多功能磁性氧化铁/金核壳纳米颗粒的构建及其CT/MRI双重模式肿瘤成像诊断研究

发展功能化、双重模式分子影像学造影剂是提高肿瘤早期诊断准确度的有效措施，也是当前纳米医学和影像诊断学的发展趋势。本项目拟利用层层静电自组装方法和树状大分子特定的表面化学特性，将聚酰胺-胺树状大分子包裹的新型CT影像造影剂纳米金颗粒组装修饰在T2 MRI造影剂磁性氧化铁纳米颗粒表面，通过树状大分子的表面化学反应在纳米颗粒表面修饰靶向试剂（叶酸和RGD多肽），形成良好胶体稳定性的多功能纳米颗粒，并以此Fe3O4/Au 核-壳杂化纳米粒子作为平台，应用于人类上皮癌细胞和肿瘤微血管组织的CT/MRI双重模式靶向成像研究。本研究将为探索新型的、复合型的分子影像学造影剂应用于肿瘤的CT/MRI双重模式早期诊断开辟新的思路。

发展功能化、双重模式分子影像学造影剂是提高肿瘤早期诊断准确度的有效措施，也是当前纳米医学和影像诊断学的发展趋势。本项目采用水热法或静电层层自组装法合成以Fe3O4为核金纳米颗粒为壳的壳核结构Fe3O4@Au复合纳米颗粒，并进行表面修饰和靶向试剂的修饰，以此多功能磁性氧化铁金核壳纳米颗粒作为平台，应用于人类上皮癌细胞和人恶性胶质母细胞瘤细胞的双模态CT/MRI靶向成像研究。项目内容涵盖了利用水热法制备支化高分子（聚乙烯亚胺，PEI）或连接剂（3-氨丙基三乙氧基硅烷，APTS）包覆的Fe3O4纳米颗粒，并多功能化；利用水热法或静电层层自组装法合成壳核结构Fe3O4@Au复合纳米颗粒，并多功能化；研究了这些纳米颗粒的物理化学性质、稳定性、弛豫率或/和X-射线衰减性能、生物相容性、细胞内吞行为和体外、体内CT/MRI成像效果。发现采用改进的水热合成方法可制备多功能磁性氧化铁纳米颗粒，以便后续地修饰不同的靶向试剂（如叶酸或透明质酸），成功用于相关肿瘤模型的MRI成像诊断；也可以一步法制备Fe3O4@Au复合纳米颗粒，成功用于双模态CT/ MRI成像诊断；或通过控制逐层金种还原反应的次数在组装了叶酸靶向的树状大分子包裹的金纳米颗粒（Au DENPs）的氧化铁纳米颗粒表面进一步生长金，制备了Au/Fe3O4摩尔比可调控的Fe3O4-Au壳层结构，从而优化了CT/MR双模态成像效果，为不同生物体系的分子影像诊断提供了稳定性和生物相容性良好的纳米探针材料。本项目研究为开发新型、复合的多功能分子影像造影剂成功应用于肿瘤的早期CT/MRI双模态诊断提供新思路。