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據(jù)報道，微泡主要用作超聲造影劑，用于對各種器官和血管進行實時成像，充氣超聲（US）造影劑在體內(nèi)容易塌陷，限制了其有效性。據(jù)此有科研團隊設計開發(fā)了一種可注射產(chǎn)氣多模式系統(tǒng)攜帶MR陰性造影劑Fe3O4、熒光染料Cy5.5和釋放CO2的供體(Na2CO3 )。結果表明，這種pH響應型NP系統(tǒng)在MR/US/熒光成像中提供了良好的效果。 

文獻簡述

一般來說，微泡半衰期短，且粒徑較大難以通過組織外滲滲入宿主**環(huán)境。目前微米級氣泡在血管內(nèi)成像中的應用受到限制。據(jù)此理想的超聲造影劑應具有組織血管空間運輸?shù)淖罴殉叽纭⒆銐虺掷m(xù)時間、良好的靶向性和生物相容性，“產(chǎn)氣納米粒子”非常符合這一概念，在性能上優(yōu)于充氣微泡，且連續(xù)產(chǎn)生的氣體能夠實現(xiàn)強烈的超聲成像，也可以增強滲透性和滯留性，使得在血液中穩(wěn)定循環(huán)并在**組織中有效積聚。 

傳統(tǒng)成像方法往往受采集時間長、輻射劑量高和靈敏度差的限制，多模態(tài)成像技術更能實現(xiàn)癌癥早期發(fā)現(xiàn)與治療。研究人員發(fā)現(xiàn)超順磁性氧化鐵 (Fe3O4 ) 納米顆粒可用作T2加權成像中的陰性MRI造影劑，F(xiàn)e3 O4具有粒徑小、穿透性強、高磁化、低毒性的優(yōu)點，可用于早期癌癥 MRI 診斷的Fe 3 O 4造影劑。

這些納米顆粒主要由聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA) 封裝，作為美國食品藥品監(jiān)督管理局 (FDA) 批準的生物安全材料，PLGA顆粒用RGD肽修飾，使其能夠與乳腺癌細胞表面的αvβ3整合素結合，由于實時熒光成像具有出色的分辨率，可用于確定**分期、指導**切除和監(jiān)測治療效果，選擇Cy5.5作為熒光染料進行體內(nèi)成像，用Fe3O4包裹它們作為T2- MRI中的陰性對比劑。

此外，由于**組織中糖酵解的上調(diào)，在細胞外環(huán)境中產(chǎn)生更多的乳酸和質(zhì)子，**組織的 pH值低于正常組織。

據(jù)此科研人員在PLGA 中設計了碳酸鈉 (Na2CO3 )的pH響應型納米系統(tǒng)，在**組織的較低pH值下產(chǎn)生CO2氣泡，用于超聲成像。通過三種成像模式系統(tǒng)地表征了這些用于體外成像的多模式納米粒子的綜合特性，包括它們的細胞毒性、靶向特異性和在**組織中的生物分布。

結論

綜上科研團隊成功設計了Na2CO3 /Fe3O4 @PLGA/Cy5.5/RGD NPspH響應型系統(tǒng)，在MR/超聲/熒光成像模式下表現(xiàn)出優(yōu)異的成像性能和良好的生物相容性。該納米系統(tǒng)作為多模態(tài)成像進行**診斷的理想策略。 

Fe3O4/Na2CO3@PLGA/Cy5.5/cRGD納米粒子的合成

首先，將12.5 mg PLGA 和0.25 mL 氯仿混合在一起。然后，5 μL Cy5.5、15 μL 油酸改性磁性納米粒子分散在氯仿中（OA@Fe 3 O 4，10 mg/mL）、5 μL 碳酸鈉（Na 2 CO 3）和1.5 mL依次加入1% PVA溶液，用超聲波處理器乳化2 min。然后，加入 12.5 mL 0.3% PVA 溶液，在室溫下攪拌 3-4 h，再加入 12.5 mL 0.4% PVA 溶液攪拌（500 rpm/min）過夜，以去除殘留的有機溶劑。用 ddH 2對上述溶液進行多次超濾洗滌O 然后用 PB 緩沖液 (pH = 7.4) 稀釋至最終體積為 1.25 mL。接著，將0.25mg EDC和1.25mg NHS添加到上述混合溶液中。將混合物在 25°C 下攪拌 30 分鐘，然后用超濾洗滌 3 次并重新懸浮在 PB 緩沖溶液 (pH = 7.4) 中。接下來，將 1.25 mg cRGD 添加到溶液中并在 4 °C 下攪拌過夜。為了去除 EDC、NHS和任何殘留的cRGD，用超濾管過濾透明溶液。最后，將 Fe3O4 /Na2CO3@PLGA/Cy5.5/cRGD NPs 重新懸浮在 1.25 mL 去離子水中并在4 °C下儲存。 

本文涉及的科研材料

Fe3O4 NPs四氧化三鐵納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-41137.html

cRGD NPs cRGD肽納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-42470.html

Cy5.5 NPs 花菁染料CY5.5納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-42471.html

PLGA NPs聚乳酸-乙醇酸共聚物納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-39635.html

Na2CO3 NPs碳酸鈉納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-42473.html

Na2CO3-PLGA NPs 碳酸鈉偶聯(lián)聚乳酸-乙醇酸共聚物納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-42474.html

Fe3O4-PLGA NPs 四氧化三鐵偶聯(lián)聚乳酸-乙醇酸共聚物納米粒子

http://www.wzslg.com/pro/pro-42475.html

Na2CO3碳酸鈉

http://www.wzslg.com/pro/pro-42472.html

PLGA單體（75:25）

http://www.wzslg.com/pro/pro-2390.html

Cy5.5 花菁染料CY5.5

http://www.wzslg.com/pro/pro-8769.html

本文涉及的科研定制技術

造影劑定制

http://www.wzslg.com/pro/pro-42476.html

納米載體定制技術

http://www.wzslg.com/pro/progc-558-513.html

納米載藥定制技術

http://www.wzslg.com/pro/proc-517.html

四氧化三鐵納米粒子定制

http://www.wzslg.com/pro/proc-432.html

聚合物納米粒子定制

http://www.wzslg.com/pro/pro-37593.html

原文獻：https://link.springer.com/article/10.1186/s11671-020-03309-w

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