多功能靶向磁性荧光纳米载药探针用于肝癌的多模式成像下的诊疗一体化研究

Currently, integration of early diagnosis and tracking therapy of tumor in visual is a hot research topic in cancer treatment. The developing of multifunctional nanoparticles provides a new direction and method for therognosis of tumor. Based on our previous work on ultra-small iron oxide nanop articles (Fe3O4≤3nm), a new class of superior fluorescent nanomateriers polymer dots (Pdots) and targeted nano-drug delivery technology, our project is to synthesize a new class of non-toxic multifunctional magnetic fluorescent targeted drug loaded nanoprobes. After control and optimization of the characterization of nanoprobes, e.g. size, drug loaded efficiency, dispersible, stability, relaxmetric, magnetic and fluorescent, both of small animal in vivo imaging and magnetic resonance imaging (MRI) technologies will be used to study systematically the properties of nanoprobes in cells and animal tumors models, such as targeting tumor recognition, high sensitivity fluorescence imaging, high spatial resolution of the magnetic resonance imaging (MRI) T1 and T2-weighted imaging, biocompatible, and drug release on the tumor lesion sites and tumor therapy. The work in this project will give new ideas and methods for the development of multifunctional nanomateries and the thrognosis of tumor.

在可视条件下对肿瘤进行早期诊断和跟踪治疗的一体化研究是目前癌症治疗的一大研究热点。多功能纳米粒子的发展为肿瘤诊治一体化研究提供了新的方向和手段。本项目基于对超小四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4≤3nm）和新型高效荧光纳米材料聚合物量子点（Polymer dots）的研究基础，结合靶向纳米载药技术，拟合成一种新型的无毒多功能靶向磁性荧光纳米载药探针。在对粒径、载药率、分散性、稳定性、弛豫效率、磁性及荧光性能等进行控制和优化的基础上，利用小动物活体成像和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术对新型纳米载药探针在细胞及肿瘤动物模型上对肿瘤的靶向识别能力、高灵敏度的荧光成像、高空间分辨的磁共振（MRI）T1 和T2加权成像、生物相容性、以及在肿瘤病灶部位的药物释放和治疗等进行系统研究。本项目的研究将为多功能纳米材料以及肿瘤诊治一体化的发展提供新的思路和方法。

临床常将四氧化三铁纳米粒子用做T2的MRI造影剂，由于很容易与出血点和钙化点混淆，所以有时会误导灵床诊断。因此基于这个想法，我们制备了超小的四氧化三铁纳米粒子（2-3nm）,在我们之前的研究中起具有优秀的同时进行T1&T2-MRI造影的能力。本项目首次基于对超小四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4，2-3nm）和新型高效近红外荧光纳米材料聚合物量子点（Polymer dots）的研究基础，结合靶向纳米载药技术，合成一种新型的多功能纳米载药探针用于肿瘤靶向的T1&T2-MRI和近红外的荧光成像。通过叶酸分子修饰之后的多功能荧光磁性纳米探针（FMNPs）展现了明亮的荧光性质和较高的弛豫特性（r1 =7.008 mM1 s1, r2 = 26.788 mM1 s1, r2/r1 = 3.8），同时这些多功能荧光磁性纳米探针具有较小的尺寸和水合粒子半径（约20nm），显示其具有优秀的稳定性和分散性，较低的团聚和长的循环时间。在细胞实验的研究表明，荧光磁性纳米探针能够作为有效的荧光探针用于靶向识别肿瘤细胞，且显示较好的细胞相容性和无明显的细胞毒性。在动物肿瘤模型试验上，利用小动物活体成像和磁共振成像技术对荧光磁性纳米探针在肿瘤动物模型上对肿瘤的靶向聚集能力、近红外荧光成像和磁共振（MRI）T1 和T2加权成像、 生物相容性、以及在肿瘤病灶部位的治疗等进行系统研究。本项目的研究将为多功能纳米材料以及肿瘤诊治一体化的发展提供新的思路和方法