基于Gd标记的磁性纳米粒子的合成及其在肿瘤靶向MRI中的应用

基本信息
批准号:21271130
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:杨仕平
学科分类:
依托单位:上海师范大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨红,胡鹤,张静,安璐,汪涓涓,张崇琨,黄国胜,代安涛,兰海闯
关键词:
肿瘤核磁共振成像磁性纳米粒子靶向
结项摘要

In this project, we will develop a multifunctional Gd-labeled superparamagnetic nanoparticles (Fe3O4, FeCo and Fe) for targeted dual mode T1- and T2-weighted MR imaging of tumors. Firstly, we utilized a thermal decomposition approach to synthesizing nanoparticles (Fe3O4, FeCo and Fe) which were capped by amino caproic acid. Then the nanoparticles were enabled covalent conjugation of polyethylene glycol (PEG) with different chain length, which can improve the water solubility of nanoparticles and adjust the distance between the central core and Gd3+ cation. Finally, Gd-DTPA (diethylenetriamine pentaacetic acid) complex and folic acid (FA) ligand or RGD peptide or PSMA antibody can further linked through chemical bonds onto the surface of nanoparticles.The targeting specificity of nanoparticles were evaluated by dual mode T1- and T2-weighted MR imaging in living cell U87MG cells (a human glioblastoma cell line with high avb3 integrin expression), Hela cells (A human cervical carcinoma cell line with FA receptor high expression )and PSMA antibody as tumor cell and it animal cancer model, respectively. The interaction and synergistic action of T1 and T2 mode was assessed by T2 invert relaxlation spectra in which the percentage of inner-sphere, secondary-sphere and bulk water was analyzed through area integral method. This project has not only provided some new method to the applications of magnetic nanoparticle but also has beneficial for their future biomedical applications on MRI and detection.

以氨基功能化的前躯体为原料,采用高温分解原位合成的方法,直接一步法得到氨基功能化的超顺磁磁性纳米粒子(如Fe3O4、FeCo、Fe),再通过化学嫁接,引入不同链长的聚乙二醇(PEG)改善磁性纳米粒子的水溶性,同时调控T2模式磁性核与外围T1模式Gd之间的距离,运用化学修饰技术引入多羧酸配体与Gd3+的配位,得到双模式成像试剂材料;依据T2弛豫反演谱,分析结合水、束缚水、自由水的比例,分析T1和T2 的相互作用;分别以叶酸、RGD小分子多肽和前列腺特异性膜抗原PSMA受体高度表达的人口腔上皮癌细胞、人肺癌上皮细胞与前列腺癌细胞和小动物肿瘤模型为研究对象,依靠核磁共振成像手段,研究T1和T2双模式磁性粒子与肿瘤细胞的靶向成像作用,探索其在分子影像中的应用。工作的开展,不仅为磁性粒子的应用开发提供新思路,而且对于磁性粒子作为MRI试剂在医学和检测方面的作用,也具有现实的意义。

项目摘要

本项目围绕磁性纳米粒子,开展了三个方面的研究工作:将Gd配合物(Gd-DTPA)或者Gd基纳米粒子(BaGdF5)标记在磁性纳米粒子/氧化石墨烯/空心二氧化硅上,开展其在核磁共振成像以及双模态成像中,为肿瘤的精确诊断奠定了基础;将磁性纳米粒子的核磁成像的功能与肿瘤治疗有机结合起来,开展了核磁共振成像引导的肿瘤治疗方面的研究,实时评价肿瘤治疗的效果;将磁性纳米粒子在肿瘤诊断或者诊疗方面的研究扩展到新颖(协同)肿瘤治疗方面的工作,解决肿瘤治疗中热耐受性,耐药性等问题。本工作的开展,不仅为磁性粒子的应用开发提供新思路,而且对于磁性粒子作为MRI 试剂在医学和检测方面的作用,也具有现实的意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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