ACS Nano ：光熱治療中Gd3+基造影劑氧空位可以顯著增強磁共振成像

【背景介紹】

磁共振成像（MRI）由于其高分辨率，優異的軟組織對比度和非電離輻射等優點已經成為成像中一種常規的檢測工具。但是MRI的靈敏度相對較低，需要用造影劑來提高水質子弛豫速率，從而區分目標區域的解剖變化。Gd³⁺基造影劑（CAs）是最普遍的也是最廣泛的用于增強磁共振成像的造影劑。

【成果簡介】

近日，來自華東師范大學的步文博教授和上海硅酸鹽所的施劍林研究員（共同通訊）等人開發出了一種控制無機納米尺寸CA中的氧空位的方法，大大的提高了提高水質子弛豫速率。并在缺氧性納米棒上證實了這一點，以低劑量提供優異的血液磁共振表現。同時自由電子或氧空位誘導的小極化子可以使PEG-Na_xGdWO₃納米棒光熱轉換的效率明顯提高，從而更好地應用于光熱療法。

【圖文導讀】

圖1 ?PEG-Na_xGdWO₃納米棒用于光熱治療

a） PEG-Na_xGdWO₃納米棒用于光熱治療的圖解

b） PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒分散在水中的TEM圖像

c） PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒的SEM圖像

d） PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒的元素映射

圖2?氧空位對水分子中氧原子的親和力的示意圖

氧空位對水分子中氧原子的親和力影響 Gd³⁺ 離子與水分子之間的相互作用

圖3 小鼠的磁共振血管造影圖像

a）在注射 PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒后小鼠的磁共振血管造影圖像

b） 在注射馬根維顯后小鼠的磁共振血管造影圖像

c）在注射PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒前后小鼠體內的磁共振圖像

d）在注射1小時或立即注射PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒小鼠體內腫瘤信號增強

圖4?小鼠的體內光熱圖像

a）在連續980 nm激光照射下注射PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒經歷不同時間小鼠的體內光熱圖像

b）在連續980nm激光照射下注射 PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒5分鐘從獲得的小鼠腫瘤的體內溫度

c）不同治療方式腫瘤生長情況

d）在不同處理（左）和不同處理后腫瘤切片的H＆E染色（右）的第14天小鼠腫瘤的圖片

【總結】

本文通過 PEG-Na_xGdWO₃ 納米棒的氧空位增強了水質子弛豫速率，顯著提高了磁共振成像的能力。受到氧空位的啟發，使磁共振生物傳感器的的開發成為了可能，為光熱治療又添了一大武器。

文獻鏈接：Oxygen Vacancy Enables Markedly Enhanced Magnetic Resonance Imaging-Guided Photothermal Therapy of a Gd3+-Doped Contrast Agent（ACS Nano ,2017,?DOI: 10.1021/acsnano.7b01297）

本文由材料人生物材料組李倫供稿，材料牛編輯整理。

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