磁性納米簇在磁共振顯像細(xì)胞中的應(yīng)用研究以及超小粒徑Fe3O4納米微粒的初步研制.pdf

1、磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）技術(shù)具有高的空間分辨率和軟組織對(duì)比性，且成像過(guò)程中對(duì)人體無(wú)輻射損傷等優(yōu)點(diǎn)，是臨床應(yīng)用中重要的檢測(cè)手段。然而，磁共振成像存在檢測(cè)靈敏度低的缺點(diǎn)，在很大程度上限制了其發(fā)展。臨床研究表明：超順磁性氧化鐵造影劑具有良好的生物相容性，而且能夠顯著提高M(jìn)R成像的檢測(cè)靈敏度。但應(yīng)用于細(xì)胞顯像，尤其是對(duì)少量細(xì)胞的顯像，超順磁性氧化鐵造影劑的靈敏度仍顯不足。將許多單一的超順磁性F

2、e3O4納米顆粒構(gòu)建成致密結(jié)構(gòu)的納米簇（magnetite nano-clusters,MNCs)，不但能夠保持單一納米顆粒超順磁性的特點(diǎn)，其橫向弛豫率也能夠大大提高，有望成為新一類(lèi)超靈敏細(xì)胞顯像磁共振造影劑。因此，磁性納米簇應(yīng)用于體外的細(xì)胞顯像的研究具有非常重要的意義。然而，對(duì)于在體細(xì)胞磁共振分子顯像，尤其是用于腫瘤早期診斷的細(xì)胞表面某些受體的探測(cè)，則需要粒徑較小且能夠嚴(yán)格控制的納米顆粒（小于5nm），使其能夠透過(guò)血管壁到達(dá)細(xì)胞表面。

3、但是目前商品化的單顆粒磁性造影劑粒徑一般較大，商品化的粒徑最小的磁性納米顆粒造影劑VSOP（very small superparamagnetic iron oxide particles），其粒徑也為5nm左右。且經(jīng)過(guò)表面修飾之后，其粒徑則進(jìn)一步增大。因此，研制粒徑均勻且尺寸超小、能夠在生理環(huán)境下穩(wěn)定、有望透過(guò)病變部位血管壁的單顆粒納米造影劑是進(jìn)行磁共振分子顯像迫切需要解決的問(wèn)題。
　　基于此，本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：

4、　　1)超順磁性MNCs的合成：采用多元醇法制備不同粒徑的MNCs，并采用一系列手段進(jìn)行表征。
　　2)以商品化的SHU555A作參照，將粒徑為63nm、橫向弛豫率為630s-1mM-1的磁性納米簇應(yīng)用于細(xì)胞MR顯像，研究了MNC的細(xì)胞的毒性、標(biāo)記率以及MNC標(biāo)記細(xì)胞在MR成像中的應(yīng)用效果；
　　3)以多元醇法制備了粒徑為3nm左右的超小粒徑磁性Fe3O4納米顆粒，通過(guò)表征對(duì)其在水溶液中的分散穩(wěn)定性和弛豫性能進(jìn)行了初步研究。

5、
　　主要研究成果包括：
　　所制備納米簇的粒徑分別為34，63，100，166 nm，對(duì)應(yīng)的橫向弛豫率分別為490,630,420,270 s-1mM-1。在水相中能夠穩(wěn)定分散。
　　以SHU555A作參照，將弛豫率為630s-1mM-1的MNC應(yīng)用于體外和模擬體內(nèi)生物環(huán)境的細(xì)胞MR顯像。體外細(xì)胞顯像，MR成像能夠檢測(cè)出的SHU555A和MNC標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)量分別為5×104和3×103cells/mL。模擬體內(nèi)環(huán)境的

6、細(xì)胞MR顯像，MNC標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)達(dá)到104個(gè)時(shí)T2加權(quán)成像即可明顯檢測(cè)到MNC增強(qiáng)造影的信號(hào)，而SHU555A標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)量需達(dá)到106個(gè)時(shí)才可檢測(cè)到信號(hào)。體外和模擬體內(nèi)生物環(huán)境的細(xì)胞MR顯像結(jié)果一致表明MNC標(biāo)記的細(xì)胞的MR檢測(cè)靈敏度顯著高于SHU555A標(biāo)記的細(xì)胞MR檢測(cè)靈敏度。
　　采用多元醇法制備了3nm的Fe3O4納米顆粒，并以不同分子量的二羧基聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）對(duì)Fe3O4表面進(jìn)

7、行了修飾。未經(jīng)修飾和聚乙二醇修飾的的Fe3O4納米顆粒在磷酸鹽緩沖溶液（PBS, pH=7.4）中均具有良好的穩(wěn)定分散性。其橫向弛豫率（r2）和縱向弛豫率（r1）的比值為4左右，與商品化的SHU555C類(lèi)似。
　　本論文的實(shí)驗(yàn)研究得到的結(jié)論是采用多元醇法制備的納米簇應(yīng)用于細(xì)胞MR顯像，與商品化的SHU555A相比，能夠顯著提高細(xì)胞的磁共振檢測(cè)靈敏度，有望成為新一代的細(xì)胞MR顯像造影劑。采用多元醇法制備的超小粒徑Fe3O4納米顆粒，