医学多模态检测用铁基超顺磁性纳米颗粒复合材料的研究

Iron-based superparamagnetic nanoparticles have drawn great interests as promising biomaterials due to the excellent superparamagnetic property and biocompatibility. It has been demonstrated by magnetic resonance imaging (MRI) study that iron-based nanoparticles under critical dimension of superparamagnetic are ideal candidates for contrast agents due to their predominant T2 relaxation effects. However, medical multimodality testing brings much strict requirement to magnetic nanoparticles. Contrast agents are required to independently response different testing conditions so as to improve diagnosing efficiency. Therefore, the modification of iron-based superparamagnetic nanoparticles is an important project in biomaterials field which make combined MRI, CT and optical contrast agents possible. In recent years, we have obtained different structural iron-based superparamagnetic nanoparticles and studied their MRI and CT testing properties. However, there is a long way to go in the modification of iron-based superparamagnetic nanoparticle composite materials for medical multimodality testing. We are planning to explore iron-based superparamagnetic nanoparticle composite materials capable of specific identification contrast agents for MRI, CT and optical testing.

铁基超顺磁性纳米颗粒以其优异的超顺磁特性和生物相容性成为当前备受关注的生物医用材料。磁共振成像研究表明，超顺磁临界尺寸以下的铁基纳米颗粒有着优异的T2成像特性，有望成为磁共振扫描成像造影剂。然而，医学多模态检测对生物医用磁性纳米颗粒提出了更高的要求，即一种造影剂能够实现多种检测环境下互不干扰的信号增加作用以提高诊疗效率。因此，如何对铁基超顺磁性纳米颗粒进行修饰改性，使其兼具磁共振、CT、光学等响应特性成为生物医用材料领域的一个重要研究课题。申请人所在团队近年来成功获得了多种结构的铁基超顺磁性纳米颗粒，并通过金包覆等手段初步研究了复合纳米颗粒的磁共振和CT检测特性。但具有特异性识别功能的多模态检测铁基超顺磁性纳米颗粒复合材料的研究工作尚待开展。我们拟借助本项目的支持，在前期研究工作的基础上，开展集磁共振、CT、光学检测于一体的特异性识别铁基超顺磁性纳米颗粒复合材料的研究。

铁基超顺磁性纳米颗粒以其优异的超顺磁特性和生物相容性成为当前备受关注的生物医用材料。磁共振成像研究表明，超顺磁临界尺寸以下的铁基纳米颗粒有着优异的T2成像特性，有望成为磁共振扫描成像造影剂。然而，医学多模态检测对生物医用磁性纳米颗粒提出了更高的要求，即一种造影剂能够实现多种检测环境下互不干扰的信号增加作用以提高诊疗效率。因此，如何对铁基超顺磁性纳米颗粒进行修饰改性，使其兼具磁共振、CT、光学等响应特性成为生物医用材料领域的一个重要研究课题。为此，本项目研究团队在前期研究工作的基础上，开展集磁共振、CT、光学检测于一体的铁基超顺磁性纳米颗粒复合材料的研究，以期获得医用多模态检测对比剂。.在本项目的支持下，团队成员围绕多模检测用铁基超顺磁性纳米复合颗粒展开研究，设计了多种具有多种功能的超顺磁性纳米复合颗粒。Fe3O4@黄芪多糖复合纳米颗粒在具有磁共振成像T2对比剂功能的同时表现出对缺铁性贫血良好的治疗效果。Fe3O4-罗丹明6G纳米颗粒在保留了磁共振成像增强功能的同时，表现出良好的荧光成像效果，并且其荧光强度有稳定的PH响应特性。黑磷-MnFe2O4@Gox-DOX复合纳米颗粒表现出良好的磁共振成像T2增强效果，同时又适用于肿瘤细胞的饥饿疗法。黑磷-金-MnO2复合纳米颗粒有着磁共振成像、CT、荧光多模检测特性。这些多功能铁基超顺磁性复合纳米颗料均有良好的生物相容性，有望在未来成为医用多模态检测对比剂，有着重要的科研价值和实际应用潜力。.在本项目资助下，共发表SCI论文35篇，其中影响因子6.0以上文章6篇；申请发明专利1项；培养博士毕业生4名，硕士毕业生5名；出国参加国际会议6人次。