磁共振（MR）成像是常用的分子影像学诊断技术之一,具有非侵入性,对人体无害,无电离辐射,较高的分辨率及空间断层成像能力。临床常用的MR成像造影剂多为小分子造影剂,具有较短的血液循环时间,会很快被机体代谢清除,且对肾功能不全者有明显的肾脏毒性。近年来,随着纳米技术的发展,科研工作者将造影元素与不同的纳米载体平台相结合,构建了多种纳米成像造影剂,以改善临床造影剂的性能。然而目前广泛发展的纳米成像造影剂仍然存在着一些问题和挑战,比如较低的弛豫率,在肿瘤部位的富集量较低。依然需要寻求一种更为安全高效的纳米载体,以解决以上问题。在诸多纳米载体中,纳米凝胶（NGs）具有良好的稳定性、高负载能力、生物相容性、尺寸可控及易于被肿瘤细胞吞噬等优点,已广泛应用于药物输送和组织工程等领域。利用NGs的高负载能力及易于被肿瘤细胞吞噬的特性,以其作为MR成像造影剂的载体,构建新型的纳米成像造影剂,有望提高弛豫性能并增强肿瘤细胞的吞噬量,达到更好的造影效果。本论文选择生物相容性良好的海藻酸钠纳米凝胶（AG NGs）和聚N-乙烯基己内酰胺纳米凝胶（PVCL NGs）作为载体平台结合不同的MR成像造影元素,制备一系列功能性杂化NGs,研究其肿瘤MR成像诊断性能。本论文的主要内容如下:（1）氧化铁杂化海藻酸钠纳米凝胶的合成及其MR成像性能研究。首先通过水热法合成聚乙烯亚胺稳定的四氧化三铁纳米颗粒（PEI-Fe₃O₄ NPs）,之后以海藻酸钠为主体材料、PEI-Fe₃O₄ NPs为交联剂,采用乳化交联法合成得到氧化铁杂化海藻酸钠纳米凝胶（AG/PEI-Fe₃O₄ NGs）。通过一系列测试技术对其理化性质进行表征。AG/PEI-Fe₃O₄ NGs粒径分布均匀,具有良好的胶体稳定性、细胞相容性及血液相容性。T₂弛豫性能测试结果显示AG/PEI-Fe₃O₄ NGs的T₂弛豫率（r₂）为170.87 mM^-1s^-1,高于交联前PEI-Fe₃O₄ NPs的r₂值(137.1 mM^-1s^-1)。普鲁士蓝染色及电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）定量分析结果表明,相较于对照材料羧基化后Fe₃O₄-PEI.SAH NPs,AG/PEI-Fe₃O₄ NGs更易被肿瘤细胞吞噬,从而可以提高其在肿瘤部位的富集量。体内试验表明AG/PEI-Fe₃O₄ NGs在裸鼠肝脏及肿瘤部位具有良好的T₂ MR成像效果,且能从裸鼠体内正常的代谢清除。（2）氧化锰杂化海藻酸钠纳米凝胶的合成及其MR成像性能研究。将海藻酸钠的表面羧酸基进行活化,之后以聚乙烯亚胺稳定的四氧化三锰纳米颗粒（PEI-Mn₃O₄ NPs）作为交联剂,通过乳化交联的方式合成得到氧化锰杂化海藻酸钠纳米凝胶（AG/PEI-Mn₃O₄ NGs）。通过不同的测试手段,对其形貌、尺寸、组成、结构、胶体稳定性及细胞相容性进行了表征与评价。AG/PEI-Mn₃O₄ NGs形貌为球形或类球形,尺寸分布均匀,平均尺寸大小约为141.6 nm,具有良好的胶体稳定性及细胞相容性。T₁弛豫性能研究表明,AG/PEI-Mn₃O₄ NGs具有较高的T₁弛豫率（r₁）(26.12 mM^-1s^-1),约是PEI-Mn₃O₄ NPs的19.5倍。在体外肿瘤细胞及裸鼠肿瘤模型中均呈现出增强的MR成像性能。药代动力学、体内组织分布及伊红苏木精（H&E）染色研究表明,AG/PEI-Mn₃O₄ NGs具有较长的血液循环时间,能够从动物体内正常代谢清除,同时对动物机体无明显生物毒性。（3）负载金钆双造影元素的杂化海藻酸钠纳米凝胶的合成及其MR/CT（计算机断层扫描）双模态成像性能研究。由于单一的成像模式很难获得完整准确的诊断信息,在前两章工作的基础上,我们采用乳化交联法,以AG为基体材料,金钆复合纳米颗粒（PEI-Au-Gd NPs）为交联剂,得到杂化AG/PEI-Au-Gd NGs,用于MR/CT双模态成像研究。制备的AG/PEI-Au-Gd NGs平均尺寸约为83.3 nm,具有良好的胶体稳定性,易于被肿瘤细胞吞噬,同时具有良好的生物安全性。T₁ MR弛豫性能和X射线衰减分析结果表明,AG/PEI-Au-Gd NGs具有较高的r₁值及良好的X射线衰减性能。体内肿瘤成像试验表明,与PEI.Ac-Au-Gd NPs和临床用造影剂（Magnevist○R或Omnipaque）相比,AG/PEI-Au-Gd NGs具有更好的肿瘤MR/CT双模态成像效果。体内组织分布及器官相容性研究表明,AG/PEI-Au-Gd NGs可以从小鼠体内代谢清除,对小鼠的主要器官无明显损伤,具有良好的生物安全性,有望成为一种良好的MR/CT双模态成像造影剂。（4）表面螯合钆离子的杂化聚N-乙烯基己内酰胺纳米凝胶的合成及其MR成像性能研究。在上述研究工作中,均采用乳化交联的方法合成NGs,在合成过程中使用了有机溶剂,且操作方法不够简洁。第五章以生物相容性良好的聚N-乙烯基己内酰胺（PVCL）为基体材料在水溶液中通过沉淀聚合法合成PVCL NGs,之后在其表面偶联Gd螯合物,通过调控PVCL NGs与Gd螯合物的比例,得到一系列不同Gd含量的杂化PVCL-Gd NGs,用于肿瘤模型的T₁ MR成像性能研究。PVCL-Gd NGs的尺寸分布均匀,平均尺寸约为180 nm,均具有良好的分散性和稳定性。T₁ MR弛豫性能研究表明,PVCL-Gd NGs的r₁值在6.38-7.10 mM^-1s^-1之间,均高于同样测量条件下的临床用Mag-nevist○R。结合细胞相容性及T₁弛豫性能结果,我们选定较低Gd百分比的PVCL-Gd NGs-0.1%用于肿瘤MR成像性能研究。体内裸鼠肿瘤模型MR成像研究结果表明,与Magnevist○R相比,PVCL-Gd NGs-0.1%可以明显增强肿瘤组织的MR成像信号。体内组织分布及H&E染色研究表明,PVCL-Gd NGs-0.1%能够从动物体内正常的代谢清除,同时对动物机体无明显生物毒性,具有良好的生物安全性。总之,本论文利用NGs的高负载能力及易于被肿瘤细胞吞噬等特性,以AG NGs和PVCL NGs作为载体平台,结合不同的MR成像造影元素,制备一系列功能性杂化NGs,研究其肿瘤MR成像诊断性能,为开发新型的MR成像造影剂提供新的思路和方向。