超小Gd2O3納米粒子的制備技術(shù)及MRI造影增強(qiáng)效果評(píng)價(jià).pdf

1、釓基T1造影劑因能提高M(jìn)RI診斷對(duì)比度和靈敏度而在科學(xué)研究和實(shí)際臨床應(yīng)用領(lǐng)域備受矚目。造影劑重要特性之一為弛豫率，弛豫率的高低直接決定了造影效果的優(yōu)劣，若將其應(yīng)用于人體，生物相容性和穩(wěn)定性必不可少。已有科學(xué)研究表明，超小Gd2O3納米粒子為目前每單位釓弛豫率最高的T1造影劑，但生物相容性差，具有一定的毒副作用，不具備組織特異性，限制了其在臨床影像中的大規(guī)模應(yīng)用。本文圍繞提高釓造影劑馳豫效率的目標(biāo)，致力于對(duì)Gd2O3納米粒子這一新型造影劑

2、進(jìn)行制備和化學(xué)修飾的研究，探討其在生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的應(yīng)用。基于多巴結(jié)構(gòu)對(duì)金屬離子強(qiáng)的粘附力的思路，利用多巴胺對(duì)超小Gd2O3納米粒子進(jìn)行化學(xué)修飾，一方面提高生物相容性，達(dá)到降低毒性的目的；另一方面可用于功能造影劑材料領(lǐng)域，提高靶向選擇性，有望用于MRI影像探針。
　　本論文的創(chuàng)新之處在于：(1)首次對(duì)合成的超小Gd2O3納米粒子進(jìn)行表面多巴胺化學(xué)修飾，通過深入討論和分析影響釓造影劑馳豫性能的各種因素，探索表面修飾可控工藝，確保成

3、像效果，建立無(wú)機(jī)納米粒子和有機(jī)物修飾的可控體系，并研究有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料的界面表征方法，分析多巴胺與納米粒子間的界面相互作用和機(jī)理，對(duì)研究納米粒子的化學(xué)修飾具有推動(dòng)作用。(2)完成多巴胺化學(xué)修飾前后兩種Gd2O3納米粒子的體外弛豫率的測(cè)定和T1加權(quán)MRI增強(qiáng)的分析，探索如何通過控制修飾密度來(lái)確保釓的近程增強(qiáng)效果，對(duì)研究高效率功能性造影劑具有指導(dǎo)意義。
　　首先基于高溫“多元醇”法，采用具有高沸點(diǎn)和高介電常數(shù)的的二甘醇作為溶劑，合成

4、了粒徑均小于5 nm的二甘醇穩(wěn)定的超小Gd2O3納米粒子。通過優(yōu)化制備工藝，合成的超小Gd2O3納米粒子形態(tài)規(guī)則，粒徑分布均一，在水中高度分散。表面二甘醇有機(jī)組成為28.8％，可以有效阻止納米粒子間的團(tuán)聚。該超小Gd2O3納米粒子憑借表面高釓密度呈現(xiàn)出了明顯的T1增強(qiáng)效果，縱向弛豫率較高，在低濃度下，成像時(shí)間短，體外T1加權(quán)成像效果明顯，信號(hào)強(qiáng)度隨著釓濃度的增大而提高。
　　基于多巴結(jié)構(gòu)對(duì)金屬離子強(qiáng)的雙齒螯合能力和強(qiáng)粘附性思路，對(duì)

5、超小Gd2O3納米粒子進(jìn)行了多巴胺表面可控修飾。通過調(diào)控反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物質(zhì)的摩爾比和濃度來(lái)有效的控制多巴胺修飾層的密度，確保了Gd的近程成像效果，并提高了納米粒子的穩(wěn)定性和生物相容性。雖觀察到由于多巴胺分子中苯環(huán)的疏水性導(dǎo)致了在水溶液中一定程度的聚集，而且表面有機(jī)組成也進(jìn)一步增加，達(dá)42.6％，但引入的活性官能團(tuán)氨基和苯環(huán)，在肝靶向造影劑方面有潛在的應(yīng)用。多巴胺表面修飾的超小Gd2O3納米粒子其弛豫率略有下降，但親脂性提高，有效地增強(qiáng)了

6、對(duì)比亮度，而且弛豫率和信號(hào)強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)與造影劑濃度呈正相關(guān)關(guān)系。反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間（24小時(shí)）對(duì)應(yīng)的多巴胺修飾的超小Gd2O3納米粒子的弛豫率較高，對(duì)比增強(qiáng)效果更明顯。
　　上述研究成果不僅涉及多巴胺對(duì)納米粒子的表面修飾和改性，探討修飾密度對(duì)造影劑結(jié)構(gòu)和馳豫性能影響的主要規(guī)律，具有學(xué)術(shù)價(jià)值，而且開發(fā)出一類新型造影劑材料，提高靶向選擇性，有望用作分子影像探針，為生物醫(yī)用造影劑材料領(lǐng)域的研究與開發(fā)提供了新途徑和新思路，具有一定的研究