俄罗斯提出铁-59磁铁矿纳米粒子新制备方法 或助力核医学诊疗应用

俄罗斯科研人员开发出一种制备铁-59标记磁铁矿纳米粒子的新方法，有望为磁共振成像、单光子发射计算机断层扫描以及放射性核素治疗等医学应用提供新的材料制备路径。

据介绍，俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所和卡尔波夫物理化学研究所的研究人员，提出利用溶胶-凝胶法合成铁-59磁铁矿纳米粒子。相关成果已发表在《应用辐射与同位素》杂志上。

溶胶-凝胶法是一种制备纳米材料的化学方法，核心过程是将液态胶体溶液转化为凝胶状网络。此次研究采用高纯度硫酸铁合成磁铁矿纳米粒子，重点在于减少热中子活化过程中可能产生的有害放射性核素杂质，特别是避免传统原料可能带来的放射性氯同位素副产物。

铁-59是一种放射性同位素，半衰期为44.5天。含铁-59的磁铁矿纳米粒子因毒性相对较低、原材料来源较易获得，近年来受到核医学领域关注。研究人员认为，这类纳米粒子具有超顺磁性，可作为磁共振成像造影剂使用，在外部磁场中容易被磁化，而磁场移除后不会长时间保持磁化状态，也不易聚集，从而有助于改善图像质量。

除磁共振成像外，铁-59释放的辐射还可用于单光子发射计算机断层扫描成像。资料显示，这类成像方式在人体内植入金属、常规磁共振成像可能受到干扰的情况下具有应用价值。同时，铁-59原子衰变时还会释放β粒子，因此也被视为一种可用于肿瘤治疗研究的纳米粒子标记剂。

此前，磁铁矿纳米粒子的制备面临原料难以制造和储存、粒径控制要求严格等问题。例如，曾用于制备磁铁矿颗粒的氯化铁在空气中容易发生不良化学反应;若采用中子活化方法，还可能产生放射性氯同位素，影响后续材料处理。

制备铁-59标记磁铁矿纳米粒子的实验示意图

在新方法中，研究人员使用高纯度硫酸铁通过溶胶-凝胶法合成纳米粒子，所得颗粒平均粒径约为12纳米，并具备所需的超顺磁性。随后，纳米粒子被放置在俄罗斯奥布宁斯克VVR-ts核反应堆通道中，经热中子活化生成铁-59原子。

研究结果显示，使用活化金属铁或硫酸铁合成铁-59标记磁铁矿纳米粒子具有较高效率。研究人员认为，该方法几乎消除了放射性氯同位素等不必要副产物，有助于在不依赖复杂、昂贵工艺的情况下扩大铁-59纳米粒子的制备规模。