FeSe2硒化铁纳米颗粒FeSe₂ NPs兼具纳米酶/光热/MRI多模态生物探针的应用

FeSe₂纳米颗粒（Ferrous selenide nanoparticles，FeSe₂ NPs）是铁基过渡金属硫族化合物纳米材料，具备类过氧化物酶（纳米酶）活性、近红外光热转换能力与 T2 磁共振造影特性，可构建化学动力学治疗 CDT + 光热治疗 PTT一体化诊疗平台，是纳米生物医学、肿瘤机制研究热门多功能纳米探针。

一、核心结构与理化特性

FeSe₂ 纳米颗粒具有高度结晶性，通常呈现正交相（如空间群为 Pnnm 的白铁矿相）或六方相结构。其核心特性包括：

半导体与光学特性：作为一种 p 型半导体，FeSe₂ 具有直接带隙。高结晶度的 FeSe₂ 纳米颗粒展现出优异的光学性能，包括强烈的单光子发光和双光子吸收发光特性，量子产率可达 20% 左右，这在铁基硫族化合物中是突破。

磁学特性：FeSe₂ 纳米颗粒表现出独特的磁学行为，在低磁场下呈现铁磁性，而在高磁场下呈现顺磁性。经过聚乙二醇（PEG）修饰的 FeSe₂ 纳米颗粒还表现出强烈的超顺磁性，是很好的磁共振成像（MRI）T2 加权造影剂。

光热转换能力：该材料在近红外（NIR）区域具有很高的光吸收率，能够高效地将光能转化为热能，是一种出色的光热治疗（PTT）试剂。

二、常见合成方法

FeSe₂ 纳米颗粒的形貌（如纳米颗粒、纳米杆、花状微球等）和晶体结构高度依赖于合成条件。主流的制备方法包括：

水热法/溶剂热法：在密闭高压釜中，以铁盐和硒源为前驱体，通过控制反应温度（如 110℃-200℃）、时间和表面活性剂（如 PEG、SDS），可合成不同形貌的 FeSe₂ 或其复合材料。

热注入法（Hot-injection）：将单质硒与油胺等配体络合后，快速注入含有铁前驱体（如溴化亚铁）的高温反应液中。这种方法能合成出高结晶度、化学计量比一致的纳米晶。

还原剂调控法：通过改变还原剂的种类和用量，可以调节还原速率，从而控制晶核的生长与聚集，获得特定形貌的产物。

示意图

三、应用领域

1.生物医学诊疗一体化（Theranostics）：

多模态成像：FeSe₂ 纳米颗粒可作为单一平台，同时用于磁共振成像（MRI）、光声成像（PA）以及计算机断层扫描（CT），实现对肿瘤的精准定位。

协同治疗：在近红外光照射下，其产生的局部高热可用于光热治疗（PTT），结合其自身的放射治疗潜力，实现对肿瘤细胞的协同破坏，且长期毒性测试表明其具有良好的生物相容性，可被机体逐渐代谢排出。

2.高性能电池负极材料：

钠离子电池（SIBs）：FeSe₂ 资源丰富且理论比容量高。例如，将 FeSe₂ 微球嵌入硫掺杂的还原氧化石墨烯（FeSe₂/SG）中作为负极，能展现出优异的电化学性能和高倍率能力，有效缓解充放电过程中的体积膨胀问题。

3.光电与能源转换：

凭借优异的半导体特性，FeSe₂ 薄膜可作为量子点敏化太阳能电池（QDSSC）的高效对电极，或用于其他能量转换器件中。

羧基PMMA微球/羧基功能化PMMA微球

氨基PMMA微球、胺基化PMMA微球

PMMA微球 蛋白分离微球

PMMA吸附微球

免疫分析微球PMMA 微球200nm 粒径可调

羧基功能化PMMA微球/单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球 粒径100nm-50μm 

PMMA-COOH羧基修饰PMMA微球

PMMA-NH2氨基修饰PMMA微球

磁性PMMA复合微球PMMA-MAG

荧光PMMA微球PMMA-FL

荧光PMMA微球 橙色荧光PMMA微球 波长532/580nm

红色荧光PMMA微球 波长532/580nm/cy5标记PMMA红色荧光微球

FITC绿色PMMA荧光微球/FITC-PMMA绿色荧光微球

橙色荧光PMMA微球/PMMA橙色荧光微球100nm 粒径均一 细胞成像微球

EDC/NHS活化PMMA微球 偶联蛋白微球 粒径可调

cy3-PMMA荧光微球/CY3修饰COOH-PMMA微球