配位聚合物纳米粒子作为T1/T2 双模式成像的靶向检测应用

核磁共振成像(MRI)由于具有较高的组织分辨率、多参数以及多方位成像等优点,已经成为了临床疾病诊断的重要手段之一。但是,良性和恶性肿瘤组织之间及肿瘤组织和正常组织之间,往往信号强度差别不大。因此,为了改变肿瘤部位的信号强度,提高MRI诊断的准确程度,MRI对比剂就显得非常重要。根据对比剂的作用机制,主要包括T1对比剂和 T2 对比剂。T1/T2 双模式MRI,利用氢质子在不同扫描序列条件下所给出的信号强度的差异,从而可以实现不同的成像结果(T1: 信号增强;T2: 信号减弱),达到对肿瘤双重诊断的目的,必将对肿瘤的准确定性以及精确定位发挥极其重要的作用。上海师范大学杨仕平课题组以1-1’二茂铁二羧酸为配体,金属Gd3+为磁性金属中心制备配位聚合物纳米粒子(Fc-Gd),构建具有肿瘤靶向功能的T1/T2 双模式探针,在移植性肿瘤模型上实现了T1/T2 双模式MRI成像

该课题首先利用再沉淀法合成了Fc-Gd纳米粒子。为了实现其生物相容性和功能化,该团队利用正硅酸四乙酯(TEOS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)在碱性条件下的水解在Fc-Gd纳米粒子的表面包裹氨基功能化的SiO2。利用表面的氨基,进一步结合荧光罗丹明染料(RBITC)以及靶向多肽(RGD)获得靶向/荧光/MRI多功能化纳米粒子Fc-Gd@SiO2(RBITC)–RGD。在模拟生理条件下,通过水合粒径和钆离子释放过程的追踪,证明其在较长时间内具有良好的稳定性。通过MTT法证明了其对人脑胶质瘤细胞株(U87MG)和人体乳腺癌细胞株(MCF-7)具有较低的细胞毒性。通过激光共聚焦成像实验、流式细胞实验、细胞磁共振成像实验以及等离子体质谱(ICP-MS)等研究手段,证明纳米粒子对U87MG细胞具有明显的靶向性。在移植性U87-MG老鼠肿瘤模型上,证明了纳米粒子的靶向T1/T2 双模式核磁共振成像效果。该工作首次实现了配位聚合物纳米粒子在动物肿瘤模型上的靶向T1/T2 双模式核磁共振成像效果,为实现更加精确地肿瘤诊断提供了新的契机。