新型MRI造影劑的研制及基于磁性弛豫開關技術的分子診斷新方法研究.pdf

1、磁共振成像(MRI)是核磁共振技術在生物醫(yī)學上的一個重要應用，其無輻射性損傷，高分辨率以及較快的成像速度等優(yōu)點，可有效檢測組織壞死、局部缺血和各種惡性病變（如腫瘤）。人體約70％由水組成，各種組織含有大量的水和碳氫化合物，氫核的核磁共振靈敏度高、信號強，因此MRI對人體成像的信號來源通常是氫原子核(H)。利用人體組織中H核的核磁共振現(xiàn)象，將所得射頻信號經(jīng)過計算機處理，可重建出人體某一層面的圖像。磁共振成像技術的發(fā)展時間不長，但已經(jīng)成為現(xiàn)

2、今醫(yī)學成像技術中最不可或缺的技術之一，并且極大地推動了醫(yī)學、神經(jīng)生理學和認知神經(jīng)科學的迅速發(fā)展。
　　在臨床實施MRI掃描時，由于正常組織和病變組織僅表現(xiàn)出很小的信號差異，大約有35％的臨床MRI掃描需要采用磁共振造影劑（MRI contrast agents）增強圖像的對比度。臨床應用較廣泛的是T1型造影劑，然而目前應用的小分子型造影劑存在較多問題，如弛豫度低，用量大，在血液中循環(huán)時間短等，造影效果并不明顯。隨著造影劑增強MRI

3、成像技術的發(fā)展與普及，其成像優(yōu)勢得到越來越多的肯定，加之在分子成像領域的應用潛力，對造影劑性能的改善及功能化修飾的研究工作也受到越來越多的關注。
　　此外，近年來MRI技術在定量檢測方面也取得了長足發(fā)展，基于超順磁性納米顆粒的生物傳感器的出現(xiàn)為MRI在定量分析方面的應用開拓了新方向，這種技術被稱為磁性弛豫開關技術(Magnetic Relaxation Switches，MRSw)。此技術已被應用于對多類目標物進行定量分析，一系列

4、相關研究陸續(xù)展開。
　　本論文第一章將簡單介紹核磁共振成像技術的原理、歷史以及應用，重點對磁共振成像造影劑的造影原理、分類、特點以及醫(yī)學應用作介紹，總結歸納磁共振成像造影劑的研究進展和研究方向。此外還會介紹超順磁性納米顆粒在生物探針及傳感器方面的應用。
　　在論文第二章，我們合成了一種新型的順磁性堿性碳酸釓（GHC-1）納米顆粒，并作為核磁共振造影劑用于小鼠的造影成像。我們把材料通過尾靜脈注射到小鼠體內(nèi)，并觀察小鼠在較長時間

5、（半個月）內(nèi)的生存情況，結果顯示材料對小鼠沒有明顯的毒性。最后，我們測試GHC-1在小鼠體內(nèi)的實際造影能力，并對各臟器中的造影劑存留量作分析，研究了材料在動物體內(nèi)的分布及代謝情況。
　　在論文第三章，我們利用可結合Gd3+的環(huán)肽作為模板，合成表面負載多個Gd3+的金量子點，使之同時具有核磁共振造影及熒光成像雙功能，可作為核磁共振/熒光成像雙功能造影劑應用于生物成像和醫(yī)學領域。初步的成像及代謝實驗顯示，該材料能有效提高血液循環(huán)系統(tǒng)的

6、成像對比度，并且可以通過腎臟過濾排泄。
　　在第四章，我們發(fā)現(xiàn)高溫熱分解法合成的磁球經(jīng)過Lemieux-von Rudloff氧化劑氧化后雖然能在水中分散，但在弱酸性溶液中會發(fā)生團聚行為，團聚后當我們加入單鏈DNA或者核酸后，磁球能重新分散。我們通過DNA分散磁球，并利用Hg2+能與DNA發(fā)生T-Hg2+-T結合，使單鏈DNA構型發(fā)生改變的性質，對水中的Hg2+進行定量檢測，檢測范圍為1.5 nM至225.7 nM，檢測限為0.3

7、 nM，并且結合磁共振成像和微芯片陣列，我們實現(xiàn)了對實際樣品（自來水，飲用水和河流水）的Hg2+進行快速高通量的檢測。
　　之后在第五章我們進一步以ATP代替單鏈DNA用于分散磁球，并利用堿性磷酸酶催化ATP脫磷酸的反應，把上述新型磁共振體外檢測原理應用于對堿性磷酸酶的濃度及活性的測定，檢測限優(yōu)于文獻報道的用金膠作為探針的方法
　　第六章，我們對全文進行了總結和歸納，客觀地評價了工作中所取得的研究成果，同時指出研究中存在的一