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肽涂层可增强氧化铁基颗粒 用于诊断磁共振成像

2019-07-05 09:07:02 • 来源：

由于A * STAR研究人员设计了生物相容性氧化铁纳米颗粒造影剂，因此使用磁共振成像(MRI)可以更容易地检测和诊断癌症。

虽然钆基化合物已被证明可有效作为造影剂用于增强MRI期间的信噪比，但它们可引起副作用，例如肾源性系统性纤维化，其可影响肾功能降低的患者。氧化铁纳米粒子已成为低风险替代品。然而，在复杂的生物环境中，这些纳米颗粒倾向于降解，聚集并粘附到其他物质上，这降低了它们的磁活性。

肽涂层可增强氧化铁基颗粒 用于诊断磁共振成像

为了缓解这个问题，由A * STAR材料研究与工程研究所的David Paramelle领导的团队开发了肽涂层，可以防止纳米颗粒分解和聚集，同时促进生物相容性。这些涂层是过渡至关重要的铁氧化物基造影剂临床使用。

基于他们对肽包被的银和金纳米粒子的丰富经验，研究人员创建了一个短肽库，并将这些化合物沉积在氧化铁纳米粒子上，以生产各种单层膜。他们还合成了类似的配体以填充纳米颗粒表面上的肽之间的任何间隙并产生混合涂层。

每个肽包含连接到每个末端的“足”和“头”的茎。当足部将肽锚定到纳米颗粒上时，醇官能化的头部稳定了纳米颗粒并阻止了与环境的不希望的相互作用。

“棘手的部分是寻找具有高结合强度的足部，”Paramelle解释说，因为氧化铁纳米颗粒呈现出不同的化学性质，尽管它们的球形几何形状和尺寸与金和银纳米颗粒相似。

“为了设计肽，我们不得不回到绘图板上，”Paramelle说道，并指出从优先与含硫分子结合的贵金属转换为氧化铁，扩大了作为一个脚的功能组的范围。包括磷酸盐和羧酸。

通过越来越严格的测试，研究人员评估了每种薄膜在生物条件下稳定纳米粒子同时保持其磁性的能力。他们发现，在肝癌细胞存在的情况下，足部携带两个磷酸基团的肽和配体表现最佳。肽包被的纳米颗粒优于市售的造影剂而不破坏体外细胞，并且当注射到患有肝癌的小鼠体内时，在体内MRI期间强烈增强肿瘤组织和健康组织之间的对比度。

Paramelle的团队正在研究扩大其系统应用于其他癌症，特别是乳腺癌的方法。“我们计划用抗体功能化纳米粒子并控制纳米粒子表面上这些抗体的数量，”他说。

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