁纳米颗粒（iron oxide nanoparticle, Fe3O4 NPs）是一类有多功能的、广泛应用价值和开发前景的纳米材料。

纳米氧化铁化学性质稳定，它不仅具有耐光、耐化学腐蚀、无毒等优点，还具有良好的分散性、着色力以及紫外吸收能力，因此被广泛应用于核磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）、生物催化（nanozyme）、磁热治疗（magnetic hyperthermia treatment, MHT）、光响应治疗、免疫治疗及药物递送诸多领域。

目前制备氧化铁纳米颗粒的方法主要有沉淀法、水解法、胶体化学法、水热法及微乳液法等。

结构特点

铁金属多酚结构（Iron metal-phenolic networks, MPNs）是铁离子与具有多酚结构的物质（如丹宁酸、表儿茶素及没食子酸等）通过化学配位形成的一类具有超小网络结构的纳米材料[2]。其在紫外具有特定范围内的吸收峰以及具有pH响应性，在酸性条件下可以被有效降解分离。

铁金属多酚结构的特点：

❶ 制备形成比较简单，可以通过物理搅拌及超声的方法进行有效配位形成；

❷ 展现出了较好的生物相容性、药物负载能力高、低免疫原性以及较小的毒性；

❸ 具有粘附性，可以包覆其它材料形成多功能纳米材料；

❹ 酸刺激响应性药物释放，具有溶酶体逃逸功能；

❺ 具有较高的光热效应；

❻ 多酚结构可以进行功能化修饰；

❼ 可以发生芬顿反应，产生活性氧（ROS），诱导细胞发生铁死亡；

❽ 可以与成像分子一同形成配位纳米材料，用于疾病诊疗一体化的应用。

因此，铁多酚纳米结构已经广泛用于多种药物的递送及疾病的治疗诊断。

应用前景

在肿瘤治疗领域，铁纳米颗粒体现出了较好的治疗效果及临床应用前景。

铁死亡作为一种新型非细胞凋亡的死亡形式，能够有效补足基于凋亡的肿瘤治疗。铁多酚纳米结构在铁死亡的诱导上显示出了其独有的特点。

文献报道，华南理工大学等研究者开发了一种FCS/GCS诊疗一体化的纳米平台，将两亲性聚合物骨架（P-SSD）、肉桂醛前药（CA-OH）和铁离子（Fe3+）/Gd3+离子通过铁和多酚之间鳌合在一起。在肿瘤微环境中，纳米配合物可以被降解释放，铁离子可以与微环境中的双氧水发生芬顿反应，产生ROS，降低GPX4的水平，促进细胞的脂质氧化的水平，进而诱导铁死亡的发生，提高抗肿瘤效果[3]。

同时，澳门大学研究团队设计了由半导体聚合物自组装形成的具有光疗作用的金属-酚醛网络结构（PFG-MPN），其内部荷载了铁离子和外泌体抑制剂（GW4869），在黑色素瘤B16F10抗肿瘤免疫治疗效果中发挥着重要的作用，并且可以有效抑制淋巴结处的转移性肿瘤[4]。

更多新潮科研资讯，欢迎持续关注创化科技服务#材料轻Talk专栏！

特别鸣谢：半壶清酒

参考文献：

1. Behzadi M, Vakili B, Ebrahiminezhad A, Nezafat N: Iron nanoparticles as novel vaccine adjuvants. Eur J Pharm Sci 2021, 159:105718.

2. Liu P, Shi X, Zhong S, Peng Y, Qi Y, Ding J, Zhou W: Metal-phenolic networks for cancer theranostics. Biomater Sci 2021, 9:2825-2849.

3. Luo S, Ma D, Wei R, Yao W, Pang X, Wang Y, Xu X, Wei X, Guo Y, Jiang X, et al: A tumor microenvironment responsive nanoplatform with oxidative stress amplification for effective MRI-based visual tumor ferroptosis. Acta Biomater 2022, 138:518-527.

4. Xie L, Li J, Wang G, Sang W, Xu M, Li W, Yan J, Li B, Zhang Z, Zhao Q, et al: Phototheranostic Metal-Phenolic Networks with Antiexosomal PD-L1 Enhanced Ferroptosis for Synergistic Immunotherapy. J Am Chem Soc 2022, 144:787-797.