目的:金納米團簇(AuNCs)具有基于較高原子序數(shù)的X射線衰減特性以及基于強大量子限制效應(yīng)的近紅外熒光特性,可以同時實現(xiàn)CT和熒光雙模態(tài)成像。此外,AuNCs本身作為一種簡單且有效的納米平臺可用于構(gòu)建多模態(tài)成像系統(tǒng)。鑭系元素由于其高的原子序數(shù),被證實可進行CT成像,可與金納米簇產(chǎn)生協(xié)同增強CT成像效果;此外其T1增強效果可與AuNCs本身較高的密度分辨率和敏感的代謝信息綜合互補。然而,目前多功能納米劑的組裝策略常需要復(fù)雜的合成步驟,而且不同成像制劑會對彼此本身的成像效果產(chǎn)生不良影響。因此,本研究旨在實現(xiàn)金納米簇與釓元素簡單有效結(jié)合,以達(dá)到多模態(tài)成像效果協(xié)同最大化,并探究對成像診斷的重要意義方法:以還原型谷胱甘肽(rGSH)作為還原劑和穩(wěn)定劑,采用一步合成法,通過精確調(diào)節(jié)初始反應(yīng)物Au~(3+)與rGSH的反應(yīng)比例及pH值和溫度等合成條件,研究制備同時具有高效近紅外熒光與CT雙模態(tài)成像能力的超小金納米簇(Us-AuNCs)。接下來,以該超小尺寸金納米團簇為平臺通過酰胺反應(yīng)將大分子螯合劑DTPAa與其表面的谷胱甘肽相偶聯(lián),之后螯合進成像元素釓離子,最終合成可同時進行X射線計算機斷層掃描成像、熒光成像和磁共振共振成像的多模態(tài)納米復(fù)合物(Us-AuNCs@Gd)。內(nèi)容:對不同實驗條件下合成的金納米簇及多功能納米復(fù)合物進行一系列形態(tài)學(xué)、功能學(xué)表征分析;評估探針在體外多模態(tài)成像能力;進一步評估該復(fù)合物在細(xì)胞水平的生物毒性;在此基礎(chǔ)上,將多功能納米復(fù)合物注入小鼠體內(nèi)評估該探針的生物相容性及體內(nèi)多模態(tài)成像效果。結(jié)果:(1)不同初始比例、pH環(huán)境及溫度下所合成的AuNCs:熒光強度與CT成像效果均呈現(xiàn)一定趨勢的變化。隨著rGSH/Au~(3+)比例的增加(至1:2)、pH的增加(至10)以及溫度升高至70℃,所合成AuNCs熒光強度逐漸增強,CT成像能力出現(xiàn)增強,兩者效果呈現(xiàn)一致性的優(yōu)化。(2)TEM顯示,所合成的AuNCs粒徑分布均勻,約1納米左右,分散良好;紫外吸收光譜顯示,該AuNCs在370 nm和410 nm處出現(xiàn)兩個吸收峰;熒光光譜結(jié)果顯示,該AuNCs發(fā)射波長為683 nm左右;體外成像顯示,該AuNCs的CT及熒光成像均隨著濃度的增加而效果增強;MTT法顯示該AuNCs具有較小的細(xì)胞毒性。(3)TEM觀察所合成納米復(fù)合物粒徑均一,分散均勻;熒光光譜顯示,相比于金納米簇,該納米復(fù)合物的發(fā)射波長仍處在近紅外區(qū);體外成像顯示該納米復(fù)合物顯示出更強的X射線衰減特性以及更高的T1弛豫率;表明該納米復(fù)合物可用于三模態(tài)成像對比劑。MTT細(xì)胞毒性結(jié)果顯示其在細(xì)胞水平具有良好的生物相容性。(4)熒光成像可很好顯示該多功能納米復(fù)合物在活體水平的代謝信息;MRI可清晰顯示活體水平解剖結(jié)構(gòu)信息。此外,較長時間的成像顯示該納米復(fù)合物可經(jīng)腎臟徹底的排出。對各主要臟器進行組織化學(xué)分析,可見并沒有對組織產(chǎn)生炎癥壞死等影響,表明該復(fù)合物良好的生物相容性,具有作為多模態(tài)成像對比劑用于體內(nèi)成像診斷的潛力。結(jié)論:本研究設(shè)計合成了一種既可以近紅外熒光成像又同時可以CT成像的超小金納米簇(Us-AuNCs)。此外,所合成的多功能納米復(fù)合物Us-AuNCs@Gd與其他多模態(tài)成像平臺相比,其合成步驟簡便,避免了不同成像粒子之間的不良影響,且Au與Gd的相互作用增強了彼此的單模態(tài)成像能力,在多模態(tài)成像中具有很大潛力,為以后多模態(tài)成像平臺的建立提供了一種新的思路。
【學(xué)位單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R445;TB383.1
【部分圖文】：

圖 1-1 滴加 rGSH 過程中溶液顏色變化圖 1-2 rGSH/Au3+不同比例下所合成的 AuNCs 實物圖 AuNCs 在紫外燈（365nm）激發(fā)下的實物圖（圖 1-3A）可見其呈且強度隨著比例的增加出現(xiàn)從無到強的變化。從熒光分光光度計果（圖 1-3B），可以看到隨著 rGSH 比例的增加熒光強度出現(xiàn)明在摩爾比為 4:8 與 4:9 時熒光強度呈現(xiàn)平穩(wěn)。

圖 1-2 rGSH/Au3+不同比例下所合成的 AuNCs 實物圖 AuNCs 在紫外燈（365nm）激發(fā)下的實物圖（圖 1-3A）可見其呈且強度隨著比例的增加出現(xiàn)從無到強的變化。從熒光分光光度計果（圖 1-3B），可以看到隨著 rGSH 比例的增加熒光強度出現(xiàn)明在摩爾比為 4:8 與 4:9 時熒光強度呈現(xiàn)平穩(wěn)。圖 1-3 不同 rGSH/Au3+比例下所測得 AuNCs 的熒光成像能力圖

圖 1-1 滴加 rGSH 過程中溶液顏色變化-2 rGSH/Au3+不同比例下所合成的 AuNCs 實外燈（365nm）激發(fā)下的實物圖（圖 1-3A比例的增加出現(xiàn)從無到強的變化。從熒光B），可以看到隨著 rGSH 比例的增加熒光 4:8 與 4:9 時熒光強度呈現(xiàn)平穩(wěn)。
【參考文獻】

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1 何權(quán)瀛;;你了解世界上第一張X線照片嗎[J];中華結(jié)核和呼吸雜志;2012年07期

本文編號：2873904