新型MRI造影劑的研制及基于磁性弛豫開(kāi)關(guān)技術(shù)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(shù)在生物醫(yī)學(xué)上的一個(gè)重要應(yīng)用，其無(wú)輻射性損傷，高分辨率以及較快的成像速度等優(yōu)點(diǎn)，可有效檢測(cè)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?xì)浠衔?，氫核的核磁共振靈敏度高、信號(hào)強(qiáng)，因此MRI對(duì)人體成像的信號(hào)來(lái)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(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理，可重建出人體某一層面的圖像。磁共振成像技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但已經(jīng)成為現(xiàn)

2、今醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中最不可或缺的技術(shù)之一，并且極大地推動(dòng)了醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的迅速發(fā)展。
　　在臨床實(shí)施MRI掃描時(shí)，由于正常組織和病變組織僅表現(xiàn)出很小的信號(hào)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(qiáng)圖像的對(duì)比度。臨床應(yīng)用較廣泛的是T1型造影劑，然而目前應(yīng)用的小分子型造影劑存在較多問(wèn)題，如弛豫度低，用量大，在血液中循環(huán)時(shí)間短等，造影效果并不明顯。隨著造影劑增強(qiáng)MRI

3、成像技術(shù)的發(fā)展與普及，其成像優(yōu)勢(shì)得到越來(lái)越多的肯定，加之在分子成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，對(duì)造影劑性能的改善及功能化修飾的研究工作也受到越來(lái)越多的關(guān)注。
　　此外，近年來(lái)MRI技術(shù)在定量檢測(cè)方面也取得了長(zhǎng)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(yīng)用開(kāi)拓了新方向，這種技術(shù)被稱為磁性弛豫開(kāi)關(guān)技術(shù)(Magnetic Relaxation Switches，MRSw)。此技術(shù)已被應(yīng)用于對(duì)多類(lèi)目標(biāo)物進(jìn)行定量分析，一系列

4、相關(guān)研究陸續(xù)展開(kāi)。
　　本論文第一章將簡(jiǎn)單介紹核磁共振成像技術(shù)的原理、歷史以及應(yīng)用，重點(diǎn)對(duì)磁共振成像造影劑的造影原理、分類(lèi)、特點(diǎn)以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用作介紹，總結(jié)歸納磁共振成像造影劑的研究進(jìn)展和研究方向。此外還會(huì)介紹超順磁性納米顆粒在生物探針及傳感器方面的應(yīng)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(guò)尾靜脈注射到小鼠體內(nèi)，并觀察小鼠在較長(zhǎng)時(shí)間

5、（半個(gè)月）內(nèi)的生存情況，結(jié)果顯示材料對(duì)小鼠沒(méi)有明顯的毒性。最后，我們測(cè)試GHC-1在小鼠體內(nèi)的實(shí)際造影能力，并對(duì)各臟器中的造影劑存留量作分析，研究了材料在動(dòng)物體內(nèi)的分布及代謝情況。
　　在論文第三章，我們利用可結(jié)合Gd3+的環(huán)肽作為模板，合成表面負(fù)載多個(gè)Gd3+的金量子點(diǎn)，使之同時(shí)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(yīng)用于生物成像和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。初步的成像及代謝實(shí)驗(yàn)顯示，該材料能有效提高血液循環(huán)系統(tǒng)的

6、成像對(duì)比度，并且可以通過(guò)腎臟過(guò)濾排泄。
　　在第四章，我們發(fā)現(xiàn)高溫?zé)岱纸夥ê铣傻拇徘蚪?jīng)過(guò)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(huì)發(fā)生團(tuán)聚行為，團(tuán)聚后當(dāng)我們加入單鏈DNA或者核酸后，磁球能重新分散。我們通過(guò)DNA分散磁球，并利用Hg2+能與DNA發(fā)生T-Hg2+-T結(jié)合，使單鏈DNA構(gòu)型發(fā)生改變的性質(zhì)，對(duì)水中的Hg2+進(jìn)行定量檢測(cè)，檢測(cè)范圍為1.5 nM至225.7 nM，檢測(cè)限為0.3

7、 nM，并且結(jié)合磁共振成像和微芯片陣列，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際樣品（自來(lái)水，飲用水和河流水）的Hg2+進(jìn)行快速高通量的檢測(cè)。
　　之后在第五章我們進(jìn)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(yīng)，把上述新型磁共振體外檢測(cè)原理應(yīng)用于對(duì)堿性磷酸酶的濃度及活性的測(cè)定，檢測(cè)限優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道的用金膠作為探針的方法
　　第六章，我們對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)和歸納，客觀地評(píng)價(jià)了工作中所取得的研究成果，同時(shí)指出研究中存在的一