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ICG荧光标记Fe₃O₄磁性载药纳米探针定制
发布时间:2026-08-27     作者:kx   分享到:

ICG修饰Fe₃O₄磁性载药近红外纳米探针是一类集磁响应、药物递送与近红外荧光成像于一体的多功能纳米平台。该体系以超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒为核心,负载治疗性药物分子,并通过共价偶联或物理包埋方式引入吲哚菁绿(ICG)近红外荧光基团,同时可进一步进行表面PEG化、靶向配体修饰及功能基团接枝,实现"磁性载体 + 药物负载 + 近红外示踪 + 靶向识别 + 刺激响应"的多维度功能集成。西安齐岳生物提供从纳米核心到最终探针结构的全流程定制服务,支持粒径、包覆层、表面基团、药物种类、ICG负载量、靶向分子及响应型连接子等参数的灵活调控,满足肿瘤诊疗、药物递送、荧光示踪及磁响应研究等多样化科研需求。

ICG荧光标记Fe₃O₄磁性载药纳米探针定制

 

一、定制体系的核心设计

该定制体系以Fe₃O₄磁性纳米颗粒为构建基石,围绕"核心结构可调—药物装载可控—ICG修饰灵活—表面功能可拓展"的设计理念,为客户提供高度个性化的纳米探针定制服务。整个体系可定制的内容包括:

1.1 Fe₃O₄磁性纳米核心

粒径可调:Fe₃O₄核心尺寸可在5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、30 nm、50 nm等范围内定制,满足不同应用场景对纳米颗粒尺寸的需求。

水合粒径与PDI可控:最终纳米探针的水合粒径可在50~300 nm范围内调控,多分散系数(PDI)控制在0.2以下,确保体系均一性。

表面包覆层可选:

  • SiO₂层:提供刚性保护壳层,便于表面硅烷化修饰

  • PEG层:提高胶体稳定性和生物相容性,PEG分子量(500、1000、2000、5000 Da)可选

  • 聚合物层:如PLGA、壳聚糖、海藻酸钠等,赋予不同降解性和载药特性

  • 脂质层:构建脂质体包覆结构,适合疏水性药物和ICG的共装载

表面功能基团可选:–NH₂、–COOH、–SH、N₃(叠氮)、DBCO(二苯并环辛炔)、MAL(马来酰亚胺)等,为后续配体偶联和ICG修饰提供反应位点

水分散性与胶体稳定性优化:根据不同缓冲体系(PBS、细胞培养基、水等)定制表面修饰方案,确保纳米颗粒在生理环境中的长期稳定分散

1.2 ICG近红外荧光修饰

ICG(吲哚菁绿)作为近红外荧光探针,其激发/发射波长约为780/810 nm,具有组织穿透深度大、背景荧光干扰低的优势。ICG的修饰方式可灵活选择:

直接负载:通过物理吸附将ICG负载于Fe₃O₄表面或包覆层内部

共价偶联:通过ICG分子结构中的羧基或磺酸基团,与Fe₃O₄表面–NH₂、–COOH等基团形成稳定的酰胺键或酯键连接

嵌入包覆层:将ICG嵌入脂质双分子层或聚合物疏水核心中,提高ICG的荧光稳定性和*猝灭能力

与药物共载:在同一纳米平台上实现ICG与治疗药物的同步装载,构建诊疗一体化探针

ICG投料比例及荧光强度调控:可根据实验需求调整ICG与Fe₃O₄的质量比(如0.5%、1%、2%、5%等),获得不同荧光亮度的探针

游离ICG去除与荧光稳定性保障:通过透析、超滤离心或尺寸排阻色谱法严格去除游离ICG,并优化储存条件(避光、4°C、冻干保护等)以维持长期荧光稳定性

ICG近红外荧光修饰

  

二、药物负载方式定制

药物负载是体现本定制体系"载药能力"的核心环节。我们根据药物的亲疏水性、分子量、电荷状态及作用机制,为客户量身设计最优的载药策略:

2.1 物理吸附载药

疏水作用负载:适用于疏水性*肿瘤药物(如紫杉醇、阿霉素、姜黄素等),利用Fe₃O₄表面疏水包覆层或脂质层进行非共价包载

静电作用负载:适用于荷电药物(如阿霉素盐酸盐、顺铂等),通过调控Fe₃O₄表面Zeta电位实现药物静电吸附

2.2 包覆层包载

孔道/介孔包载:利用介孔Fe₃O₄@SiO₂的介孔孔道负载药物,实现高载药量和缓释效果

脂质层或聚合物层包载:将药物封装于脂质体亲水内腔或聚合物纳米颗粒的疏水核心中

2.3 化学键合载药

共价连接:通过可裂解或不可裂解的共价键将药物分子连接于纳米载体表面

响应型连接子偶联:引入pH敏感缩醛键/腙键、GSH敏感二硫键、ROS敏感硫缩酮键、酶敏感多肽底物等,实现特定微环境下的药物控释

2.4 双组分共载

药物 + ICG双组分共载:在同一Fe₃O₄纳米颗粒上同时负载治疗药物和ICG荧光分子,实现"治疗+示踪"一体化设计,并可根据需求优化两者的装载比例

2.5 载药参数定制

  • 药物/载体质量比(如1:10、1:5、1:2等)

  • 载药量(通常为5~30 wt%范围内可调)

  • 包封率(>85%为目标,具体视药物特性而定)

  • 体外释放行为(释放介质、温度、pH、时间点等条件可定制检测)

药物负载方式定制 


三、表面功能化与靶向修饰

在Fe₃O₄-Drug-ICG基础体系上,进一步增加功能化修饰层,是提升探针主动靶向能力和生物相容性的重要定制方向。可选的功能化修饰包括:

修饰类型

功能说明

PEG修饰

提高体内循环时间,减少非特异性蛋白吸附和免疫清除

FA(叶酸)修饰

靶向叶酸受体过表达的肿瘤细胞

RGD/cRGD多肽修饰

靶向αvβ3整合素高表达的肿瘤血管和肿瘤细胞

HA(透明质酸)修饰

靶向CD44受体过表达的肿瘤细胞

*体/蛋白修饰

如*HER2*体、*EGFR*体等,实现特异性*原识别

多肽修饰

细胞穿透肽(TAT)、核定位信号肽等

Aptamer适配体修饰

靶向特异性肿瘤标志物的核酸适配体

功能基团修饰

–NH₂、–COOH、–SH、MAL、N₃、DBCO等,用于后续点击化学反应或生物偶联

典型定制结构示例

RGD-PEG-Fe₃O₄@Drug-ICG:整合素靶向 + PEG稳定 + 磁响应 + 载药 + 荧光示踪

HA-Fe₃O₄@ICG/Drug:CD44靶向 + 磁响应 + 双组分共载

Fe₃O₄@SiO₂-PEG-ICG/Drug:介孔硅壳保护 + PEG化 + 荧光/药物共载

FA-PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG:叶酸靶向 + 阿霉素化疗 + ICG成像

cRGD-PEG-Fe₃O₄@PTX-ICG:靶向 + 紫杉醇化疗 + 荧光示踪

 

四、刺激响应型载药体系

为满足精准药物释放的研究需求,我们可在药物-载体连接方式中引入环境响应型化学键或结构单元,构建智能响应型纳米载药体系:

响应类型

作用机制

应用场景

pH响应

利用肿瘤微酸环境(pH 5.0~6.5)或胞内溶酶体(pH 4.5~5.5),引入酸敏腙键、缩醛键、原酸酯等

肿瘤组织/胞内特异性释药

GSH响应

利用肿瘤胞内高浓度谷胱甘肽(GSH,~10 mM)还原裂解二硫键

胞内快速释放化疗药物

ROS响应

利用肿瘤或炎症部位高活性氧水平,裂解硫缩酮键或草酸酯键

氧化应激微环境触发释放

酶响应

利用肿瘤特异性高表达酶(MMP-2、MMP-9、组织蛋白酶等),裂解酶敏感多肽底物

肿瘤特异性酶触发释药

双重/多重响应

如pH+GSH双响应、pH+酶双响应等

提高释药精准性和选择性

我们可根据客户目标实验环境(体外细胞实验、体内动物模型等),设计药物与载体间最适宜的连接方式,实现释放行为的可控调节,并提供不同条件下的体外释放曲线检测服务。

 

五、磁性与近红外双功能设计

本探针体系区别于普通载药纳米颗粒的核心优势在于其独特的磁-光双功能特性:

5.1 Fe₃O₄磁性功能

提供良好的超顺磁响应特性,可通过外加磁场实现纳米探针的定向富集和磁靶向递送

可进行磁学性能(VSM)表征,检测饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等参数

适用于磁共振成像(MRI)T₂阴性造影剂研究

支持磁热疗相关应用探索

5.2 ICG近红外荧光功能

提供近红外光学信号,激发/发射位于"近红外窗口"(700~900 nm),组织穿透深度大

可用于体外细胞摄取实验的荧光示踪

适用于小动物活体近红外荧光成像研究

可评估纳米探针在体内的分布、代谢和肿瘤富集效果

5.3 一体化设计

磁性载体 + 药物递送 + 近红外荧光示踪的三合一纳米探针设计,使研究者能够在同一体系中同时实现:

磁响应操控(靶向富集)

治疗药物递送(疗效评估)

荧光信号追踪(分布可视化)

这种多模态一体化策略,为肿瘤诊疗、药物体内行为研究和精准医学提供了强有力的工具。

磁性与近红外双功能设计

 

六、粒径与表面性质定制

为了更精准地匹配客户的研究需求,我们对以下参数提供独立的定制服务:

定制参数

可调范围/选项

Fe₃O₄核心尺寸

5、10、15、20、30、50 nm

最终水合粒径

50~300 nm(动态光散射检测)

多分散系数(PDI)

< 0.2(可优化至< 0.15)

Zeta电位

可调控至特定值(如-30 mV ~ +30 mV)

PEG分子量

500、1000、2000、5000 Da

表面配体密度

可通过投料比调控

ICG负载比例

0.1%~10%(质量比)

药物负载比例

1%~30%(质量比,视药物种类而定)

纳米颗粒浓度

0.5、1、2、5、10 mg/mL(分散液)

系列化定制产品类型

小粒径型:核心<10 nm,适用于深层组织穿透研究

PEG稳定型:高PEG密度修饰,适用于长循环体内实验

靶向修饰型:携带FA、RGD、HA、*体等靶向分子

荧光示踪型:高ICG负载,适用于活体成像

药物共载型:负载DOX、PTX、Cisplatin、Curcumin等多种药物

多响应型:pH/GSH/ROS/酶响应释药体系

 

七、表征与质量检测

我们对每一批次的定制纳米探针执行严格的质量控制检测,确保产品的批次间一致性和实验可重复性。检测项目如下:

检测项目

主要内容

检测意义

TEM(透射电镜)

Fe₃O₄核心及复合颗粒形貌、尺寸、分散状态

直观观察核心尺寸和形貌均匀性

DLS(动态光散射)

水合粒径、多分散系数(PDI)

评估溶液态尺寸分布和胶体稳定性

Zeta电位

表面电位值

反映表面电荷状态及修饰效果

UV-Vis(紫外-可见光谱)

ICG特征吸收峰(~780 nm)及药物特征吸收峰

确认ICG和药物的存在及相对含量

荧光光谱

ICG激发/发射光谱(Ex/Em ~ 780/810 nm)

评估荧光性能和功能保留

FTIR(傅里叶红外光谱)

表面官能团特征峰(如酰胺键、PEG、SiO₂等)

验证表面修饰及共价连接效果

XPS(X射线光电子能谱)

表面元素组成及化学状态(Fe 2p、N 1s、S 2p等)

精确分析表面化学组成

VSM(振动样品磁强计)

磁滞回线、饱和磁化强度

评价磁响应性能

HPLC(高效液相色谱)

游离药物含量、ICG定量

精准测定装载量和游离残留

载药检测

载药量(DLC%)、包封率(EE%)

量化药物装载效率

释放实验

不同条件(pH、GSH、酶、温度)下累积释放曲线

评估刺激响应释放行为

稳定性检测

不同介质(水、PBS、血清)中粒径和荧光随时间变化

评估储存稳定性和生物介质稳定性

BSA吸附实验

纳米颗粒表面蛋白吸附量测定

间接评价*非特异性吸附能力

我们可应客户要求提供完整的检测报告(COA),包含上述各项检测数据与图谱。

 

八、定制案例参考

案例1:PEG-Fe₃O₄@Drug-ICG近红外磁性载药探针

设计目标:构建兼具磁响应、化疗药物负载和近红外荧光示踪功能的载药纳米探针

结构设计:核心:Fe₃O₄纳米颗粒(~15 nm);包覆层:PEG(MW 2000 Da);药物负载:阿霉素(DOX),载药量~8.5%,包封率>90%;荧光标记:ICG共价偶联于PEG末端,负载比例~1.5%(w/w)

案例1:PEG-Fe₃O₄@Drug-ICG近红外磁性载药探针 

案例2:RGD-PEG-Fe₃O₄@Drug/ICG靶向复合纳米探针

设计目标:在案例1基础上增加肿瘤主动靶向功能,构建"磁性+载药+荧光+靶向"四合一探针

结构设计:核心:Fe₃O₄纳米颗粒(~20 nm);包覆层:PEG(MW 3400 Da);靶向配体:cRGDfK多肽,通过酰胺键连接于PEG远端;药物负载:紫杉醇(PTX),包载于疏水聚合物层;荧光标记:ICG嵌入脂质包覆层中。

案例2:RGD-PEG-Fe₃O₄@Drug/ICG靶向复合纳米探针

 

九、相关定制产品推荐

产品名称

规格

Fe₃O₄@ICG 近红外磁性纳米探针

1 mg/5 mg/10 mg

PEG-Fe₃O₄@ICG PEG化近红外磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@SiO₂-ICG 硅壳包覆近红外磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@SiO₂-NH₂-ICG 氨基功能化近红外磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@SiO₂-COOH-ICG 羧基功能化近红外磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@DOX 阿霉素磁性载药纳米粒

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@PTX 紫杉醇磁性载药纳米粒

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@DOX-ICG 阿霉素/ICG共载磁性纳米探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@PTX-ICG 紫杉醇/ICG共载磁性纳米探针

1 mg/5 mg/10 mg

Fe₃O₄@Cisplatin-ICG 顺铂/ICG共载磁性纳米探针

1 mg/5 mg/10 mg

PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG PEG化阿霉素/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

PEG-Fe₃O₄@PTX-ICG PEG化紫杉醇/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

PEG-Fe₃O₄@Curcumin-ICG PEG化姜黄素/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

RGD-PEG-Fe₃O₄@ICG RGD靶向近红外磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

FA-PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG 叶酸靶向阿霉素/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

HA-PEG-Fe₃O₄@PTX-ICG 透明质酸靶向紫杉醇/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

cRGD-PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG cRGD靶向阿霉素/ICG共载探针

1 mg/5 mg/10 mg

Anti-HER2-Fe₃O₄@PTX-ICG HER2*体靶向磁性探针

1 mg/5 mg/10 mg

规格说明:

提供1 mg、5 mg、10 mg、50 mg、100 mg及克级定制规格

产品形式:冻干粉或水性分散液(可根据客户需求提供)

可定制参数:核心粒径、包覆层材料、PEG分子量、ICG/药物负载比例、靶向配体种类、响应型连接子、表面功能基团等

随货提供:产品COA检测报告(含TEM、DLS、Zeta、UV-Vis、荧光光谱、VSM、载药量及包封率等数据)

 

西安齐岳生物的定制服务体系从Fe₃O₄磁性核心的精准调控出发,延伸至药物负载方式的多元设计、ICG近红外荧光的多途径修饰、表面功能化与靶向分子的灵活组装、以及刺激响应型释药行为的智能构建,并通过严格的多维表征确保产品质量。我们将与客户深入沟通具体实验需求,量身打造最适配的ICG修饰Fe₃O₄磁性载药近红外纳米探针,助力您的科研创新与转化应用。

 


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