ICG荧光标记Fe₃O₄磁性载药纳米探针定制

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。Sur-Release公司，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。

◆ 一、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：

✦ 1.1物理吸附载药

疏水作用负载：适用于疏水性抗肿瘤药物（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

✦ 1.2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

✦ 1.3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

✦ 1.4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

✦ 1.5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）

◆ 二、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：

✦ 2.1 Fe₃O₄磁性纳米核心

粒径可调：Fe₃O₄核心尺寸可在5nm、10nm、15nm、20nm、30nm、50nm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50~300nm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

✦ 2.2 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780/810nm，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的荧光稳定性和抗猝灭能力

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

◆ 三、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。

◆ 四、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

✦ 抗体/蛋白修饰 ｜ 如抗HER2抗体、抗EGFR抗体等，实现特异性抗原识别

✦ 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

◆ 五、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、50nm

✦ 最终水合粒径 ｜50~300nm（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、10mg/mL（分散液）

系列化定制产品类型

小粒径型：核心<10nm，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、抗体等靶向分子

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

◆ 六、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：

✦ 6.1 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

✦ 6.2 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"（700~900nm），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

✦ 6.3一体化设计

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。

◆ 七、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（~15nm）；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）

图5｜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（~20nm）；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。

图6｜案例2：RGD-PEG-Fe₃O₄@Drug/ICG靶向复合纳米探针

◆ 八、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（~780nm）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 ~ 780/810nm） ｜ 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 ｜ 间接评价抗非特异性吸附能力

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。

◆ 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 ｜1mg/5mg/10mg

✦ PEG-Fe₃O₄@ICG PEG化近红外磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@SiO₂-ICG硅壳包覆近红外磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@SiO₂-NH₂-ICG氨基功能化近红外磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@SiO₂-COOH-ICG羧基功能化近红外磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@DOX阿霉素磁性载药纳米粒 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@PTX紫杉醇磁性载药纳米粒 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@DOX-ICG阿霉素/ICG共载磁性纳米探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@PTX-ICG紫杉醇/ICG共载磁性纳米探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Fe₃O₄@Cisplatin-ICG顺铂/ICG共载磁性纳米探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG PEG化阿霉素/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ PEG-Fe₃O₄@PTX-ICG PEG化紫杉醇/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ PEG-Fe₃O₄@Curcumin-ICG PEG化姜黄素/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ RGD-PEG-Fe₃O₄@ICG RGD靶向近红外磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ FA-PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG叶酸靶向阿霉素/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ HA-PEG-Fe₃O₄@PTX-ICG透明质酸靶向紫杉醇/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ cRGD-PEG-Fe₃O₄@DOX-ICG cRGD靶向阿霉素/ICG共载探针 ｜1mg/5mg/10mg

✦ Anti-HER2-Fe₃O₄@PTX-ICG HER2抗体靶向磁性探针 ｜1mg/5mg/10mg

规格说明：

提供1mg、5mg、10mg、50mg、100mg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）

Sur-Release公司，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。