超小氧化钆点缀的介孔二氧化硅作为磁共振T_1造影剂的实验研究

目的利用超小氧化钆(Gd_2O_3)改性介孔二氧化硅(SiO_2)开发出高性能的磁共振(MRI)纳米T_1造影剂,并验证其造影性能和细胞生物安全性。方法通过探讨钆(Gd)的添加量,研究SiO_2/Gd_2O_3(氧化钆点缀的二氧化硅,记为SG)比表面积和孔径的变化规律,获取最佳的Gd添加量;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析仪(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)、3. 0 T磁共振成像仪等仪器,测量纳米复合材料形貌、磁共振性能、稳定性和生物兼容性。结果当六水合氯化钆(GdCl_3·6H_2O)添加量为0. 1 g(记为SG0. 1)时,制备的纳米复合材料具有最高的比表面积(661 cm^3/g)和孔隙率;此外TEM结果显示SG0. 1具有均一的尺寸,完整的球形,且直径约50 nm; EDS分析证实了纳米复合材料中Gd元素的存在,进一步说明Gd_2O_3被成功点缀进介孔SiO_2中;同时ICP-OES测得SG0. 1中Gd元素的质量百分比约为1. 6%;磁共振成像仪的检测结果证明SG0. 1具有超高的纵向驰豫率(45. 1 mmol^(-1)·s^(-1)),预示其超高的T_1造影性能。在pH 4. 5以上,Gd离子释放率几乎可以忽略,表明其具有较高的安全性; CCK-8实验结果表明,在SG0. 1培养牙髓干细胞(DPSCs) 24 h和48 h未见明显的细胞凋亡,预示该纳米造影剂具有良好的生物兼容性。结论成功制备出基于Gd_2O_3改性介孔SiO_2的新型磁共振T_1纳米造影剂,为其预临床研究和商业应用提供重要依据。

新型pH敏感型氧化锰纳米探针的制备与表征

目的合成一种成分为四氧化三锰(Mn3O4)的磁共振纳米造影剂,对其表征并初步探索其造影效能以及安全性能。方法以聚丙烯酸作为pH响应聚合物与硫酸锰反应获取纳米颗粒,通过X射线光电子能谱分析仪和X射线衍射仪确定所合成氧化锰的分子式,使用透射电子显微镜、粒度分析仪、电感耦合等离子发射光谱、7.0 T磁共振成像仪器等对纳米颗粒的形态、磁共振性能、细胞生物相容性以及材料稳定性进行研究。结果利用谷胱甘肽、聚丙烯酸与硫酸锰反应获得氧化锰样品,透射电子显微镜下可以观察到该纳米颗粒形态为花瓣状,直径约为100 nm,X射线光电子能谱分析仪及X射线衍射仪结果均显示其成分为Mn3O4;该材料在pH为4.5时,其24 h Mn^(2+)释放量仍然低于0.5%,证明其稳定性良好,安全性佳;磁共振成像结果显示,在pH为酸性的条件下,氧化锰纳米颗粒具有极高的造影性能,当pH为4.5时,其纵向弛豫率达到了13.0 mmol^(-1)·s^(-1),表明其可以对肿瘤的微环境反应;CCK-8结果显示,将该氧化锰纳米颗粒与牙龈成纤维细胞共同培养24 h和48 h均未产生细胞毒性,证明该材料具有良好的生物相容性。结论成功地合成了一种成分为Mn3O4的新型磁共振纳米造影剂,其生物相容性良好,酸性条件下具有最高的造影效能,为其进一步的临床研究提供依据。