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结合纳米技术和现代医学分子影像技术的纳米分子影像学在疾病的诊断和治疗方面有着无可比拟的优势,有望在疾病的早期特异性诊断和靶向治疗方面取得突破性进展,具有广阔的应用前景。 集多种功能为一体的多模式生物成像与治疗的纳米颗粒的设计和应用是实现这一目标的关键核心。将治疗性药物或生物分子与其有效结合,实现集诊断和治疗为一体的多功能纳米诊疗探针,成为目前纳米分子影像学和纳米生物医学领域的研究热点和难点。纳米探针在疾病的诊断和治疗方面的研究虽然取得了一定的进展,但距其实际临床应用还有相当的距离,其原因在于一些关键的基础性问题还有待进一步解决,包括如何实现多种纳米颗粒的有效复合、表面功能化基团修饰和生物分子偶联、药物的可控释放以及生物相容性问题等。 本课题利用金纳米棒(GNRs)独特的光学和CT造影性能、量子点(QDs)优异的光学特性以及磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒的磁共振成像(MRI)特性,构建了基于GNRs的两种多功能纳米颗粒(GNRs@QDs@SiO2和 GNRs@SiO2-Fe3O4),并分别将其应用于体外细胞的多模态荧光/CT成像、CT/MRI成像以及光热治疗。主要研究内容包括: (1)首先利用种子生长法合成具有近红外吸收且分散性稳定的GNRs;并采用高温溶剂法合成了荧光发射峰在620nm的油溶性CdSe/ZnS量子点。接着采用改进的Stber法合成了二氧化硅(SiO2)包覆的多功能纳米颗粒 GNRs@QDs@SiO2。并通过透射电镜(TEM)、荧光光谱、吸收光谱、CT成像系统等对其进行了表征。 (2)首先利用改进的Stber法在GNRs表面包覆SiO2并利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)水解在其表面修饰氨基以制备GNRs@SiO2-NH2纳米颗粒;并通过高温热分解法合成油溶性的Fe3O4纳米颗粒,通过配基替换制备α-溴代异丙酸(BMPA)修饰的Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4-Br)。最后通过GNRs@SiO2-NH2与Fe3O4-Br之间发生亲和取代反应制备了多功能的GNRs@SiO2-Fe3O4纳米颗粒。通过TEM、吸收光谱、CT成像系统、MRI成像系统等对其进行表征。 (3) GNRs@QDs@SiO2颗粒的表面偶联靶向生物分子叶酸,并将其用于体外HeLa细胞的靶向CT、荧光成像及光热治疗。结果表明其具有良好的生物相容性及特异靶向性能并显示出优异的CT成像、荧光成像及良好的光热治疗效果。 (4)将GNRS@SiO2-Fe3O4用于巨噬细胞(RAW264.7)的体外CT、MRI成像及光热治疗,结果表明其能显著增强CT和MRI成像效果并显示出良好的光热治疗效果。