分子影像学是将医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴学科,它在生物医学方面有着广阔的应用前景。各种类型的分子成像探针已广泛应用于光学分子成像、磁共振分子成像(MRI)、核医学分子成像(PET/SPECT)和超声分子成像。随着纳米技术的发展,以纳米材料为基础的分子成像探针引起人们的极大关注。磁共振成像是重要的分子成像技术之一,它具有无入侵,实时监控和多维断层X光摄影等特性,能为软组织造影提供完美的解剖细节图像。随着能够提供更多组织细节和提高图像清晰度的磁共振成像造影剂的发展,磁共振分子成像技术进一步完善,已广泛应用于放射性诊断和医学治疗中。目前普遍研究的磁共振造影剂是超顺磁性氧化铁(SPIO),该造影剂主要是缩短质子自旋-自旋横向驰豫(T2)时间及有效横向驰豫时间(T2*)来增强健康组织与病变组织之间的对比。通过各种化学修饰在SPIO上连接生物靶向分子(如抗体、生物素等),可得到靶向磁共振造影剂,用于特定部位的成像。然而SPIO造影剂绝大多数是球形的纳米粒子,其与肿瘤细胞表面接受体的结合位点有限,主要被体内的巨噬细胞所清除,在较大程度上不能有效的到达病变组织以达到高效显影的作用。因此有必要研制合适的磁共振造影剂,它能提供更多的共价位点,增加其与肿瘤细胞结合能力,提高肿瘤细胞的磁标记率,从而增强靶细胞的MRI信号强度。近年来,一维线性纳米材料在生物医学领域中应用显示其独特优势,相比于球形纳米粒子而言,它们提供更多的结合位点、单核巨噬系统吞噬率低和血液循环时间长等。碳纳米管是典型的一维管状纳米材料,可提供高的比表面积负载磁性、荧光纳米粒子和靶向生物分子,有望为分子成像技术提供灵敏、高效的新型分子成像探针。本论文主要研究了功能化磁性多壁碳纳米管的制备及其在磁共振分子成像中的应用,其主要内容如下:1.磁性多壁碳纳米管的合成及表征二茂铁在高温下热分解为三氧化二铁纳米粒子并成功修饰到多壁碳纳米管上,制备得到MWNTs/Fe2O3纳米复合材料—磁性多壁碳纳米管(MAGCNTs),通过透射电镜、振动探针式磁强计、XRD、XPS、Raman等对其进行了较系统地表征。2.功能化磁性多壁碳纳米管的制备及其生物相容性的研究将阴离子、阳离子聚合物通过层层组装方法修饰到超顺磁性多壁碳纳米管上,制成表面带有氨基的功能化磁性多壁碳纳米管。MTT法、流式细胞仪检测经聚合物修饰后的超顺磁性多壁碳纳米管的生物相容性。结果显示该功能化的磁性多壁碳纳米管具有良好的水溶性,稳定性和生物相容性。3.靶向磁共振造影剂的制备及其在磁共振分子成像中的应用通过酰胺反应将叶酸靶向生物分子进一步负载到功能化的磁性多壁碳纳米管上,制备得到靶向磁共振造影剂。系统研究了这种新型靶向磁共振造影剂在细胞水平上的特异性磁共振成像。初步探索了将红色量子点修饰到功能化磁性多壁碳纳米管上,形成具有光学和磁共振双功能纳米分子探针,激光共聚焦显微镜进一步探索了其光学成像。