磁共振成像(MRI)是最常用的诊断方式之一,可以以无创且实时的方式为整个组织提供空间/解剖分辨率极佳的3D肿瘤图形信息,在肿瘤等软组织病变的早期检测中具有临床应用潜力,发展可以显著提高诊断准确性的核磁造影剂使其在其他代表性成像技术中脱颖而出。适用于肿瘤微环境的纳米造影剂能够克服肿瘤微环境的高谷胱甘肽(GSH)水平和弱酸性等生理特征对癌症检测造成的影响,但新型纳米造影剂的开发仍存在诸多困难。如何开发简便型、经济型以及环保型的合成工艺;如何降低纳米造影剂的尺寸效应以及增强水分子与磁性中心的可及性;如何提高纳米造影剂缩短纵向弛豫时间(T1)的能力,增强MRI效果;如何增强纳米造影剂对肿瘤微环境的响应性,即提高对低pH值以及高GSH条件的敏感性;如何赋予纳米造影剂极佳的生物相容性,克服细胞毒性及解决生物体安全性等问题。硅酸锰纳米材料由于在肿瘤微环境的弱酸性和高谷胱甘肽条件下显示了高效的T1加权MRI效果,近年来一直跻身于肿瘤特异性造影剂热门研究行列。本文通过改进的“SiO2牺牲和原位硅酸盐生长”方法,构建了一种新型的功能化的超小空心硅酸锰(UHMS@PEG)纳米粒子,作为一种高效的对肿瘤微环境响应型T1加权核磁造影剂,并对纳米材料的尺寸、结构、分散性等特性进行了一系列的分析和表征,通过体外MRI测试、体外细胞毒性测试、活体MRI测试、活体毒理学实验等对材料生物成像应用进行了研究。具体工作内容如下:1、通过以小尺寸二氧化硅(SiO2)纳米粒子为硅源和模板,制备了尺寸均一(～7 nm)、高比表面积(480.14 m2g-1)的超小空心硅酸锰(UHMS)纳米粒子,并经过聚乙二醇(PEG)改性后,具有较可观的平均流体动力学尺寸(～79 nm),且在生理盐水(NS)、磷酸盐缓冲溶液(PBS)以及去离子水(DIW)中均具有较好的胶体稳定性。2、对UHMS@PEG纳米粒子作为肿瘤微环境响应型核磁造影剂的T1-MRI性能进行探究,首先通过模拟肿瘤内部的弱酸性和高GSH条件,对UHMS@PEG纳米粒子进行体外MRI测试,结果显示,纵向驰豫率值(r1)高达13.476 mM-1s-1;另外利用UHMS@PEG纳米粒子进行了活体T1-MRI测试,并表现出了十分优越的肿瘤响应型MRI性能。3、对UHMS@PEG纳米粒子的生物安全性进行了探究。首先,利用UHMS@PEG纳米粒子对RAW264.7细胞进行细胞培养,并通过CCK-8标准法进行细胞活力率测试,结果显示,在一定浓度范围内,UHMS@PEG纳米粒子对RAW264.7细胞没有明显毒性;通过活体毒理学实验,对小鼠主要器官组织进行H&E染色分析,结果显示,UHMS@PEG纳米粒子对除肝组织以外的主要器官组织没有显著影响,具备一定的生物安全性。