纳米生物材料标准化检测和评价的现状与展望

近年来,纳米生物材料被广泛应用于药物靶向递送、医学成像、组织工程、生物传感、化妆品等生物医学领域.纳米材料的特殊性质使其在提高材料性能的同时也带来潜在的生物安全性风险.目前,我国的纳米科技水平已处于世界前沿,然而纳米技术的转化仍旧是短板.纳米生物材料要实现生物医药产品的转化应用,围绕“质量控制”和“安全性评估”两个主要方面,尚有很多关键问题急需解决.本文将综述纳米生物材料及其产品的理化性质表征和生物安全性评价的标准化现状、存在的问题及发展趋势等,为纳米生物材料的转化应用提供参考.

温度对一种新的19F化合物活体浓度核磁定量计算的影响

N-(2-甲基丙烯酸乙酯)-N-(3,3,3-三氟丙基)-N-甲基甘氨酸(CBF 3)是本团队新合成的一种19 F化合物。CBF 3核磁共振体外(20°0)与活体(37℃)成像存在温差,用20℃的标准曲线计算其活体浓度可能误差较大。本研究用19 F核磁共振成像分别计算CBF 3在20℃和37℃的各成像参数和标准曲线。结果表明温度变化各成像参数和标准曲线均显著改变,磁化矢量(M19F)变化是引起标准曲线变化的主因。用20℃和37℃的标准曲线计算CBF 3活体(37℃)成像时的浓度范围分别为:-8.91~10.10mg/ml和0.08~18.93mg/ml。相比之下用37℃的标准曲线计算活体浓度更可靠。

一种新型氟化物单体和聚合物19 F-MRI成像性能对比

19 F磁共振成像(19 F magnetic resonance imaging,19 F-MRI)作为一种新兴的成像技术,在机体内无内源背景信号干扰,具有特异性好、无放射性和可定量检测等优点。高灵敏造影剂是19 F-MRI活体成像信噪比高的基础。基于此,本团队合成了一种新型氟化物N-(2-甲基丙烯酸乙酯)-N-(3,3,3-三氟丙基)-N-甲基甘氨酸分子(CBF 3),其具有分子量小,超亲水,代谢速度快等特点,但纵向弛豫率低,成像速度慢,成像时间窗较短,限制其作为19 F-MRI造影剂的活体成像性能。为了提升CBF 3的活体成像性能,我们利用可逆加成断裂链转移自由基聚合制备均聚物(PCBF 3)。然后利用19 F-MRI体外成像方法分别计算CBF 3和PCBF 3的纵向弛豫值(R1)、横向弛豫值(R2)、磁化矢量(M19F)。研究表明,相比CBF 3,PCBF 3的这3个参数均显著升高(p<0.01),R1值、R2值、M19F值分别升高了125.9%、1126.9%、32.3%。因此,在获得相同T1信号强度的情况下,PCBF 3的成像速度比CBF 3提高近2.26倍。进一步,利用19 F-MRS/MRI进行活体成像评价。结果表明,CBF 3注入小鼠体内约2小时后汇聚于膀胱,活体成像利用率(imaging availability in-vivo,IAIV)约为8%;PCBF 3的IAIV约为84%,可在主要器官、肌肉等区域以及腹主动脉中检测到明显的19 F-MRI信号。综上所述,PCBF 3纵向弛豫率高,成像速度快,成像时间窗长,活体成像利用率高,作为19 F-MRI造影剂的活体成像效果更好。