應物系李建興教授研究團隊成功開發碳包覆奈米磁性粒子

有效提升材料的生物相容性　增加生醫應用潛力

奈米磁性粒子（例如磁鐵礦）具有獨特的物理特性，讓它在生醫工程上有許多的相關用途，像是：核磁共振增強造影劑、細胞內藥物輸送、生物分離與磁熱療等用途上展示出巨大的應用潛力。但是傳統的Fe₃O₄奈米磁鐵礦卻存在易團聚以及化學腐蝕的不穩定性；因此，如何透過表面改質，增加其穩定性與生物相容性一直是科學家研究的熱點。

碳是一種出色的材料，因為它具有生物相容性，在整個pH範圍內都具有穩定性，因此，若能利用碳來進行磁鐵礦表面的包覆與改質，甚至嫁接其他化合物，理論上可以解決上述的問題，並增加奈米磁鐵的功能性。

本校應用物理系李建興教授、中原大學生物科技系蕭崇德教授與中原大學生物醫學工程學系葛宗融副教授組織的跨校與跨系所研究團隊，通過監測水生生物斑馬魚的行為與生物化學指標變化，成功的證實了經由碳包覆的奈米磁鐵可以大幅降低其毒性並增加生物相容性。本研究已於近日發表於化學生物學領域指標性期刊《Molecules》，同時也獲《Molecules》期刊特別邀請撰寫回顧文章重點報導研究成果。

研究團隊首先以澱粉作為綠色環保之碳源，以水熱法進行磁鐵礦粒子之碳包覆，之後將斑馬魚暴露於奈米磁鐵礦粒子進行慢性毒評價。本研究成果的最大亮點是發現斑馬魚暴露於經過水熱包覆碳之後的奈米磁鐵礦，兩周後除了活動量稍微下降之外，並沒有明顯的行為與生化上之差異。相較之下，沒有經過碳包覆之裸露奈米磁鐵礦，毒性相對較高。

研究團隊認為此機轉可能是碳的包覆層防止磁鐵礦核的腐蝕與氧化所致，這個活體實驗證據充分支持碳包覆奈米磁鐵礦的高生物相容性和高生物安全性，提升未來應用在人體上的可行性。