MagImaging™小动物磁共振/磁粒子成像造影剂

MagImaging™小动物磁共振/磁粒子成像造影剂

NanoEast™ 的背后是一个科学家团队，有来自化学、生物医学工程、临床医学、医学电子学等领域的专家和教授，东纳生物专注于生物医学纳米材料与纳米技术的研发，致力于纳米材料与纳米技术的生物医学应用。NanoEast™已成为生命科学领域重要的纳米材料及纳米技术的优质服务商。

MagImaging™ 是一个拥有完整磁共振成像（MRI）/磁粒子成像（MPI）造影剂系列产品的影像学试剂，可以用于科研及临床前的小动物体内成像研究。MagImaging™ 试剂的发明得益于东纳生物的科学家长期的纳米材料研制及其医学应用的研究进展，完全符合动物成像实验研究的标准，具有突出的成像质量，并且所有的MagImaging™ 造影剂都采用经过大量实验验证的安全剂量，在小动物的耐受计量范围。

磁共振成像（MRI）是利用氢核的磁共振弛豫信号进行成像，磁性纳米颗粒造影剂通过静脉注射在血液系统及相关组织分布或靶向到特定器官中，形成局部磁场微扰并改变氢核弛豫信号，从而实现对比增强。磁粒子成像（MPI）系统由布鲁克与飞利浦公司合作开发，相关研究2005年首次在《自然》杂志上发表，其断层扫描成像技术通过直接探测注入体内的磁性纳米颗粒而获得快速和高分辨成像，是磁成像领域又一项突破性创新。

MagImaging™ 小动物磁共振/磁粒子成像造影剂系类是专为MRI和MPI系统设计的磁性四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒对比增强试剂。具有如下优势：

 采用纳米材料合成领域先进的高温热解法制备，具有均一的尺寸、高的饱和磁化强度和对比增强成像效果；

 纳米颗粒表面采用生物相容性的PEG或磷脂PEG进行高密度修饰，因而具有较长的体内血液循环时间和肿瘤被动靶向能力，并且PEG末端具有甲氧基、羧基、氨基等基团，方便与特异性靶向识别分子（如抗体、适配体、靶向肽等）偶联，从而构建靶向纳米探针；

 PEG末端或者磷脂层内可以通过化学偶联或疏水相互作用引入荧光、化疗药物等分子，从而构建多模态或多功能诊疗纳米探针；

 优化的控制制备技术可以提供多种尺寸的磁性纳米颗粒，包括5nm、10nm、25nm、50nm，为客户研究纳米颗粒体内行为和成像的尺寸依赖性提供了手段。

磁性纳米颗粒形貌控制制备（Chemistry of Materials, 2013, 25, 3702）

磁性纳米颗粒PEG化、荧光或药物分子负载及表面偶联特异性靶向分子

（Biomaterials 2014，35：9126； Nanoscale 2016, 8, 16902）

被动靶向和主动靶向磁共振T2加权成像

采用上述方法对磁性纳米颗粒（电镜尺寸10nm左右，具有T2加强成像能力）进行PEG修饰和RGD小肽（具有靶向肿瘤新生血管的功能）的偶联，分别构建被动靶向和主动靶向磁性纳米探针。PEG作为一种美国FDA批准的极少数能作为体内注射药用的聚合物，具有极高的水溶性、抗蛋白吸附能力和良好的生物相容性。将其修饰在纳米颗粒的表面可以有效降低颗粒与血浆蛋白的相互作用，降低生物毒性，延长体内血液循环时间。Maglmaging™磁性纳米颗粒经PEG修饰后，通过肿瘤EPR（Enhanced Permeability and Retention，增强的渗透与滞留）效应，有效被动靶向到肿瘤组织（4T1乳腺癌小鼠模型），表面偶联RGD后获得了更清晰和更长时间的MRI增强。同时由于小鼠肿瘤EPR效应的异质性，可以清晰看到磁性纳米颗粒在肿瘤组织中的不同分布。

 肿瘤被动靶向（左）和主动靶向（右）MRI（Nanoscale 2016, 8, 16902）

 磁性纳米探针评价肿瘤EPR效应异质性及指导用药

    为了评价肿瘤EPR效应的异质性，构建了一种水动力尺寸32nm的PEG化磁性纳米探针，对多只4T1乳腺癌小鼠模型进行磁共振成像，发现不同小鼠肿瘤确实被动靶向成像效果不同。根据成像效果差异，将小鼠分成三组，分布给与载紫杉醇纳米胶束药物进行治疗，发现磁共振成像效果好的小鼠获得了更好的治疗效果。这个研究为发展影像学指导纳米药物用药提供了新的手段。

 PEG化磁性纳米探针评价肿瘤EPR效应异质性及指导用药

（Nanoscale, 2018, 10, 1788）

超小磁性纳米探针用于肿瘤主动靶向磁共振T1加权成像

    Maglmaging™超小磁性纳米颗粒（电镜尺寸5nm左右，具有T1加权成像能力）通过表面PEG化修饰，并在末端羧基上偶联靶向肿瘤新生血管的RGD环肽，从而构建磁性靶向纳米探针，其水动力尺寸小于20nm，具有优秀的生物相容性，可实现对肿瘤的磁共振T1靶向成像。一个重要应用案例，利用该探针实现了对小鼠肝原位肿瘤（2-3mm）模型的靶向成像，获得了理想的效果。

超小磁性纳米探针实现对肝原位肿瘤的主动靶向成像及示意图

（Theranostics 2016; 6(11):1780-1791）

基于磁性纳米颗粒的多模态成像探针及肿瘤磁感应热疗

借助磁性纳米颗粒平台将两种或多种对比剂进行复合，形成一些新型的联合对比剂，即多模态对比剂，可同时用于不同影像设备的检测，实现多种显像模式的优势互补。这种all-in-one的纳米颗粒平台的设计思路在医学诊断中具有非常重要的意义。基于Maglmaging™PEG化磁性纳米颗粒平台，在脂质层中包埋脂溶性荧光分子，在表面修饰RGD环肽靶向肿瘤新生血管，结合磁性纳米颗粒在交变磁场中的升温特性，可实现磁共振成像、荧光成像和热成像指导的肿瘤磁感应热疗。

多模态成像指导肿瘤磁感应热疗

（Biomaterials 2014，35：9126； Nanoscale 2016, 8, 16902）