Chelator-Free法标记介孔二氧化硅纳米颗粒用于乳腺癌靶向PET成像

目的 使用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs),制备新型正电子发射计算机断层显像(PET)分子探针,并检测其表征、生物安全性、放射性化学性能、体内生物分布及评估其体内乳腺癌靶向PET成像性能。方法 用模板法合成MSNs,对其进行纳米表征及生物安全性分析,明确其良好的生物安全性。并用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记,制备出新型纳米PET分子探针^(68)Ga-MSNs,对其进行放射性化学分析,评估其在KM小鼠体内生物分布和对乳腺癌荷瘤小鼠的靶向PET成像性能。结果 MSNs平均粒径为85.03 nm,分散均匀,形貌优良。生物安全性分析显示MSNs在100μg/ml浓度下对细胞增殖无明显影响,显示出良好的生物安全性。^(68)Ga-MSNs的标记率大于95%,放射性化学分析显示,经纯化后^(68)Ga-MSNs放射性化学纯度大于98%,体外标记稳定性优良。KM小鼠体内生物分布显示^(68)Ga-MSNs主要分布于肝脏、脾脏和肺脏。乳腺癌MCF-7荷瘤小鼠模型PET成像表明,^(68)Ga-MSNs在肿瘤部位摄取明显,显示出良好的体内靶向PET成像性能。结论 本研究成功应用Chelator-Free标记法构建的^(68)Ga-MSNs分子探针具有良好的表征、生物安全性及放射性化学性能,具有活体乳腺癌靶向PET成像性能,该研究为乳腺癌的靶向诊疗提供新的药物平台。

前列腺癌EpCAM特异性分子探针的构建及其在体MR成像研究

目的:利用金磁纳米微粒偶联核酸适配体构建前列腺癌EpCAM特异性分子探针Ep1-GoldMag,探讨其对EpCAM阳性前列腺癌的亲和性及其在体MR成像能力。方法:将金磁纳米微粒偶联前列腺癌EpCAM核酸适配体制备分子探针Ep1-GoldMag。采用免疫荧光实验检测Ep1-GoldMag靶向EpCAM阳性前列腺癌组织细胞的能力;构建前列腺癌EpCAM荷瘤裸鼠模型,采用免疫组化检测裸鼠肿瘤及其重要脏器组织的EpCAM表达情况。将Ep1-GoldMag注入裸鼠体内,在注射后不同时间点行MRI扫描,比较注射前后各时间点的肿瘤T_(2)WI信号强度,探讨分子探针在体MR成像的可行性。结果:成功制备Ep1-GoldMag,并证实其能特异性识别EpCAM阳性前列腺癌组织细胞。对裸鼠注射Ep1-GoldMag前后行MRI扫描,结果显示注入1 h后,肿瘤T_(2)WI信号明显减低,6 h后T_(2)WI信号持续减低,12 h后T_(2)WI信号略升高,但与注射前相比仍呈低信号,而对照组注射前后T_(2)WI信号强度未见减低,实验组与对照组组间以及实验组内部注射前后各时间点的信号差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:本研究制备的分子探针Ep1-GoldMag具有良好的EpCAM前列腺癌组织细胞特异性,并能在MR上特异性成像。

以纳米分子探针为基础的分子影像技术在肿瘤早期检测中的应用

包含纳米材料、纳米器件以及纳米表征测量等的纳米技术,对生物、医学的进步产生了巨大影响。尤其利用纳米材料独特的颗粒及光学、电学等特性.结合现代医学影像技术,如光学成像、CT、PET/SPECT、MRI及超声成像(US)等.有可能在肿瘤发生初期进行早期特异性检测和有效的靶向治疗.使影像医学从对传统的解剖和生理功能的研究进展到分子水平成像.实现靶向分子成像,探索疾病的分子水平变化,在疾病早期做出明确诊断。

穴位敏化的纳米分子影像学研究进展

穴位敏化是穴位接受刺激因素后激发机体调节功能的动态过程。目前,运用影像学技术的穴位敏化研究尽管已有一定的成果,但仍存在以下局限性:忽略了穴位敏化的时空动态性、忽略了敏化过程中特征性物质的动态变化、特定分子探针尚未得到较好运用。随着分子影像学技术的发展,不仅可以观察到穴位敏化动态过程中的生物物理学变化,还可深入到细胞、分子水平的研究。同时,前沿纳米技术和材料正愈发广泛地应用于生物医学领域。将生物成像技术和纳米生物技术的优势有机结合而产生的纳米生物成像技术,可为穴位敏化的胞内结构研究奠定基础,进而为探讨穴位敏化的物质基础提供科学依据。

靶向诊疗一体化纳米探针US/MRI双模态成像及增效高强度聚焦超声治疗的体外实验

目的制备叶酸受体靶向诊疗一体化纳米探针,观察其体外主动靶向肝癌细胞的能力,探讨其体外增强US/MRI双模态显像效果和对高强度聚焦超声(HIFU)杀伤肝癌细胞的增效作用。材料与方法采用双乳化法和碳二亚胺法制备载磁性颗粒和相变材料全氟己烷的靶向叶酸受体的纳米探针,检测其平均粒径、形态结构和液气相变能力。体外观察该纳米探针对肝癌细胞BEL-7402的主动靶向能力。以HIFU体外辐照观察纳米探针的超声成像效果;并对不同含量磁性颗粒Fe_3O_4纳米探针进行MRI检查。体外细胞凋亡实验检测该纳米探针联合HIFU对肝癌细胞的增效杀伤能力。结果成功制备载磁性颗粒和全氟己烷的叶酸受体靶向纳米探针,其平均粒径为(402.50±66.43)nm,形态呈规则球形,其内散在分布磁性颗粒Fe_3O_4,且HIFU辐照能使其发生液气相变。体外靶向实验显示BEL-7402细胞周围有大量纳米探针环绕。体外双模态成像显示HIFU辐照纳米探针后,超声回声强度明显增强;该纳米探针的MR负性显像能力也随纳米粒中Fe_3O_4浓度增加而增强。体外细胞凋亡实验显示该纳米探针具有显著提高HIFU杀伤肝癌细胞效果的能力。结论成功制备的靶向诊疗一体化纳米探针具有良好的体外寻靶能力,不仅能作为多模态显像剂用于超声和MRI,还可协同HIFU增强对肝癌细胞的杀伤效果,从而有望实现肿瘤早期诊断和靶向精准治疗。

磁性氧化铁纳米探针用于肿瘤靶向磁共振成像的研究现状

超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs)粒径小,穿透性强,常用于制备分子成像探针或MRI对比剂。近年来,国内外对纳米修饰的肿瘤靶向性磁性氧化铁探针研究越来越多。本文对SPIONs探针的合成、表面修饰及其生物医学应用进展进行综述。

纳米微粒在分子成像中的研究进展

近年来纳米技术在分子成像方面的应用研究发展很快,纳米微粒的发展出现多元化的显像模式。这些纳米级标志可以用于生物体内特异性细胞和组织的成像,一些纳米微粒对于监测人类疾病的生物过程及评价治疗效果可能有重要作用。尽管很多研究还处于实验阶段,但其潜力却非常大。

基于MR分子成像的分子探针及其研究进展

MR分子成像可以利用MRI技术并借助对比剂的生化特征来直接或间接地反映目的基因的情况,其核心任务的关键在于分子探针的选用。本文介绍了分子探针在MRI技术中的重要性及MR分子成像对分子探针的要求,且着重阐述了MR分子成像中分子探针的种类及其应用进展情况。

靶向HER-2多模态纳米探针的制备及性能研究

目的探讨多模态靶向HER-2探针的合成方法及其对乳腺癌细胞体外靶向结合的可行性与在荷瘤小鼠体内生物分布情况。方法合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒SPIO-PAA和靶向HER-2的多模态纳米探针SPIO-herceptin-NOTA-AI^18F,通过电子显微镜观察、动态光散射仪器检测、磁性分析、脂水分配系数测定和体外稳定性试验对其理化性能进行评估。MTT法检测对细胞增殖的影响;体外细胞特异性结合实验确定纳米探针的靶向活性,分析其在荷瘤小鼠体内的分布和代谢。结果透射电镜下SPIO-PAA形状规则,具有良好的分散性和均匀的粒径。SPIO-herceptin-NOTA-AI^18F的饱和磁化强度为50.38 emu/g,具有明显的亲水性。动物模型显示该探针主要分布于肿瘤组织、血液、肝脏、脾脏和肾脏,主要由肝脏代谢,肾脏排泄。结论SPIO-herceptin-NOTA-AI^18F具有良好的理化性能和体外生物学特性,符合MRI和PET检查的要求,且靶向性强,生物安全性好,具有临床应用潜能。

PET/MRI双模态显像剂^(68)Ga-NOTA-SPIO的制备及其性质初步研究

目的制备高灵敏度、高分辨率的PET/MRI双模态显像探针^(68)Ga-NOTASPIO,对其体外及部分体内生物学性质进行评价,并探讨其作为PET/MRI双模态显像剂的可能。材料与方法制备出前体SPIO-PEG2000-NOTA,并对其表征进行检测。采用"一锅法"对前体进行放射性标记,制备出双模态探针^(68)Ga-NOTA-SPIO,采用快速薄层层析法测定标记率。评估其体外稳定性和脂水分配系数,并观察其在正常鼠的体内生物学分布。结果制备出分散均一、粒径均匀的前体SPIO-PEG2000-NOTA;并合成双模态探针^(68)Ga-NOTA-SPIO,标记率达99%,脂水分配系数Log P=-2.60±0.13,在磷酸盐缓冲液和胎牛血清中2 h内的放化纯度均>95%。小鼠体内生物分布实验显示,该探针主要分布于肝脏和脾脏,血液中廓清速度较快。结论 "一锅法"合成双模态探针^(68)Ga-NOTA-SPIO标记率高、无需纯化,具有良好的理化性质及生物相容性,可用于后续的PET/MRI双模态显像研究。

功能化高分子脂质体包裹的纳米金颗粒作为新型CT造影剂的初步研究

目的 探讨功能化高分子脂质体包裹的纳米金（LADL@Au NPs）作为分子探针用于CT造影的可行性。方法 采用超声微乳液法将纳米金颗粒包裹到自主研发的亚油酸改性葡聚糖高分子脂质体中,以相同浓度临床成像剂碘海醇作对照,进行体外CT扫描,分析2者的CT值差异。采用合适浓度（6 mg/m L）颗粒悬液,尾静脉注射到Balb/c裸鼠体内,实时观察CT显影。结果 体内外实验表明大于4 mg/m L颗粒的CT值远高于相同条件下碘海醇,也可更清晰的显示器官对比,且具有更长的体内循环时间。结论 相比于碘海醇,功能化高分子脂质体包裹的纳米金颗粒可用作新型CT分子探针,具有极大应用前景。

磁性靶向纳米粒体外多模态成像及对肝星状细胞的靶向作用

背景:近来年,分子成像结合医学影像技术和靶向分子探针逐渐成为研究的热点,其相互结合能够在分子水平对靶组织进行观察,从而实现对疾病的发生、发展实时无创成像。目的:制备载磁性颗粒靶向纳米粒探针,探讨其体外超声/CT/MRI成像效果,观察其体外对大鼠肝星状细胞的靶向能力。方法:以高分子材料聚乳酸/羟基乙酸作为外壳、含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列环八肽作为配体,通过双步乳化法制备包载磁性颗粒和全氟辛溴烷的载磁性颗粒靶向纳米粒cRGD-PLGA-Fe3O4-PFOB,检测其理化性质。将载磁性颗粒靶向纳米粒以双蒸水稀释为不同质量浓度的混悬液,体外观察其超声、CT、MRI显影效果。通过碳二亚胺法连接精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列肽与载磁性颗粒靶向纳米粒,验证载磁性颗粒靶向纳米粒的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列连接情况和体外靶向能力。细胞毒性实验测定不同质量浓度载磁性颗粒靶向纳米粒对大鼠肝细胞BRL-3A的毒性作用。结果与结论:(1)载磁性颗粒靶向纳米粒分散度好,大小较均匀,单个纳米粒呈球形,数个黑色的铁颗粒分布于壳膜上,平均粒径为(221.5±60.3) nm,Fe3O4包封率为38%;(2)随着载磁性颗粒靶向纳米粒质量浓度的降低,样品的超声回声强度、CT值均逐渐降低;随着纳米粒中Fe3O4颗粒质量浓度的增加,MRIT2加权信号强度逐渐降低;(3)流式细胞仪检测显示,含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列环八肽与载磁性颗粒靶向纳米粒的连接率为94.13%;体外靶向实验显示,大部分载磁性颗粒靶向纳米粒聚集于大鼠肝星状细胞细胞HSC-T6周围;(4)不同质量浓度的载磁性颗粒靶向纳米粒对大鼠肝细胞BRL-3A活力无影响;(5)结果表明,载磁性颗粒靶向纳米粒探针不仅能作为多模态显像剂用于超声、CT、MRI,且在体外实验中对大鼠肝星状细胞有较强的靶向能力,对肝纤维化的早期诊断具有重大应用潜力。

SPECT/光声双模态纳米探针在肝成像中的应用

目的肝纤维化、肝硬化、肝癌等疾病严重威胁人类健康。通过特异性纳米探针对肝脏疾病进行检测,为治疗策略的制订提供参考。材料与方法本研究以牛血清白蛋白为骨架,在白蛋白上修饰半乳糖基团用于靶向肝脏上的去唾液酸糖蛋白受体,通过氯胺-T标记法进行放射性碘的标记,并在白蛋白内包裹吲哚菁绿分子形成肝靶向的纳米颗粒。分别进行纳米颗粒的粒径及光谱表征、生物分布、SPECT显像以及光声成像实验。结果表征实验结果表明,该纳米颗粒的粒径为86.4 nm,在705、780 nm处有明显吸收峰。生物分布实验结果表明,该放射性标记的纳米颗粒在肝脏的分布60 min时可达到(55.52±5.39)%ID/g,而受体抑制后,肝脏摄取降为(37.01±7.38)%ID/g,抑制效果明显(P<0.05);该材料的肝摄取在240 min时依旧保持在(34.22±4.44)%ID/g,而在其他器官中,放射性标记物的分布值较低,差异有统计学意义(P<0.05)。SPECT及光声成像实验结果与生物分布数据一致,肝脏上面有最高信号,适于进行肝的成像。结论 ^(131)Ⅰ标记的白蛋白纳米颗粒是一种性质优良的肝靶向双模态探针,有望用于肝疾病的检测。

过氧化氢探针的研究进展

作为活性氧家族中的重要成员,过氧化氢不仅是生命体内重要的氧代谢产物和信号传导介质,而且也是氧化胁迫的主要来源和活性氧相关疾病的重要标志物。因此,开发快速、简便、灵敏的过氧化氢探针材料在生物医学等领域具有重要的意义。过氧化氢探针可分为荧光探针、生物发光探针、电极探针等,其中荧光探针因具有高灵敏度、高选择性等特点而受到广泛的关注。以荧光探针为中心,根据分子的大小和工作原理的不同进行分类,介绍了过氧化氢探针的研究进展,并对过氧化氢探针的发展前景进行了展望。

基于中性粒细胞的分子影像探针研究进展

中性粒细胞是最丰富的循环白细胞,是抵御入侵病原体的第一道防线,也是先天免疫系统的关键组成部分。然而,中性粒细胞在各种自身免疫和炎性疾病中也导致组织损伤,并在癌症进展中起重要作用。鉴于多种疾病与中性粒细胞的复杂关系,使中性粒细胞成为诊断与治疗干预的重要靶标。分子影像是指对活体目标生物分子进行定量、非侵入性、重复性的成像,并监测活体生物的相关生物学过程。本文将基于中性粒细胞活细胞探针及中性粒细胞仿生纳米探针在炎症、肿瘤的成像诊断及治疗方面进行综述。

外泌体介导circ_0000218靶向微RNA-144调控胆管癌细胞的增殖、迁移和侵袭

目的探讨外泌体介导的circ_0000218对胆管癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响及其分子机制。方法分离提取胆管癌细胞外泌体,qRT-PCR检测外泌体中circ_0000218表达水平,将si-circ_0000218转染至胆管癌细胞,提取外泌体分别与RBE和HuH-28细胞共培养;CCK8检测细胞活力;Transwell检测细胞迁移和侵袭;免疫印迹检测相关蛋白的表达;双荧光素酶报告基因实验检测circ_0000218和miR-144的靶向关系;功能回复实验观察circ_0000218/miR-144轴对CCA细胞增殖、迁移和侵袭的影响。结果circ_0000218在胆管癌组织和细胞中高表达(P<0.05);外泌体介导的敲低circ_0000218可降低RBE和HuH-28细胞活力、迁移和侵袭数目以及Ki67、MMP-2、MMP-9表达水平(P<0.05);circ_0000218靶向调控miR-144表达(P<0.05),且下调miR-144逆转了敲低circ_0000218表达对RBE、HuH-28细胞的增殖、迁移和侵袭的影响(P<0.05)。结论外泌体介导的circ_0000218可通过靶向调控miR-144表达影响胆管癌细胞的增殖、迁移和侵袭。

狂犬病毒糖蛋白修饰外泌体构建神经靶向磁共振分子探针的实验研究

目的利用狂犬病毒糖蛋白(RVG)修饰的外泌体与超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPION)构建神经靶向分子探针RVG-Exo-SPION,研究其表征及体外磁共振成像(MRI)效果。方法构建RVG-Lamp2b质粒并转染HEK293细胞,提取膜表达RVG的外泌体,电穿孔与SPION合成磁性分子探针RVG-Exo-SPION。采用免疫印迹、透射电镜分析(TEM)、纳米粒径追踪分析(NTA)及体外毒性分析(CCK-8法)方法分别对分子探针外泌体膜蛋白表达、形状、尺寸和生物相容性进行分析和鉴定,并通过激光共聚焦成像、普鲁士蓝染色和MRI联合评估Neuro-2A细胞对分子探针的摄取能力。结果双酶切法证明目的基因重组至pcDNA3.1质粒中,免疫印迹显示重组质粒被有效转染至HEK293细胞,外泌体标记蛋白CD9和CD63呈高表达。TEM显示修饰和电穿孔后的外泌体保持其正常的形状、尺寸和膜结构,外泌体电穿孔后能见到SPION的存在。NTA显示工程化的外泌体粒径分布窄,粒径分布峰值为140 nm。Neuro-2A细胞与1~100 mg/L不同浓度梯度的RVG-Exo-SPION共同孵育时,细胞的活力差异无统计学意义(均P>0.05)。激光共聚焦显微成像分析显示外泌体能高效地进入细胞,线形图显示实验组荧光强度更高;普鲁士蓝染色验证了RVG-Exo-SPION对Neuro-2A细胞的靶向能力,靶向组的阳性细胞标记率明显高于对照组[(75.8±5.6)%比(19.1±2.5)%),P<0.05];体外MRI显示灰阶值在不同铁浓度(5、10、25、50、100 mg/L)之间有明显区别,且在Fe≥25 mg/L的浓度下易于识别。结论基于RVG修饰外泌体构建的磁性分子探针RVG-Exo-SPION在体外实验中具有较好的稳定性和神经靶向性,为进一步用于体内研究提供了可行性。

磁性氧化铁纳米颗粒及其磁共振成像应用

磁性氧化铁纳米颗粒在磁共振成像方面的应用,已经在全世界范围内得到了广泛的关注,相关研究也被各国科学家高度重视。目前,磁性氧化铁纳米颗粒正在从早期的基于被动识别的肝部磁共振造影,快速转向基于主动识别的磁共振分子影像应用。本文将围绕磁性氧化铁纳米颗粒的生物体内应用,着重介绍磁性纳米颗粒的制备及其在疾病诊断,尤其是在肿瘤早期影像诊断方面的研究进展。

纳米金在分子影像学中的应用进展

分子影像学的出现将传统的以解剖结构为成像基础的医学影像学带入到以图像阐释细胞/分子结构和功能以及病理改变的新时代。伴随着"后基因组"时代的到来以及"个体化医疗"的兴起,分子影像学对医学领域带来了里程碑式的革命并日益发挥重要作用。在分子影像领域,寻找最佳的分子影像探针/对比剂以及成像方法,以获取更多的细胞或者分子的功能及病理改变的信息日益成为热门的研究领域。纳米金籍其自身的优点在分子影像学的发展中展示出日益广阔的前景。本文就分子影像学的相关技术及纳米金在分子影像学中的应用进展作一简要综述。

多模态纳米分子探针在动物模型易损斑块中靶向分子成像的研究进展

易损斑块的破裂常常导致急性冠状动脉综合征,造成严重的心血管事件。早期监测易损斑块对于预防急性冠状动脉综合征具有重要意义。目前,分子影像技术能在细胞和分子水平对疾病进行早期检测,其中,用于监测易损斑块的分子影像技术有核医学分子显像、超声分子成像、MRI和光学成像等。近年来,多模态分子影像技术由于结合了多种分子影像技术的优势,能够提供更多解剖与生物代谢信息,因此在监测易损斑块中具有更高的价值。多模态分子探针的制备与构建对疾病的分子影像诊断至关重要,寻找合适的靶点、增强分子探针的靶向性有利于提高疾病的检出率,为更敏感地检出早期易损斑块提供可能。纳米颗粒因其特殊的性能与优点已被广泛应用于多模态分子探针的研究中,然而,此类探针尚处于临床前研究阶段,主要应用于动物模型中。笔者针对易损斑块在组织学以及细胞与分子生物学变化中出现的各种生物标志物,综述多模态纳米分子探针在动物模型易损斑块中靶向分子成像的研究进展。