钆纳米对比剂的研制及其与小分子对比剂钆喷酸葡胺的磁共振成像性能对比

目的 通过简单易行的方法制备高性能钆掺杂碳纳米点(Gd-CDs),通过与临床使用的钆喷酸葡胺对比剂作对比,探讨Gd-CDs作为新型MR对比剂的可行性.方法 以精氨酸和钆喷酸葡胺为原料,在200℃反应1.5 h,一步无溶剂法合成Gd-CDs.对Gd-CDs的粒径、形貌、组分和稳定性进行表征分析;通过MTS法测得不同浓度Gd-CDs对786-O肾癌细胞以及HK-2肾小管上皮细胞毒性;以Gd-CDs为实验组,钆喷酸葡胺为对照组,进行T,弛豫效率、小鼠MR成像和体内分布特性对比分析.通过检测注射后不同时间点小鼠血液的MR信号,计算对比剂的血液半衰期.通过血生化和组织病理进行毒性分析.采用单因素方差分析和两样本t检验进行数据分析.结果 制得的Gd-CDs水溶性好,粒径均一,平均尺寸为5.38 nm.Gd-CDs可明显缩短T1弛豫时间,在T1WI中产生阳性高信号,T1弛豫效率为6.26 mM-1s-1,高于钆喷酸葡胺(4.49 mM-1s-1).在常温下放置1个月及在较宽的pH值(pH=4～10)范围内,其MR成像性能仍相对稳定.小鼠MR成像显示,相同条件下Gd-CDs较钆喷酸葡胺产生更强的对比增强(P＞0.05),增强效果至少持续6 h,血液半衰期是钆喷酸葡胺的3.2倍.纳米粒子在肌肉、心、肝和脑等主要器官中几乎无积累,经泌尿系统排泄,在成像所用的浓度下对细胞及组织无明显毒性.结论 通过无溶剂绿色合成方法得到Gd-CDs,性能稳定,生物相容性好,T1弛豫效率和MR成像效果优于钆喷酸葡胺,有望成为新型MR分子探针载体.