《非核殼Au-MnS納米異質結構的可控合成與雙模造影性質研究》是依託首都師範大學，由田洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非核殼Au-MnS納米異質結構的可控合成與雙模造影性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田洋
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
醫學廣泛使用的CT 與MRI成像各具優勢又各有局限，因此研究可以同時滿足CT與MRI檢測的雙模造影劑對於提高診斷效率具有重要的意義。雖然目前人們在這方面已經開展了一些研究，但是大多還集中在核殼結構納米材料方面，這使得核心材料的物理、化學性質無法充分發揮。本課題提出合成Au 納米顆粒在一維MnS 納米棒兩端結晶生長的非核殼異質結構作為新型雙模造影劑，並探索Au 納米粒子與MnS 納米棒發生異相成核的形成條件和相關機理，建立簡單易行的合成路線；同時對於樣品進行適當的表面修飾以提高其在水中的溶解性，研究該納米異質結構的MRI(T1)和CT 造影性能及作用機理。目前還沒有文獻報導這種由Au 納米顆粒與MnS 納米棒組成的納米異質結構，該納米異質結構用於CT/MRI 雙功能納米造影劑也尚屬首次。本項目研究有助於豐富納米異質結構合成的方法和理論，為研究新型非核殼雙模納米造影劑及其潛在套用提供理論依據。
結題摘要
隨著醫學影像發展的需求，高分辨、多模態、低毒性的醫學成像劑對於重大疾病的診斷和治療必不可少。納米材料具有尺寸小、性能高度可控、方便載入治療載體等優點，因此有希望成為下一代高性能的多模態生物醫學成像劑。 本項目研究基於納米異質結構的精準合成，研究納米異質結構形成過程中的熱力學和動力學基本問題，探討材料精準合成的反應條件，從而製備出一系列的納米異質材料。在此基礎上，選擇和最佳化納米結構，利用複合納米材料的特殊性能及其相互耦合左右，探索製備一系列具有多種模態功能的生物醫學成像造影劑，並較為全面的評價其生物安全和治療療效。以金納米顆粒和硫化鋅納米棒為模型，通過控制反應參數合成出不同位點的顆粒—納米棒異質結構，研究了金屬顆粒位點對於異質材料螢光成像的影響；以硫化鋅納米棒為模板，利用溶劑熱方法首次合成出AuAg合金納米顆粒與硫化銀量子管的非核殼啞鈴型異質結構，結構中硫化銀的量子管的管壁厚度只有0.7納米。同時我們對其紅外吸收和發光進行了研究。此外，我們在相同的體系中，利用ZnS納米棒為模板和離子交換技術，一步法製備出MnS/ZnS:Mn一維納米異質結構，該結構具有優良的螢光和MRI成像性能，其T1弛豫率可以達到9.30 mM-1s-1，遠大於目前的商用造影劑和大部分文獻中同類造影劑的報導值。材料科學的發展日新月異，我們也在學習和不斷嘗試將其它不同種類的材料用於生物醫學多功能成像中來。因此我們還研究了兩種鐵基金屬有機框架材料的MRI造影性能，同時利用其表面豐富的氨基與氧化石墨烯相連線，製備出這種金屬有機框架材料與二維石墨烯複合材料，成功將其使用在生物細胞和腫瘤活體中的MRI、光熱成像及影像指導下的光熱治療。總之，在本項目的支持下我們超額完成了既定的研究目標，探索和得到了一系列具有生物醫學多模態成像套用前景的納米異質材料。這些工作對於納米異質材料的精準合成具有理論意義和實踐指導作用，同時對於新型醫用造影劑的遴選和開發提供了實際的參考。
