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氧化石墨烯基磁共振纳米诊疗剂研究取得进展

来源:上海生命科学研究院 2017-12-20 09:25

 

在磁场的作用下,一些具有磁性的原子能够产生不同的能级,如果外加一个能量(即射频磁场),且这个能量恰能等于相邻2个能级能量差,则原子吸收能量产生跃迁(即产生共振),从低能级跃迁到高能级,能级跃迁能量的数量级为射频磁场的范围。核磁共振可以简单的说为研究物质对射频磁场能量的吸收情况。将这种技术用于人体内部结构的成像,就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用,大大加快了核磁共振成像的速度,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴正岩课题组、上海交通大学医学院教授邹多宏、中科院强磁场科学中心研究员钟凯合作,在石墨烯基磁共振纳米诊疗剂的开发上取得进展,相关成果在线发表在Nanoscle杂志(DOI: 10.1039/C7NR07957E)上。

传统石墨烯基磁共振纳米诊疗剂存在两个问题,一是石墨烯二维材料尺寸较大,在活体中滞留时间较长,难以代谢,对活体器官造成潜在危害;二是接枝钆螯合物效率低,磁共振成像效果差,难以发现微小肿瘤。基于此,吴正岩研究组利用化学手段将氧化石墨烯裁剪成80-100nm尺寸的纳米片,使氧化石墨烯在活体内具有合适的滞留时间,且易于代谢出体外;同时,将裁剪后的氧化石墨烯与金属化的树状高分子接枝,提高氧化石墨烯表面钆螯合物含量,使磁共振成像效果显着提高。在小鼠体内实验结果表明,该纳米诊疗剂能够显着提高肿瘤组织对比度,增加肿瘤组织检测敏感度,对肿瘤展现很好的抑制作用,提高肿瘤的治疗效率。此外,该纳米诊疗剂具有很好的血管造影功能,为心血管疾病的诊断提供了积极思路。

研究工作获得了国家自然科学基金委、科技部等的资助。(生物谷Bioon.com)

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