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目的长期的临床实践研究发现T1或者T2单相增强磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）存在一些固有的缺陷,会引起一些诊断误差,而T1和T2（T1/T2）双相增强成像则能相辅相成,有效提高诊断的准确性。对比剂（contrast agent,CA）作为磁共振成像的关键核心之一,是目前实现双相成像的简洁有效方式,从而吸引了学者的广泛关注。研究表明,超小锰掺杂氧化铁纳米粒（manganese-doped iron oxide nanoparticles,Mn-IONPs）具有优异的纵向驰豫效能（longitudinal relaxation,r1）,但其横向驰豫效能（transverse relaxation,r2）相对较弱。基于此,本课题想通过表面修饰和结构转换等方式,在保持其高r1的同时增强r2,从而构建出一种能实现T1/T2双相增强成像的磁共振对比剂。材料和方法（1）芥酸铁和油酸锰复合物的合成及表征:以水合氯化铁（FeCl3·6H2O）或水合氯化锰（MnCl2·4H2O）为前体物,与芥酸或油酸在NaOH的甲醇溶液中反应制得目标产物,并用傅里叶变换红外光谱仪（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）观察其结构。（2）Mn-IONPs的合成及表征:在惰性气体氩气（Ar）的保护下,以苄醚作为溶剂,高温热解芥酸铁和油酸锰复合物,得到疏水性的Mn-IONPs。对合成的纳米粒进行理化性质表征,包括用透射电子显微镜（transmission electron microscope,TEM）观测纳米粒的形貌及粒径分布、高分辨率透射电镜（high-resolution transmission electron microscope,HRTEM）观测纳米粒的晶格条纹、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）检测纳米粒的晶型及物相、超导量子干涉仪（superconducting quantum interference device,SQUID）检测纳米粒的磁学性质。（3）聚氨酯-聚乙二醇（poly（β-amino ester）-b-poly（ethylene glycol）,PAE-PEG）聚合物的合成及表征:在Ar的保护下,在冰水浴中,通过迈克尔加成反应将前体物甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（Methoxy poly（ethylene glycol）acrylate,mPEG-A）、1,3-二-4-哌啶基丙烷（1,3-Bis（4-Piperidyl）Propane,TDP）和1,6-己二醇二丙烯酸酯（1,6-Hexanediol Diacrylate,HDD）聚合形成两亲性聚合物PAE-PEG。对合成的聚合物进行理化性质表征,包括核磁共振氢谱（proton nuclear magnetic resonance,H1NMR）和FTIR观察其结构、以及利用芘作为荧光探针,通过酶标仪测定吸光度的变化,从而进行聚合物pH敏感性的测定。（4）Mn-IONPs的表面修饰及表征:分别用DSPE-PEG,PAE-PEG和TMAH修饰Mn-IONPs,实现由疏水性向亲水性的转化,得到了亲水的Mn-IONPs@DSPE、Mn-IONPs@PAE和Mn-IONPs-TMAH。此外,还进行了DSPE-PEG的量的调整,研究了纳米粒表面PEG的量对驰豫效能的影响。另外,还用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）检测纳米粒的元素组成,为后期实验做准备。（5）Mn-IONPs@DSPE细胞毒性的检测:以HepG2细胞作为对象,将其与不同浓度的Mn-IONPs@DSPE溶液共培养12 h和24 h,最后用CCK-8法检测其细胞毒性。（6）Mn-IONPs@DSPE和Mn-IONPs-TMAH的体外MR成像:配置系列浓度的Mn-IONPs@DSPE和Mn-IONPs-TMAH溶液并进行体外MR扫描（3.0 T）,扫描序列为FSE T1WI、T1 mapping、FSE T2WI和T2 mapping,研究不同浓度纳米粒信号变化的规律,并测量T1和T2弛豫时间。（7）Mn-IONPs@PAE的体外MR成像:配置不同浓度的Mn-IONPs@PAE溶液,调制其pH值分别为7.4、7.0、6.5和6.0,并进行体外MR扫描（3.0 T）,扫描序列为FSE T1WI、T1 mapping、FSE T2WI和T2 mapping,研究不同浓度纳米粒信号变化的规律,并测量T1和T2弛豫时间。（8）Mn-IONPs@DSPE的体内MR成像:以C57BL/6小鼠作为载体,尾静脉注射Mn-IONPs@DSPE（5mg/kg）以后,进行MR扫描,扫描序列为FSE T1WI和FSE T2WI,研究不同时间信号变化的规律。结果（1）芥酸铁和油酸锰前体物的合成及表征:合成的芥酸铁干燥后呈暗红色的胶状物,而油酸锰呈红棕色的胶状物。红外光谱显示,芥酸铁(1582 cm-1、1557 cm-1和1433cm-1)和油酸锰(1606 cm-1、1549 cm-1和1423 cm-1)的特征光谱与文献基本一致,表明该物质为目标产物。（2）Mn-IONPs的合成及表征:TEM表明纳米粒形态规整,呈球形颗粒,粒径分布较窄,平均粒径分别为3.0±0.28 nm;HRTEM测得的晶格条纹间距为2.56和2.97?,与相应的311和220晶面相匹配;X射线衍射检测结果显示纳米粒具有多个衍射峰,与标准卡片对照其峰形强度基本吻合,说明合成出的纳米粒确实是Mn-IONPs;磁学性质测量表明该纳米粒的饱和磁化强度为24.45 emu/g,且具有超顺磁性。（3）PAE-PEG聚合物的合成及表征:通过迈克尔加成反应得到了pH敏感性聚合物PEG-PAE。H1NMR和FTIR均与文献结果相吻合;吸光度测试结果表示,其在pH为7.0时开始质子化,在6.6时完全质子化呈亲水性,证明了其具有pH敏感性。（4）Mn-IONPs的表面修饰及表征:通过疏溶剂作用成功地实现了疏水性纳米粒的改性,使得其不仅具有了亲水性,而且获得了较好的生物相容性。此外,ICP测试表明其Mn/Fe元素的摩尔比为0.2,再次证明了锰成功掺入Fe3O4中。（5）Mn-IONPs@DSPE的细胞毒性检测:CCK-8法检测结果显示各浓度纳米粒和各时间段均未对HegG2细胞的增殖活性表现出明显的影响,表明在一定条件下,该纳米粒具有良好的生物相容性。（6）Mn-IONPs@DSPE和Mn-IONPs-TMAH体外MR成像:结果显示,样品信号随浓度变化而变化。在T1WI图像上,信号随着浓度的增大而明显增强,T1弛豫时间也逐渐缩短;而T2WI图像上,信号强度随着浓度的增大而逐渐下降,T2弛豫时间也逐渐缩短。经分析得到样品Mn-IONPs@DSPE 1:1,Mn-IONPs@DSPE 1:5,Mn-IONPs@DSPE1:20和Mn-IONPs@DSPE 1:40的r1分别为2.4,3.5,7.1和7.8 mM-1s-1,而r2分别为199.5,149.7,120.9和94.8 mM-1s-1。而样品Mn-IONPs-TMAH的r1和r2分别为3.7和36.9 mM-1s-1。（7）Mn-IONPs@PAE体外MR成像:结果表明,样品信号随着浓度和pH变化而变化。在T1WI图像上,信号随着浓度的增大而明显增强;在T2WI图像上,信号强度随着浓度的增大而逐渐下降。而随着pH的减低,在T1WI图像上,在同一浓度下,其信号强度逐渐下降,尤其是在pH为6.0的时候出现明显变化。相反地,在T2WI图像上,其信号值随着pH的减低逐渐升高。这表明该样品具有明显的pH敏感性。（8）Mn-IONPs@DSPE的体内MR成像:结果表明,Mn-IONPs@DSPE在体内也表现出优异的双相增强性能。在T1WI图像上,信号随着时间的延长而逐渐升高,30 min后开始出现下降;在T2WI图像上,信号强度随着时间的延长而逐渐下降,30 min后趋于稳定。综合考虑,其在注射后10 min为最佳成像时间窗。结论（1）通过高温热解法成功合成出单分散的超顺磁性Mn-IONPs,纳米粒形貌均一,呈球形颗粒,粒径分布较窄,平均粒径为3.0±0.28nm。（2）用DSPE-PEG修饰后的纳米粒,具有良好的亲水性和生物相容性。且体内外MR成像显示,其具有良好的T1/T2双相增强成像性能,尤其是样品Mn-IONPs@DSPE1:20具有优秀的(7.1 mM-1s-1)和r2(120.9 mM-1s-1),是一种理想的T1/T2双相增强磁共振对比剂。（3）用具有pH响应性的PAE-PEG修饰后,其不仅具有良好的亲水性,并在体外成像中表现出明显的pH响应性。我们相信,该纳米材料能成为活体pH敏感型对比剂。