在生物学和医疗上会用到磁铁吗？

　近日，斯坦福医学院的放射学大牛Sanjiv Gambhir教授（通讯作者）团队提出了一种稀有生物标志物如CTC的体内免疫磁性富集技术，开发了一套磁力“鱼线”（如图 1所示），首先用抗体包被的磁性颗粒（MP）标记血液中的CTC，实现磁性免疫标记，其中所采用的磁性颗粒是1μm超顺磁性氧化铁颗粒；然后将6cm长的磁性金属线（由具有交替极性的磁性单元组成，能产生高局部场梯度）伸入血管，磁性颗粒标记的CTC就会迅速被捕获，实现富集；之后移除磁线，撤去鞘中的磁铁，洗脱得到捕获的细胞，进行下一步的体外细胞培养及分析。与通常的采血5mL相比，这种磁力“鱼线”的CTC捕获效率高了10-80倍，与另外一种类似的商业检测方法GILUPI CellCollector相比，效率可以达到500-5000倍。

在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振成像技术，其基本原理如下：磁铁的原子核带有正电，并进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之时进行空间分辨，就获得运动中原子核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果比较好的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化，而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断，可作多个切面图，空间分辨率高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。

磁不仅可以诊断，而且能够帮助治疗疾病。磁石是古老中医的一味药材。现在，人们利用血液中不同成分的磁性差别来分离红细胞和白细胞。另外，磁场与人体经络的相互作用可以实现磁疗，在治疗多种疾病方面有独到的作用，已经有磁疗枕、磁疗腰带等应用。用磁铁作成的除铁器可以去除面粉等中可能存在的铁末，磁化水可以防止锅炉结垢，磁化种子可以在一定程度上使农作物增产。