稳定的水溶性氧化铁磁性纳米粒子的制备及造影性能研究

摘要

随着纳米科技的发展，磁性Fe3O4纳米粒子（NPs）在组织修复、免疫测定、热疗、药物输送、细胞分离和磁共振成像（MRI）造影等方面拥有广阔的应用前景，生物医学应用要求磁性纳米粒子具有良好的稳定性、水溶性、生物相容性以及优异的磁功能特性。
　　 本实验，首先合成并制备了油酸修饰的Fe3O4纳米粒子（oleic-Fe3O4），并用两亲性聚合物Poly（maleicanhydridealt-1-tetradecene）（30000-50000）（PMAT）对oleic-Fe3O4进行表面修饰后，获得了具有良好水溶性和稳定性的PMAT-Fe3O4纳米粒子。利用透射电镜（TEM）、动态光散射（DLS）、傅立叶红外分光光度计（FT-IR）、振动样品磁强计（VSM）、热重分析仪（TGA）等分析手段对粒子的结构和性质进行表征。同时作为对比，合成了水溶性的四甲基胺修饰的TMAOH-Fe3O4纳米粒子。
　　 利用MRI，分别测定了两种粒子的弛豫时间（T）和弛豫率（r），发现PMAT-Fe3O4NPs拥有比TMAOH-Fe3O4NPs高得多的T2弛豫率（r2）。研究表明，由于高分子聚合物的修饰引起纳米粒子发生部分聚集，这是导致其比单分散性的纳米粒子具有更高的弛豫率的原因，由于PMAT-Fe3O4NPs不仅具有较高的弛豫率，而且具有的合适尺寸有利于实现肝部网状内皮系统的MRI造影，具有开发成为优秀MRI造影剂的潜力。
　　 为了研究PMAT-Fe3O4NPs造影性能，实验采用小鼠模型，经小鼠尾静脉注射后，粒子很快被动靶向到小鼠肝脏，通过MRI研究发现，小鼠肝部T2信号强度明显迅速降低，并能保持较长的时间。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 磁性纳米材料与纳米生物医学

1.2 磁性氧化铁纳米粒子的制备方法简介

1.2.1 水解合成路径

1.2.2 非水解合成路径

1.3 磁性氧化铁纳米粒子的表面修饰

1.3.1 氧化铁纳米粒子进行表面修饰的意义

1.3.2 常见的氧化铁纳米粒子表面修饰物

1.3.3 氧化铁纳米粒子进行表面修饰的机理研究

1.4 氧化铁纳米纳米粒子在磁共振医学影像中的应用

1.4.1 生物探针

1.4.2 细胞标记

1.4.3 医学影像与分子影像

1.5 本论文主要研究内容

参考文献

第二章 两亲性聚合物修饰氧化铁磁性纳米粒子的制备与表征

2.1 引言

2.2 实验试剂与仪器

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验仪器

2.3 实验测量

2.3.1 油酸修饰的Fe3O4纳米粒子(oleate-Fe3O4)的制备

2.3.2 四甲基氢氧化胺(TMAOH)修饰的Fe3O4纳米粒子(TMA-Fe3O4)的制备

2.3.3 聚合物PMAT修饰的Fe3O4纳米粒子(PMAT-Fe3O4)的制备

2.4 纳米粒子的表征分析

2.4.1 透射电镜(TEM)分析

2.4.2 动态光散射(DLS)分析

2.4.3 傅立叶红外光谱(FT-IR)分析

2.4.4 热重分析(TGA)

2.4.5 振动样品磁强计(VSM)分析

2.4.6 结果与讨论

2.5 本章小结

参考文献

第三章 氧化铁磁性纳米粒子MRI弛豫率的测量研究

3.1 引言

3.1.1 磁共振成像(MRI)与常用造影剂简介

3.1.2 弛豫时间(T)与弛豫率(r)的计算原理

3.2 实验原料与仪器

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验仪器

3.3 实验测量

3.3.1 PMAT-Fe3O4和TMA-Fe3O4纳米粒子(T)与(r)的的测定

3.3.2 PMAT-Fe3O4和TMA-Fe3O4纳米粒子在纯水中的造影效果

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

参考文献

第四章 氧化铁磁性纳米粒子小鼠体内肝靶向造影的研究

4.1 引言

4.2 实验试剂与仪器

4.2.1 实验试剂

4.3 实验测量

4.3.1 PMAT-Fe3O4纳米粒子的细胞毒性检测

4.3.2 PMAT-Fe3O4纳米粒子体内MR成像研究-小鼠肝部成像效果

4.4 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

参考文献

作者简介:

发表论文情况:

课题基金资助:

致谢