HT-MRSI系列应用于中空多孔氧化铁纳米盒体内核磁成像

对于体内成像，造影剂在发挥作用后能够无害地从体内清除是很重要的。钆基磁共振造影剂虽然在MRI图像中信号较亮，但是却存在弛豫度低、血液循环时间短以及肾源性系统性纤维化的潜在风险，而铁是人体必需的丰富的金属元素，在生物相容性方面，铁基材料比钆或锰基材料更受青睐，γ-Fe2O3纳米颗粒的生物相容性和可生物降解性使其成为MRI应用的潜在候选造影剂。

过去的研究表明，当磁性纳米颗粒的尺寸减小到5 nm以下时，由于表面自旋倾斜效应，磁矩会被强烈抑制。因此，单分散的、超小的氧化铁纳米颗粒可以作为T1造影剂。然而，由于超小型氧化铁纳米材料具有较高的表面能，在生物介质中容易被氧化或形成团簇，导致其T1对比能力显著降低。

在此基础上，厦门大学高锦豪团队开发了一种易于合成的可生物降解的空心多孔氧化铁纳米盒(HPIOs)，其具有高r1值和低r2/r1比，可以高对比度增强T1成像。两性离子多巴胺磺酸盐(ZDS)功能化的HPIOs (HPIOs@ZDS)可以有效避免非特异性蛋白质吸附，实现可控的生物分布。（实验使用了1.5T小动物核磁共振系统（FSMRI））。

上图中使用不同直径的空心多孔氧化铁纳米盒与与其相对应尺寸的氧化铁纳米颗粒进行弛豫度测试，可以看出HPIOs-21与HPIOs-14的r1具有明显高r1值和低r2/r1比，在0.5T与1.5T核磁下测试发现HPIOs具有良好的造影效果，同时发现，HPIOs-14的纳米孔径尺寸下效果更好。

上图（a）为大鼠注射0.05 mmol Fe/kg体重的HPIOs-14前、4、24 h体内轴面T1 MR成像，（b）为各器官Fe的含量，（c）（d）为尿液中的GFC谱与铁的浓度，可以看出，只有肾脏处有明显的Fe含量变化，其余器官均没有。

团队通过各项实验证实，HPIOs-14@ZDS可降解为4-5 nm的片段并被肾脏清除，而弛豫测量表明HPIOs-14@ZDS具有优异的T1对比能力，体内MRA实验，包括血管成像和狭窄检测，进一步证明了其突出的T1增强性能，特别是能够提供可靠的血管细节，对血管疾病的诊断有很大帮助，这些特点都表明HPIOs-14@ZDS有望成为下一代T1造影剂，可用于准确的MRA诊断血管疾病。

产品介绍：

HT-MRSI系列是由臻义科学仪器及上海寰彤科教设备联合推出的一款高性能小动物核磁共振成像系统，是市场上唯一一款高场（1.5T）小动物核磁共振成像系统。采用独特的磁体设计，可在1.5T高场下，实现最大50mm口径，满足对大鼠/小鼠等模式动物测试。由于采用永磁体，配备自屏蔽装置，无需额外磁屏蔽，无需任何制冷剂，无维护成本。