MRI/FMT双模式影像纳米探针的设计、构建及其在肿瘤早期诊断中的应用

有效的早期诊断和治疗可提高恶性癌症患者的生存率。在临床诊断工具中，影像学在肿瘤的诊断、疗效评估和预后分析中有着非常重要的作用。分子影像学可在分子和细胞水平发现疾病并确定疾病性质，在肿瘤早期诊断中具有重要意义。为了获得完善的影像信息，我们在本课题中采用磁共振（MRI）和荧光成像（FMT）双模式成像的方式，希望获得早期肿瘤部位的精确定位，提高检测灵敏度，并可以动态观察肿瘤的病变过程。为了实现这一目标，我们设计了MRI/FMT双模式成像探针。该探针具备肿瘤的特异靶向性，携带高弛豫效能的磁共振显影成分和可激活的近红外荧光探针。我们将系统研究SPIO纳米粒组装结构与探针显影效果的关系，近红外荧光分子的激活途径，多价靶向配体分子修饰纳米探针的方式及其靶向效率，双模式探针的动物体内成像效果，及其生物相容性和安全性评价。通过上述研究结果，进一步优化纳米探针设计，以期得到可用于肿瘤早期诊断的双模式影像探针。

有效的早期诊断和治疗可提高恶性肿瘤患者的生存率。在临床诊断工具中,影像学在肿瘤的诊断、疗效评估和预后分析中有着非常重要的作用。分子影像学可在分子和细胞水平发现疾病并确定其性质,在肿瘤早期诊断中具有重要意义。为获得完善的影像信息,我们在本课题中采用磁共振 (MRI)和荧光成像(FMT)双模式成像的方式,希望获得早期肿瘤部位的精确定位,提高检测灵敏度。为了实现这一目标,我们设计了 MRI/FMT 双模式成像探针。该探针携带高弛豫效能的磁共振显影成分和荧光探针。我们选用高分子纳米胶束作为载体，可以同时负载磁共振成分和荧光分子。为了得到高性能的磁共振和荧光探针模块，我们分别设计并制备了一系列新型的探针分子，研究了探针的显影效率，以及组装在纳米胶束上的成像效果。我们系统研究了小分子顺磁性磁共振组分、超顺磁氧化铁纳米颗粒的组装结构与显影效果的关系；研究了的荧光分子在纳米载体上的修饰途径，以及双模式探针的成像效果，以及生物安全性评价。.在研究探索中，分析了载体组装结构与显影效果之间的关系，发现可控团聚结构可明显提高探针的显影效率。在载体设计方面，我们选用了生物安全性较好的两亲性葡聚糖为组分，通过调控亲疏水比例来优化载体的稳定性。我们设计并合成了一系列基于锰元素的新型造影剂，这类造影剂有良好的生物相容性和显影灵敏度，在动物体内成像中显出很好的血管对比效果。将这类小分子配体修饰纳米载体后，其纵向弛豫效能得到进一步提高，在体内实验中可延长成像时间，降低使用剂量。我们还选择了基于两亲性聚电解质的纳米载体，同时负载磁共振组分和近红外探针，该双模式探针还可携带siRNA，在药物传送的同时，实现可视化治疗。体外和体内实验结果表明，所设计的双功能载体可复合并保护siRNA免被降解，同时具备高转染效率，下调目标蛋白，并可通过磁共振成像显示，实现了转染的影像可视化。我们还设计、合成并验证了一系列的溶酶体荧光探针，将在下一步双模式探针工作中加入这类组分，进行双模式成像。在项目执行期间，本课题组邀请了多位本领域的知名学者访问实验室，开展了广泛的学术交流。此外，负责人多次参加国内外学术会议并做邀请报告。通过该项目的开展，发表 SCI 收录论文 12 篇。上述进展为今后深入开展载体可视化研究奠定了基础。