基于磁性纳米材料的高性能磁共振成像造影剂的合成及生物医学应用研究

摘要

磁共振成像造影剂可以改变组织的弛豫时间，从而改变组织的信号强度，有力地提高了组织的磁共振影像对比度，使得诊断更准确。因此，发展新型高性能磁共振成像造影剂具有重要的现实意义。本论文围绕高性能磁共振成像造影剂这一重大需求，设计合成了多种磁性无机纳米材料，并对其磁共振造影性能及生物应用潜能进行系统研究。
　　首先，基于高磁性的纳米材料往往可以产生更强的T2造影效果的思路，本论文合成了具高饱和磁化强度和优秀抗氧化性能的Fe5C2纳米颗粒，并对其磁共振造影性能进行研究。结果表明，Fe5C2纳米颗粒可以高效地缩短水质子的T2弛豫时间，是一种潜在的高性能T2磁共振造影剂。
　　其次，为了更好地理解磁性纳米颗粒中T2与T2造影效应的相互作用关系，本论文合成了四种不同粒径的锰掺杂氧化铁纳米颗粒，并系统研究其尺寸大小与磁共振造影性能的关系。结果表明，锰掺杂氧化铁纳米颗粒的磁共振造影性能具有尺寸依赖性。通过对其尺寸的调节，可得到具不同成像模式（T1，T2或T1-T2双模式）的磁共振造影剂。
　　最后，从纳米聚集体的形成可以提高氧化铁纳米颗粒T2弛豫率的思路出发，本论文利用羧基化石墨烯作为相转移试剂将油相合成的氧化铁纳米颗粒转移至水相中并一步得到氧化铁纳米颗粒/羧基化石墨烯纳米复合物。由于氧化铁纳米颗粒负载在石墨烯片上形成纳米聚集体，其T2磁共振造影性能得到了有力增强。同时对其光热治疗性能的研究表明，氧化铁纳米颗粒/羧基化石墨烯纳米复合物还可有效地治愈肿瘤。
　　总之，本论文基于不同设计思路，合成了多种磁性纳米材料，并系统研究了其磁共振造影性能及生物应用中的一些关键问题，最终获得了多种新型高性能磁共振成像造影剂。这些研究不仅丰富了高性能磁共振成像造影剂的获得，还为进一步理解磁性纳米颗粒的磁共振造影机理提供一定的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．磁共振成像技术

1．1．1．磁共振成像的基本原理

1．1．2．磁共振成像的优点

1．2．磁共振成像造影剂

1．2．1．磁共振成像造影剂的基本作用机理

1．2．2．磁共振成像造影剂的分类

1．3．基于无机纳米颗粒的新型磁共振成像造影剂的发展

1．3．1．新型T1造影剂

1．3．2．新型T2造影剂

1．3．3．T1-T2双模式造影剂

1．4．本论文的选题依据及研究内容

参考文献

第二章 碳化铁纳米颗粒用作T2磁共振成像造影剂的研究

2．1．引言

2．2．实验部分

2．2．1．实验仪器

2．2．2．实验试剂

2．2．3．实验方法

2．2．4．样品的表征

2．3．结果与讨论

2．3．1 Fe5C2纳米颗粒的表征

2．3．2．Fe5C2纳米颗粒的磁共振造影性能评价

2．4．本章小结

参考文献

第三章 锰掺杂氧化铁纳米颗粒的磁共振造影性能调控

3．1．引言

3．2．实验部分

3．2．1．实验仪器

3．2．2．实验试剂

3．2．3．样品的制备

3．2．4．样品的表征

3．3．结果与讨论

3．3．1．锰掺杂氧化铁纳米颗粒纳米颗粒的表征

3．3．2．锰掺杂氧化铁纳米颗粒弛豫率的尺寸效应

3．3．3．锰掺杂氧化铁纳米颗粒的活体造影性能

3．4．本章小结

参考文献

第四章 氧化铁纳米颗粒／羧基化石墨烯纳米复合物的制备及其在肿瘤诊疗中的应用

4．1．引言

4．2．实验部分

4．2．1．实验仪器

4．2．2．实验试剂

4．2．3．实验方法

4．2．4．样品的表征

4．3．结果与讨论

4．3．1．氧化铁纳米颗粒／羧基化石墨烯纳米复合物的合成及表征

4．3．2．氧化铁纳米颗粒／羧基化石墨烯纳米复合物的磁共振造影性能

4．3．3．氧化铁纳米颗粒／羧基化石墨烯纳米复合物的光热治疗性能

4．4．本章小结

参考文献

第五章 结论与展望

5．1．主要结论

5．2．展望

博士期间发表论文情况

致谢