目的:1.采用两种不同的方法制备具有多核结构的纳米团簇,研究不同方法制备出来的纳米团簇的理化性能,筛选出一种具有超顺磁性、横向弛豫效能高、粒径可控且分布均匀的磁性纳米材料;2.通过种子生长的方法制备出具有不同金壳厚度的Fe3O4@Au纳米粒,研究不同金壳层厚度对纳米粒横向弛豫效能和X线衰减效能的影响,制备出一种适合磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)/X射线计算机断层成像(Computed tomography,CT)双模态成像的对比剂;3.在Fe3O4@Au纳米粒表面偶联多肽t-BBN,制备胃泌素释放肽受体靶向的分子探针Fe3O4@Au-PEG-BBN,研究基于该探针对乳腺癌进行MRI/CT双模态成像的可行性。材料和方法:1.具有多核结构磁性纳米团簇的合成及表征:在惰性气体的保护下,以油酸、油胺为表面活性剂,1,2-十六烷二醇为还原剂,在高温环境中分解乙酰丙酮铁得到疏水性Fe3O4纳米粒,用四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)对其进行表面改性,使其具有水溶性。用两亲性表面活性剂十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)对疏水性Fe3O4进行表面修饰,使其在水性溶液中自组装成具有多个磁性内核的胶束结构。同时,在氮气的保护下,以二乙二醇(diethylene glycol,DEG)为还原剂,FeCl3为前驱物,通过高温水解法一锅合成具有多个磁性内核的纳米簇。对合成的3种纳米粒进行理化性质表征,包括用透射电子显微镜观测纳米粒的粒径和形态、高分辨率透射电镜观测纳米粒的晶格条纹、能谱仪和电感耦合等离子发射光谱仪检测纳米粒的元素组成、Zeta电位仪测量纳米粒的Zeta电位、动态光散射测量纳米粒的水合粒径、振动样品磁强计检测纳米粒的饱和磁化强度(saturation magnetization,Mp)和磁滞回线、MRI扫描检测纳米粒的横向弛豫效能(transverse relaxivity,r2)。2.Fe3O4@Au纳米粒的合成:通过Stober法在纳米粒表面包覆一层薄薄的SiO2层,然后通过3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl triethoxysilane,APTES)的修饰,使纳米粒表面带上氨基基团。以硼氢化钠为还原剂,还原氯金酸溶液得到粒径为2-3nm的金种子。通过金和氨基之间的配位作用将金种纳米粒吸附在磁性纳米核的表面,然后通过种子生长的方法长成完整的金壳层。通过加入不同量的生长溶液得到具有不同金壳厚度的复合纳米粒。对具有不同金壳层厚度的fe3o4@au纳米粒进行理化性质的表征,包括透射电镜观察纳米粒的形貌、粒径及化学成分、uv-vis测定不同金壳层厚度复合纳米粒的吸收光谱、zeta激光粒度仪检测纳米粒的水化粒径、振动样品磁强计检测纳米粒的mp和磁滞回线、ct和mri扫描检测纳米粒的纳米粒的x线吸收效能和r2。3.fe3o4@au-peg-bbn探针的构建及其对乳腺癌细胞t-47d的体外标记:参照序列qwavghlm合成修饰有巯基化peg链的多肽hs-peg-t-bbn,利用金与巯基之间的配位作用将多肽分子连接到复合纳米粒的表面,制备出胃泌素释放肽受体靶向的分子探针fe3o4@au-peg-bbn。以人乳腺癌细胞mda-mb-231和t47-d为模型细胞,用cck-8试剂盒检测纳米探针的细胞毒性,通过普鲁士蓝染色和透射电子显微镜观察探针对t47-d细胞的特异性标记及其在细胞内的亚细胞定位。4.fe3o4@au-peg-bbn纳米粒对乳腺癌靶向mri/ct双模态成像研究:用fe3o4@au-peg-bbn探针对处于生长对数期的mda-mb-231和t47d乳腺癌细胞进行体外标记,并对标记细胞进行mr和ct双模态成像,体外检测纳米探针对t47-d的靶向成像作用。将t47-d和mda-mb-231两种细胞移植到裸鼠皮下,建立人乳腺癌的移植瘤动物模型。将探针通过尾静脉引入体内,取不同时间点对肿瘤进行mri和ct成像,探讨探针在体对人乳腺癌t47-d的靶向成像作用。结果:1.通过高温分解法成功合成疏水性fe3o4纳米粒,纳米粒为球形,形貌规则且粒径分布很窄,其平均粒径为7.8±0.8nm。通过sds的表面修饰,纳米粒成功自组装呈具有多个磁性内核的纳米胶束,其平均粒径为145±13nm。通过高温水解一锅法成功合成fe3o4纳米粒团簇,粒径分布均匀,其平均粒径为110±10nm。高分辨电镜结果显示2种纳米粒的晶格条纹类似,其晶格条纹间距均和fe3o4标准晶面间距吻合较好,证明合成的2种纳米粒均为fe3o4纳米粒。选区衍射结果显示两者的衍射花样均呈同心圆样,且极其相似,通过衍射环间距计算出的纳米粒晶面间距和数据库中fe3o4的较为吻合。纳米粒的能谱分析显示纳米粒中主要含有fe和o这两种化学元素。xrd测量结果显示合成纳米粒具有较好的结晶性,且和fe3o4的标准x射线衍射谱吻合较好。3种纳米粒的水化粒径依次为9.7±1.2nm、164±18nm和123±13nm,在水溶液中均呈负电性,其zeta电位依次为-45.2mv、-52.3mv和-55.1mv。测量3种纳米粒的mp后发现三者均具有超顺磁性,mp较相近,依次为71emug-1、69emug-1、65emug-1,接近块体fe3o4的mp。但是相对于单个fe3o4纳米粒,具有多核结构的磁性纳米粒的r2显著升高,三者的r2分别为67mm-1s-1、256mm-1s-1和245mm-1s-1。2.以高温水解法合成的纳米团簇为磁核,成功通过stober法在其外表面包被一层sio2,并进行氨基化修饰。合成出粒径为3.2nm的金种颗粒,并成功将其偶联在磁核表面。依次加入不同量的生长溶液,得到具有不同金壳成厚度的复合纳米粒。加入10、20和30ml生长溶液得到的复合纳米粒的粒径依次为118±12nm(fe3o4@au-10)、125±13nm(fe3o4@au-20)和130±11nm(fe3o4@au-30)。uv-vis吸收光谱测定显示不同厚度金壳层的吸收峰的位置不同,3.2nm金种纳米粒的吸收峰在520nm波长处。随着加入生长溶液的增多,复合纳米粒的吸收峰逐渐红移。随着金壳层厚度的增加,纳米粒的mp逐渐从63emug-1下降到32.5emug-1,r2也相应地从235mm-1s-1下降到168mm-1s-1。相反,随着金壳层厚度的增加,复合纳米粒的x射线衰减能力逐渐增强,fe3o4@au-10、fe3o4@au-20和fe3o4@au-30的x射线衰减能力分别是同浓度碘溶液的1.72、1.91和2.12倍。3.利用金和巯基之间的强配位作用,成功将t-bbn连接在fe3o4@au纳米粒表面制备出胃泌素释放肽受体靶向mri/ct双模态探针fe3o4@au-peg-bbn。cck-8检测结果显示fe3o4@au-peg-bbn探针具有较好的生物相容性,未显著降低细胞的活性。普鲁士蓝染色结果表明探针能特异性标记人乳腺癌细胞t47-d,其标记效率显著高于mda-mb-231细胞组,且探针fe3o4@au-peg-bbn对t47-d的特异性标记作用能被游离的t-bbn多肽阻断。透射电镜结果也证明了探针fe3o4@au-peg-bbn对t47-d细胞的特异性标记,同时提示纳米探针在细胞内主要分布于细胞核周围的溶酶体中。4.体外用系列浓度的fe3o4@au-peg-bbn探针对t47-d细胞进行标记,并对标记细胞进行mri和ct成像,结果显示随着浓度的升高,标记细胞的t2信号强度逐渐降低。同时,不同标记组细胞的ct值逐渐升高。采用皮下种植的方法构建人乳腺癌动物模型,并将探针fe3o4@au-peg-bbn通过尾静脉引入到动物模型体内进行靶向mri和ct成像。扫描结果显示,肿瘤区域的mri信号强度出现明显的降低,且能持续较长时间,随着时间的推移,肿瘤的信号强度逐渐回升。兴趣区内的ct值同时出现明显的上升,其变化规律和mri类似。结论:本研究通过不同的方法成功合成了3种磁性纳米粒,筛选出一种同时具有超顺磁性和高r2的磁性纳米粒作为复合纳米粒的磁性内核。通过种子生长的方法在磁性纳米粒表面生长金壳层,并通过调整加入生长溶液的量精确控制了金壳的厚度,制备出一种同时具有优秀r2和X射线衰减效能的MRI/CT双模态复合纳米粒Fe3O4@Au。基于金和巯基之间的强配位作用,成功将t-BBN多肽偶联在Fe3O4@Au纳米粒表面,构建了人乳腺癌T47-D靶向分子探针Fe3O4@Au-PEG-BBN。通过体外和体内实验证明Fe3O4@Au-PEG-BBN能特异性靶向T47-D细胞,实现人乳腺癌的靶向MRI/CT双模态成像。