核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是目前最强大的生物成像技术之一，它以非入侵性和实时检测的方式提供基于软组织对比度和功能信息的图像，在肿瘤与其它疾病的诊断定位中发挥着重要作用。在临床应用中，MRI扫描通常需要使用磁共振造影剂(MRI Contrast Agents, MRICA)来改变造影区域中氢核的局部磁环境，从而增强图像对比度，改善组织、器官和生理过程的可视化程度。目前临床上中常见的钆(III)(Gd3+)类阳性(T1)造影剂存在着一定的弊端，如毒副作用大、弛豫效率(Relaxivity, r)提升空间小、且随着磁场强度的增加，r1逐渐降低。发展高磁场下弛豫效率高、造影能力强且毒性低的非钆(III)类MRI造影剂，对于满足临床诊断需求以及推动MRI向分子成像和分子追踪的层次发展意义重大。
　　锰(III)卟啉(MnIIIP)独特的分子结构性能赋予其优异的高场磁共振造影增强能力，在新型灵敏度高、毒副作用小的非钆类T1造影剂的创新上具有突出优势。本文基于MRI造影剂设计的理论基础Solomon-Bloembergen-Morgan(SBM)方程，设计并制备了不同官能团(硫脲键及碳氮双键)键联的MnIIIP低聚物，通过体外纵向弛豫时间的测定，探讨并总结了在这8个MnIIIP低聚物分子中，改变分子体积、分子刚柔性、以及分子构型取向等方面对造影剂的纵向弛豫效率(r1)值的影响。进一步的体内外毒性表明，所制备的锰卟啉在一定程度上具有良好的体内生物安全性，符合造影剂作为诊断试剂的要求。最终，优选弛豫效率高、生物相容性好的造影剂dPTs和cPCNs进行动物体内成像评价，该造影剂对肾脏的增强效果最为明显，可以作为潜在的肾脏靶向造影剂，且该低聚物主要通过肾脏代谢，在体内能够较快被排出，不易因在体内蓄积而对组织器官产生潜在的毒性。通过本课题的研究，筛选出了一批适用于高磁场环境、造影能力强且毒副作用小的MnIIIP磁共振造影剂，且MnIIIP类磁共振探针分子的弛豫效率与分子结构的构效关系得到了深层次的系统化探究，从而为后续的分子设计筛选提供实验依据，也对新一代非钆(III)磁共振造影剂的迅速发展起到了推进作用。