Au-Fe3O4復合CT-MRI雙模態(tài)造影劑的制備及其在腫瘤早期探測中的研究.pdf

1、電子計算機X射線斷層掃描技術（CT）用途廣泛，是目前臨床常用的診斷手段之一，常用于解剖學成像、骨成像和腫瘤成像。但它最大的缺點是軟組織對比度較低。磁共振成像(MRI)也是目前廣泛應用于臨床的無創(chuàng)成像手段。它的軟組織對比度高，但價格昂貴，成像時間較長。CT與MRI兩者各有優(yōu)劣，功能互補，將這兩種成像結合起來，將具有較高的醫(yī)學診斷應用價值。
　　目前臨床CT常用的造影劑基本均為碘的小分子造影劑。由于小分子碘劑容易被腎臟排除，所以成像時

2、間短。近年來，金納米顆粒因其相對于碘劑有較高的X射線吸收系數及良好的生物相容性有望成為未來臨床CT造影劑。
　　目前臨床上使用的MRI造影劑主要有釓劑和超順磁性納米四氧化三鐵顆粒造影劑。與釓劑相比，而四氧化三鐵納米顆粒因其靈敏度高、生物相容性、超順磁性等特征，廣泛的用于磁共振成像研究。
　　將金納米顆粒與四氧化三鐵納米顆粒復合后，可以用作MRI/CT雙模態(tài)造影劑。目前，復合金、四氧化三鐵納米顆粒主要有殼核結構、啞鈴型結構和花

3、朵型結構等。而無論采用哪種結構，制備方法都十分復雜，而且復合納米顆粒的產率較低。在本實驗中，我們首先使用熱分解法制備憎水金、四氧化三鐵納米顆粒，再采用兩性mPEG-PLA兩親性嵌段共聚物，將金納米顆粒與四氧化三鐵納米顆粒組裝成復合納米團簇。隨后，我們探究其于腫瘤早期探測中的應用，主要的研究內容與結果包括：
　　（一）納米團簇的制備
　　本實驗分別利用檸檬酸鈉還原法、高溫有機熱分解法制備不同粒徑的親水、憎水金納米顆粒。利用高溫

4、有機熱分解法制備憎水四氧化三鐵納米顆粒。并合成兩親性嵌段聚合物（mPEG-PLA），完成金、四氧化三鐵憎水納米顆粒與mPEG-PLA的組裝，制備出金納米簇、四氧化三鐵納米簇、復合納米團簇，并討論納米顆粒、共聚物的量對納米簇性質的影響。
　　采用高溫有機熱分解法制備的金納米顆粒粒徑分別為5.40 nm，6.15 nm,6.29 nm，7.25 nm，將其與我們合成的mPEG-PLA（分子量5000-6246）共組裝成的金納米簇，其性

5、質受金納米顆粒的量、共聚物的量的影響。
　　采用高溫有機熱分解法制備的憎水四氧化三鐵納米顆粒粒徑為9 nm，將其與合成的mPEG-PLA（分子量5000-6246）共組裝成四氧化三鐵納米簇，其性質受四氧化三鐵納米顆粒的量、共聚物的量的影響。通過穩(wěn)定性測試，證明該團簇在水中與PBS中都能保持穩(wěn)定。
　　以上述的研究為基礎，制備了Au/Fe3O4復合納米簇，為了優(yōu)化納米簇的包覆效率(EE)和裝載能力(LC)以及磁學特性，制備金、

6、四氧化三鐵納米顆粒不同配比的納米簇。隨著金納米顆粒比重的增加，聚合物對納米顆粒的包覆效率（EE）和裝載能力（LC）呈現(xiàn)先增加后降低又增加的趨勢。通過對其橫向弛豫率測量表明該造影劑縮短T2時間效果明顯，并隨著Fe3O4納米顆粒比重的提高，橫向弛豫率呈現(xiàn)升高趨勢。磁共振成像研究證明:磁共振信號強度的改變隨Fe3O4納米顆粒比重的提高而增強。而micro-CT成像研究則表明，隨Au納米顆粒比重的提高，成像效果越明顯。
　　（二）靶向探針

7、的制備
　　利用兩親性嵌段聚合物MAL-PEG-PLA與金、四氧化三鐵憎水納米顆粒組裝，并將RGD多肽偶聯(lián)在PEG表面，制備出靶向混合納米簇探針，應用于腫瘤的早期探測。
　?。ㄈ┨结樚禺愋?br>　　通過將靶向、非靶向探針與NCI-H1299細胞共培養(yǎng)，證明探針不具有細胞毒性。并將這兩種探針與癌細胞共培養(yǎng)，以普魯士蘭染色、ICP定量、細胞磁共振成像以等定性及定量方式，驗證了探針的特異靶向性。并且證明了細胞對探針的吞噬是受體

8、介導的，細胞對探針的吞噬量對共培養(yǎng)的探針具有時間、濃度依賴性。而且細胞對靶向探針的吞噬作用能夠被自由RGD多肽競爭性抑制。
　?。ㄋ模┨结樀捏w內雙模態(tài)成像效果
　　分別以肝臟及腫瘤為模型，探究探針在體內的MRI/CT成像情況。
　　將非靶向的混合納米團簇通過尾靜脈注射到裸鼠體內后，利用肝部的MRI/CT成像信號值的顯著變化，驗證了該團簇作為新型MRI/CT雙模態(tài)造影劑的可行性。
　　而將靶向的探針通過尾靜脈注射到

9、裸鼠體內的研究結果表明：該探針能夠特異的靶向于腫瘤，注射靶向探針后，探針主要集中于裸鼠的脾臟以及肝部，這是肝臟與脾臟中的網狀內皮細胞和吞噬細胞對探針的吞噬引起的。但仍有探針進入到腫瘤靶部位。無論是在磁共振T2成像還是CT成像中，注射了靶向探針的裸鼠，其腫瘤部位的信號值有明顯改變。而通過腫瘤切片的普魯士藍染色證明探針大量分布于新生血管中。證明該探針能夠應用于腫瘤的早期探測。
　　結論：本文利用兩親性聚合物PEG-PLA與憎水的金、四