【摘 要】
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磁共振成像（MRI）具有无放射性和优异的软组织对比度,在临床中得到广泛应用。化学交换饱和转移（CEST）是一种较新的功能强大的磁共振成像技术,非常适用于分子成像。CEST MRI的一个显著的优势是,MRI对比度可以由葡萄糖、糖原和谷氨酸等多种含可交换质子的有机抗磁性化合物产生。CEST成像的关键在对可交换质子进行选择性照射,同时避免干扰水或组织里的质子信号。但是大部分CEST造影剂的可交换质子与水
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磁共振成像（MRI）具有无放射性和优异的软组织对比度,在临床中得到广泛应用。化学交换饱和转移（CEST）是一种较新的功能强大的磁共振成像技术,非常适用于分子成像。CEST MRI的一个显著的优势是,MRI对比度可以由葡萄糖、糖原和谷氨酸等多种含可交换质子的有机抗磁性化合物产生。CEST成像的关键在对可交换质子进行选择性照射,同时避免干扰水或组织里的质子信号。但是大部分CEST造影剂的可交换质子与水质子的化学位移差仅在4 ppm以内,这严重的限制了选择性饱和脉冲的使用并造成背景信号增强。本文工作是发展用于医学成像的高灵敏度CEST MRI造影剂。主要工作内容如下:1.筛选出天然的维生素B2衍生物用于靶向性的核磁/荧光双模态成像。黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的可交换亚胺质子化学位移在6.25 ppm,处于组织磁化转移范围（0～4 ppm）之外。亚胺基质子与水质子之间的交换速率满足“慢到中等状态”条件,可以产生高的CEST MRI对比度。活体分子MRI以及随后的荧光成像最终证明,FAD在He La肿瘤中有效积聚,表明FAD是用于评估肿瘤中血管代谢的新型抗磁性CEST（diaCEST）造影剂。2.发展了一类新型的diaCEST造影剂,其可交换质子共振频率向高场方向移动。基于Z-谱,卟啉和二氢卟酚中的环内质子化学位移高达-13.5 ppm,远离大多数内源性代谢物（0～4 ppm）和核奥氏效应（-1～-3.5 ppm）。相对于与水质子的化学位移差,环内质子与水质子之间的交换速率较慢,可以进行准确的检测。这些结果展示了卟啉和二氢卟酚作为高场diaCEST造影剂的能力,并提供了一种新型的diaCEST骨架,可以与诊断或治疗试剂相结合进行生物医学应用。3.构建了一种新型的介孔硅球纳米颗粒,用于超极化129Xe CEST成像。纳米颗粒由全氟化碳核,以及稳定的硅壳组成。纳米颗粒的硅壳上修饰环肽可以用来识别αvβ3整合素。纳米颗粒中129Xe化学位移在106 ppm,远离水中129Xe的信号。129Xe的交换速率较慢,使纳米颗粒非常适合CEST MRI探测。试管中MRI和荧光成像实验证明,纳米颗粒可以提供足够的信号来特异性的探测表达αvβ3整合素的癌细胞。纳米颗粒通过超极化129Xe CEST MRI展示了其精确诊断癌症的潜力。
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