超支化大分子修饰的磁性纳米颗粒平台的制备及其磁共振成像诊断应用.pdf

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1、学校代码：10255学号：1129056超支化大分子修饰的磁性纳米颗粒平台的制备及其磁共振成像诊断应用THEFABRICATIONOFHYPERBRANCHEDMACROMOLECULESMODIFIEDMAGNETICNANOPARTICLEPLATFORMFORMAGNETICRESONANCEIMAGINGDIAGNOSISAPPLICATION专业:化学作者姓名:罗宇指导老师:史向阳二零一五年十二月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明

2、确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者

3、签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月超支化大分子修饰的磁性纳米颗粒平台的制备及其磁共振成像诊断应用摘要癌症已经严重威胁人类健康，而且有呈年轻化、常态化发展趋势。随着分子影像学技术和纳米技术的迅猛发展，基于各种纳米材料的造影剂得到了广大科研工作者的关注。如何将分子影像学与纳米技术更加完美的结合，已经成为提高肿瘤的早期诊断灵敏度和精确性的关键。目前，临床已有多种用于癌症诊断技术，如：Ultrasound（US）、ComputedTomography（CT）、MagneticResonanceImaging（MRI）、PositronEmissionTo

4、mography（PET）和Single-PhotonEmissionComputedTomography（SPECT）。以上技术均有其优点和不足之处。如CT：价格相对低廉、扫描时间短、较高的空间分辨率，但是也存在不足之处：软组织分辨率低、辐射损伤、呼吸运动伪影；MRI技术的费用高、扫描时间长；PET和SPECT成像可获得肿瘤部位的生理生化信息，费用高昂。为了提高正常组织和肿瘤部位的对比度，有必要使用造影剂增强对比度。目前，已有商业化造影剂应用于临床诊断，如用于MR成像的Gd-DTPA和CT成像的Omnipaque等。然而，这些造影剂都存在不足之处：分子

5、量小、血液循环时间短、成像效果较差、具有毒副作用、无组织特异性等。与传统的小分子造影剂相比较，纳米材料具有更长的血液循环时间、表面可功能化等优势。因此，将i纳米材料与分子影像学技术相结合、将不同的成像技术相融合，从而构建出更高效、安全的分子探针。本论文借助于超支化大分子（G5.NH2或PEI.NH2）其自身独特的物理化学结构做了以下研究工作。一、超小氧化铁纳米颗粒的表面修饰及其靶向肿瘤T2、T1MR成像应用。二、树状大分子协同效应对锰基、钆基造影剂的r1弛豫率和T1加权MR成像性能的影响。三、99m放射核素锝（Tc）标记的锰基、钆基螯合物@Fe3O4及其

6、肿瘤的SPECT/MR以及SPECT/增强MR双模态诊断应用。四、聚乙烯亚胺稳定的Mn3O4纳米颗粒的制备和功能化修饰及其肿瘤的靶向MR成像。采用系列技术对制备得到的纳米材料进行了综合表征，并不断完善设计方案。一方面，在增强纳米颗粒的弛豫率和成像性能基础上，提高纳米颗粒的生物相容性，将结构成像与功能成像相结合。另一方面，积极探索可代替树状大分子的聚合物，降低成本，推动产业化。通过系统研究此类造影剂的生物相容性、体外细胞成像以及体内动物成像性能，为开发新型功能化分子影像学造影剂提供新思路、新方法。本论文的主要研究内容如下：1）相比于锰、钆氧化物，Fe3O4

7、纳米颗粒具有更高的生物安全性。我们采用一步溶剂热法制备表面柠檬酸稳定的水溶性超小氧化铁纳米颗粒（平均直径约为2.84nm），将其组装到偶联有靶向分子环状多肽RGD的第五代树状大分子(G5.NH2)上，得到具有团簇结构的纳米颗粒，并应用于T2加权MR成像。MTT结果显示纳米颗粒在实验浓度下具有优异的细胞相容性。此外ICP-AES测试结果表明偶联iiRGD多肽后，增加了C6细胞对纳米颗粒的摄入。体外细胞成像和体内动物成像结果也表明修饰RGD后的纳米探针对v3整合素高表达细胞株系C6细胞及其皮下移植瘤模型具有良好的靶向T2加权MR成像效果。2）除钆、锰造影

8、剂之外，超小氧化铁也可实现T1加权MR成像。前面我们利用G5.NH2得到的团簇结