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CT、MRI成像技术是目前临床上最常见的两种影像诊断方法,同时光学成像技术凭借其自身的优势受到了越来越多的关注。但是受到本身技术的限制,这三种成像设备都存在一些缺点并且很难从硬件技术方面去克服。因此,我们的设想是从CT、MRI和光学成像的造影剂入手来解决这个问题并提高成像效果。目前临床上常用的CT造影剂通常是三碘苯环的衍生物。超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒作为一种MRI造影剂具有突出的优势,并已在临床中获得应用。光学成像试剂主要有荧光染料和量子点两类,量子点作为新型的纳米材料,它的光学特性和生物特性都要优于传统的有机荧光染料,因此可以作为光学成像的首选造影剂。建立在这个基础上,我们借助于纳米乳的合成方法,分别合成了CT/MRI以及CT/光学成像的双模态造影剂。
首先,选择了碘化油注射液作为CT造影剂部分,油酸包覆的四氧化三铁纳米粒子作为MRI造影剂部分。基本思路为将油溶性的四氧化三铁纳米粒子充分溶解在碘化油注射液中,两者作为一个整体借助表面活性剂将其转化为水包油型乳液。该方法具有工艺简单、反应条件温和等特点。通过对表面活性剂、反应温度、反应时间等的控制,合成了尺寸合适、均一性较好的水包油型纳米乳液,并在体外验证了该纳米乳液的CT/MRI双模态造影效果。
其次,采用类似的合成方法,选择了碘化油注射液作为CT造影剂部分,溶解在正己烷中的CdSe/ZnS量子点作为光学探针,合成了碘油包封量子点的CT/光学双模态造影剂。用TEM和DLS验证其形貌和尺寸,体外通过光谱分析以及测量CT值验证了该样品的体外CT/光学造影效果。
最后,进一步研究了碘油包封量子点的CT/光学双模态造影剂在细胞水平及动物体内的造影效果。首先,用MTT法分析了该材料的生物相容性,同时将材料与细胞共同培养后观察细胞内的荧光效应,结果表明该材料能够作为光学探针进行细胞水平的成像。其次,我们建立了一个斑块的动物模型,通过静脉注射纳米乳液后观察到其能够靶向到巨噬细胞,从而增强斑块的影像(CT值增加了20HU左右),初步验证了其能够用于非创伤性的诊断动脉斑块。