ACS Nano:形貌对磁共振成像纳米造影剂性能的影响

发布日期:2018-4-26     浏览次数:1831次    发布者:刘春英    

       高锦豪教授课题组针对磁共振成像领域,在磁性纳米颗粒的形貌和造影剂弛豫率的构效关系方面取得重要进展,相关研究成果“The Roles of Morphology on the Relaxation Rates of Magnetic Nanoparticles”发表于ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.8b01048)。

       随着经济发展和社会进步,人们对疾病诊断的精确性和可靠性提出了更高要求。其中,磁性纳米材料因其优异的磁共振造影能力,为快速准确地进行疾病成像诊断提供了有力的工具,吸引了科研工作者的广泛关注。近些年,人们致力于发展各种形状的磁性纳米材料来提高其T1T2磁共振造影能力,以提高临床疾病诊断的精确性和准确性。然而,关于纳米形状如何影响磁场中水质子的弛豫过程进而影响其造影能力的机理尚不清楚,故而如何依据形貌设计以提高造影能力鲜为人知。因此,系统探索研究纳米材料的形貌对磁共振造影性能的影响具有重大意义。

                       
       基于这一研究背景,课题组以六种体积相同而形貌不同的磁性纳米材料为对象研究了形貌与T1T2弛豫率之间的关系。研究表明,不同形状的纳米颗粒在外磁场下具有不同的有效半径,有效半径是可预测T2弛豫率的更为合理和精确的参数;T1弛豫率与比表面积和裸露面紧密相关,裸露晶面上的有效金属原子个数是评估T1弛豫率至关重要的因素。此工作首次提出了外磁场下有效半径的概念,阐明了磁性纳米颗粒形状与弛豫率之间的关系;提高了造影剂的造影性能,进而增加了疾病诊断和肿瘤成像的精确性。此项研究为合理发展高效多功能探针和提高磁共振分子成像的精准诊断开辟了新的视野。

       该工作主要由化学化工学院杨丽娇博士完成;物理科学与技术学院陈忠教授、王瑞方教授及王振宇博士在杂散场模拟和活体磁共振成像研究提供支持。研究工作得到国家自然科学基金(21771148、21602186、21521004、81430041)和国家“973计划”(2014CB744502)等资助。

             

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b01048

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