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材料研究学报  2013, Vol. 27 Issue (5): 508-514    
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聚乙二醇/聚乙烯亚胺修饰的超顺磁性氧化铁磁共振造影剂的性能*
王军 张宝林 赵方圆 涂志江 王茗
(桂林理工大学材料科学与工程学院 广西有色金属及特色材料加工重点实验室
省部共建国家重点实验室培育基地桂林 541004)
Properties of SPIO Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents Modified with Poly(ethylene glycol) and Poly(ethylene imine)
WANG Jun ZHANG Baolin** ZHAO Fangyuan TU Zhijiang WANG Ming
(State Key Laboratory Breeding Base of Nonferrous Metals and Specific Materials Processing, School of Materials Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004)
引用本文:

王军, 张宝林, 赵方圆, 涂志江, 王茗. 聚乙二醇/聚乙烯亚胺修饰的超顺磁性氧化铁磁共振造影剂的性能*[J]. 材料研究学报, 2013, 27(5): 508-514.
WANG Jun, ZHANG Baolin, ZHAO Fangyuan, TU Zhijiang, WANG Ming. Properties of SPIO Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents Modified with Poly(ethylene glycol) and Poly(ethylene imine)[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2013, 27(5): 508-514.

全文: PDF(6251 KB)  
摘要: 

以聚乙烯亚胺(PEI)为添加剂, 在聚乙二醇(PEG)中高温热分解乙酰丙酮铁(Fe(acac)3), 合成了超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米粒子。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、超导量子干涉仪(SQUID)、热重分析仪(TGA)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、纳米粒度与Zeta电位分析仪及小动物7T磁共振扫描仪对样品进行表征。结果表明, 高温热分解法合成的粒子近似等轴晶形, 当反应温度由180℃升高到260℃, 粒径由(5.2 ± 1.0) nm增加到(10 ± 1.7) nm, 并且结晶度增高, 在室温下具有超顺磁性和高饱和磁化强度。PEG和PEI共同修饰于SPIO纳米粒子表面, 使其在水溶液中能够长时间(90 d以上)稳定分散。在260℃下制备的纳米粒子, 其磁共振弛豫T1T2加权成像显示较好的对比效果, 纳米粒子的纵向弛豫率r1为1.65 mmolL-1S-1, 横向弛豫率r2为142.99 mmolL-1S-1, 得到一个较高的r2/r1值, 为86.6, 生物体内成像实验表明所制备的纳米粒子可以作为一种优异的T2造影剂。

关键词 无机非金属材料氧化铁纳米粒子超顺磁性热分解磁共振成像    
Abstract

Superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles were synthesized by thermal decomposition of the iron(III) acetylacetonate (Fe(acac)3) in poly(ethylene glycol) (PEG) containing poly(ethylene imine) (PEI) as modifying agents. The samples were characterized with X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), superconductivity quantum interference device (SQUID), thermogravimetric analysis (TGA), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), particles & zeta potential analyser, and small animal 7 T MR scanner. The results show that approximate equiaxial shaped nanoparticles have been obtained by the method, the size of nanoparticles increases from (5.2±1.0) nm to (10±1.7) nm and their crystallinity increases with increasing the synthesized temperature from 180℃ to 260℃, and the magnetite nanoparticles show superparamagnetic behavior at room temperature with high saturation magnetization. The surfaces of SPIO were modified by PEG and PEI which provided excellent water dispersibility and stability for a long time (more than 90 d). The T1 and T2 weighted MR images of 10 nm-sized SPIO synthesized at 260℃ showed good contrasting effect, exhibiting a low r1 relaxivity of 1.65 mmolL-1S-1 and a high r2 relaxivity of 142.99 mmolL-1S-1with a high r2/r1 ratio of 86.6. Magnetic resonance imaging in vivo demonstrated that the SPIO could be excellent T2 contrast agents.

Key wordsinorganic non-metallic materials    iron oxide nanoparticles    superparamagnetic    thermal decomposition    magnetic resonance imaging
    
ZTFLH:  O614.81  
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