目的:随着再生医学与干细胞治疗疾病的发展,在活体内成功示踪移植干细胞对于研究其特性和提高移植成功率至关重要。我们设计并合成了一种水溶、粒径约7-10nm的黑色素-钆(MNP-Gd³⁺)纳米颗粒,并利用MR设备进行活体内示踪骨髓间充质干细胞。方法:1.采用一步法合成MNP-Gd³⁺纳米颗粒,并检测其表征----透射电镜观察形态、动态光散射法（DLS）测量水溶液中粒子粒径分布情况、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测量粒子稳定性及MNP螯合Gd³⁺离子量。2.采用3.0T西门子MR成像设备对MNP、MNP-Gd³⁺以及Gd-DTPA进行成像,经软件测出不同浓度下溶液的T1值,计算并比较MNP-Gd³⁺和Gd-DTPA的弛豫率（r1）。3.将MNP-Gd³⁺与骨髓间充质干细胞（BMSCs）共孵育并成功标记后,通过Masson-Fontana黑色素染色液特染、激光共聚焦显微镜以及透射电镜（TEM）观察MNP-Gd³⁺在干细胞内的分布,通过MTT比色法检测MNP-Gd³⁺标记细胞后产生的毒性,并对不同浓度下标记的细胞进行MR成像,观察信号强度差异。4.将MNP-Gd³⁺标记后的BMSCs注射入SD大鼠大腿内侧肌肉群中,并于注射1、4、7、14、21、28d后进行MR成像,观察细胞存活情况。结果:1.MNP-Gd³⁺纳米颗粒为一种分散性相对均匀的圆形或椭圆形颗粒物,粒径分布约为7-10nm,每个MNP粒子能够螯合约112个Gd³⁺。2.通过对MNP、MNP-Gd³⁺以及Gd-DTAP溶液进行MR成像,相同浓度下MNP-Gd³⁺产生的信号强度最高,同时MNP-Gd³⁺的弛豫率要远远高于Gd-DTPA。3.Masson-Fontana染色实验中,可以在干细胞胞浆中观察到黑色颗粒物存在;激光共聚焦显微镜下观察时发现在蓝色胞核周围有MNP-Gd³⁺的红色荧光存在;TEM同样在细胞质中观察到黑色致密物;MTT比色法结果表明当MNP-Gd³⁺标记浓度低于800μg/ml时,对干细胞活性几乎不产生影响;而干细胞体外MR成像时,不同浓度细胞间信号强度有差异,标记浓度越高,产生的信号越强。4.将MNP-Gd³⁺标记干细胞肌肉注射后进行MR活体示踪,四周后仍能在活体内观察到干细胞的存在。结论:同传统的商业用MR造影剂相比,MNP-Gd³⁺纳米颗粒具有许多优良的特性,比如高稳定性和敏感性、短T1弛豫时间、细胞标记率高和低毒性等。我们认为MNP-Gd³⁺纳米颗粒在适当的浓度时能够有效标记干细胞,并成功进行活体内监控和示踪,有望成为一种新型MR造影剂应用于临床。