小动物磁性纳米颗粒磁共振成像
纳米技术在活细胞成像中的应用
纳米技术在活细胞成像中的应用纳米技术是一种迅速发展的技术，它可以在纳米尺度下进行操作，对材料的性能和结构进行精确控制，因此在生物医学领域中也有着广泛的应用。
特别是在活细胞成像方面，纳米技术拥有独特的优势，可以实现对细胞内部过程的高分辨率实时监测与定量分析，对于深入理解生物学过程和疾病发生机制具有非常重要的意义。
纳米技术在活细胞成像中的应用主要有以下几个方面。
一、荧光探针及其修饰荧光分子是常用的成像探针，纳米技术可以把这些分子封装在纳米粒子内部，以保护它们的稳定性、增加它们的存活时间和生物活性。
同时，通过表面修饰或功能化，也可以实现高度针对性的细胞或信号靶向成像，如利用纳米荧光探针实现对癌细胞的标记和检测。
然而，应用荧光探针还存在成像分辨率低、对生物体组织有破坏以及荧光探针的局限性等问题。
二、磁性纳米粒子标记技术磁性纳米粒子被广泛应用于活细胞、組織和动物体内的生物成像，具有强磁响应度、好生物相容性和低毒性等优势。
磁性纳米粒子主要应用于磁共振成像、磁性活细胞标记和细胞操纵等方面。
利用这种技术，可以实现对单个细胞的追踪，如跟踪细胞在人工血管内的迁移过程，对细胞迁移的机制进行研究，为疾病诊断和治疗提供指导。
三、基于光学法的纳米成像技术基于光学法的纳米成像技术，主要应用于成像分辨率的提高和细胞内信号的可视化。
例如利用双光子激发荧光成像技术，实现对大型分子如蛋白质和DNA的成像，可以在活体组织下进行高分辨率、深度成像，并能扫描组成成像。
这种技术能获取更多信息量，深入揭示细胞信号传递、分化和发展的机制。
四、纳米探针与药物的联用纳米探针是一种小尺寸的探针，通常具有超大比表面积和强信号响应性能，在生物医学领域中被用于构建高效的成像探针和治疗载体。
与传统的单一功能药物相比，纳米药物可以达到多种治疗效果，具有更大的应用潜力。
纳米成像和纳米药物相结合能够实现对药物在活体内的精准追踪，为药物的研发和制造提供了一条新的途径。
磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究
磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究磁性纳米材料是一种具有特殊磁性性质和微小尺寸的纳米粒子，其应用领域广泛，尤其在生物医学领域中具备巨大的潜力。
本文将重点探讨磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究进展，涉及其在诊断、治疗和生物分析等方面的应用。
一、磁性纳米材料在医学诊断中的应用1. 磁共振成像（MRI）磁性纳米材料具有优异的磁性性能，可作为MRI对比剂，提高诊断的准确性和敏感性。
通过将磁性纳米材料注射到患者体内，可以更清晰地展现组织和器官的结构，检测疾病的早期变化。
2. 磁性粒子法磁性纳米粒子可以与药物或抗体等生物标志物结合，通过外加磁场作用，将其靶向输送至病变部位，实现对疾病的定位和治疗。
这种磁性粒子法已广泛应用于肿瘤治疗、心脑血管疾病诊断与治疗以及传统药物的改良。
二、磁性纳米材料在医学治疗中的应用1. 靶向治疗利用磁性纳米材料的磁性效应，将其与药物结合，可以实现药物的靶向输送，减少对正常细胞的损害，提高治疗效果。
例如，通过将磁性纳米材料修饰在药物分子上，可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
2. 热疗磁性纳米材料在外加磁场的作用下产生剧烈的磁性加热效应，可用于局部热疗。
将磁性纳米材料注射到肿瘤组织中，通过对磁场加热，使肿瘤组织局部升温，达到杀灭肿瘤的目的。
这种热疗方法具有非侵入性、无辐射的特点，被广泛应用于肿瘤治疗领域。
三、磁性纳米材料在生物分析中的应用1. 生物标记磁性纳米材料可以作为生物标记物，通过与生物分子（如蛋白质、抗体等）结合，实现对生物分子的检测和定量分析。
磁性纳米材料的磁性效应可通过磁性检测方法进行分析，具备高灵敏度和快速反应的特点。
2. 磁性免疫分析磁性纳米材料结合传统的免疫分析方法，可以实现对生物样品中微量成分的快速检测。
通过对磁性纳米材料的修饰和功能化，可以提高检测的灵敏度和选择性，并且实现高通量、自动化的分析过程。
总结：磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究已取得了许多令人瞩目的进展。
小动物活体成像技术_浙江大学
小动物活体成像技术李冬梅万春丽李继承摘要：随着小动物成像技术的发展，活体小动物非侵袭性成像在临床前研究中发挥着越来越重要的作用。
本文围绕五种小动物成像专用设备，综述其特点及主要应用，比较各种设备的优势和劣势，总结小动物活体成像设备的发展趋势。
关键词：小动物；活体；成像技术Small living animal imaging technologyLI Dong-Mei1 WAN Chun-li 2 LI Ji-Cheng 1（1Medical college of Zhejiang university，2Shanghai sciencelight biology sci&tech Co.,Ltd.）Abstract: With the development of small animal imaging technology, non-invasive imaging in small living animal models has gained increasing importance in pre-clinical research. Based on five kinds of small animal imaging special equipments, this article reviews their characteristics and illustrates their main applications. Meanwhile, this article also compares the advantages and limitations of these equipments and summarizes the trends of small living animal imaging equipments.Key words: small animal;living; imaging technology动物模型是现代生物医学研究中重要的实验方法与手段，有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施，同时大鼠、天竺鼠、小鼠等小动物由于诸多优势在生命科学、医学研究及药物开发等多个领域应用日益增多。
磁性纳米颗粒在医学成像中的应用
磁性纳米颗粒在医学成像中的应用随着科学技术的快速发展，磁性纳米颗粒在医学成像中的应用日益广泛。
磁性纳米颗粒具有特殊的物理性质和生物相容性，能够在医学领域中实现多种功能，如磁共振成像、生物标记、药物传递等。
本文将详细介绍磁性纳米颗粒在医学成像中的应用，包括其基本原理、主要方法及现状。
一、磁性纳米颗粒的基本原理磁性纳米颗粒是由磁性材料制成的小颗粒，具有特殊的磁性质。
其基本原理是通过磁性材料自身的磁性作用，与外加磁场进行相互作用，达到对组织或细胞的成像或治疗目的。
二、磁共振成像中的磁性纳米颗粒应用磁共振成像（MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，广泛应用于临床检查中。
磁性纳米颗粒在MRI中的应用主要包括两个方面，一是作为MRI对比剂，二是作为MRI引导下的靶向治疗剂。
1. 磁性纳米颗粒作为对比剂磁性纳米颗粒具有较强的磁性，可以对局部组织或器官产生明显的磁性信号。
将磁性纳米颗粒注射到人体内部，结合MRI技术，可以获得高对比度的图像，以便实时观察身体各个部位的情况。
特别是在肿瘤检测中，磁性纳米颗粒的应用使得肿瘤的位置、大小和形态得以清晰显示，为医生提供了更准确的诊断依据。
2. 磁性纳米颗粒作为靶向治疗剂磁性纳米颗粒具有较强的生物相容性，可以通过表面修饰实现对肿瘤细胞的靶向识别和治疗。
将药物包裹在磁性纳米颗粒表面，通过外加磁场的作用，将药物准确地输送到肿瘤部位，提高治疗效果的同时减少对正常细胞的损伤，实现了精确的靶向治疗。
三、磁性纳米颗粒在生物标记中的应用生物标记是指将特定的磁性纳米颗粒与生物分子（如抗体、核酸等）结合，通过磁性纳米颗粒的磁性信号实现对生物体系的特定成分的检测。
在医学领域，磁性纳米颗粒常用于体内肿瘤细胞的检测和定位，通过与抗体的结合，能够准确检测和追踪肿瘤细胞的位置和数量，为肿瘤治疗提供有力的依据。
四、磁性纳米颗粒在药物传递中的应用磁性纳米颗粒在药物传递中的应用是近年来的研究热点之一。
通过将药物包裹在磁性纳米颗粒内部，以磁性纳米颗粒为载体，通过外加磁场的作用将药物传递到指定的治疗部位。
磁性纳米颗粒的生物应用研究
磁性纳米颗粒的生物应用研究在当今科技飞速发展的时代，磁性纳米颗粒作为一种具有独特性质的材料，正逐渐在生物领域展现出其巨大的应用潜力。
这些微小的颗粒，因其独特的磁性特质，为生物医学研究和临床应用带来了新的机遇和挑战。
磁性纳米颗粒通常指的是尺寸在纳米级别的磁性材料，其具有超顺磁性。
这意味着在外部磁场存在时，它们能够迅速响应并被磁化；而当外部磁场消失时，它们的磁性也会迅速消失，不会产生剩磁。
这种特性使得它们在生物体内的应用具有很多优势。
在生物医学成像方面，磁性纳米颗粒发挥着重要作用。
以磁共振成像（MRI）为例，传统的 MRI 造影剂在灵敏度和特异性方面存在一定的局限性。
而磁性纳米颗粒作为新型的造影剂，可以显著提高成像的对比度和分辨率。
它们能够被特异性地修饰，靶向到特定的组织或器官，从而更精准地显示病变部位。
例如，将其连接到特定的抗体或配体上，可以实现对肿瘤细胞的特异性成像，帮助医生更早期、更准确地诊断疾病。
在疾病治疗方面，磁性纳米颗粒也有着广泛的应用前景。
其中，磁热疗是一个备受关注的领域。
通过将磁性纳米颗粒引入到肿瘤组织中，并施加外部交变磁场，纳米颗粒会因磁滞损耗和涡流损耗而产生热量，从而达到局部加热杀死肿瘤细胞的目的。
与传统的肿瘤治疗方法如化疗和放疗相比，磁热疗具有更高的选择性和更低的副作用。
此外，磁性纳米颗粒还可以用于药物输送。
将药物负载在磁性纳米颗粒表面或内部，利用外部磁场的引导，将药物精准地输送到病变部位，实现靶向治疗。
这种靶向药物输送系统可以减少药物在正常组织中的分布，降低药物的毒副作用，提高治疗效果。
同时，还可以通过对纳米颗粒的表面进行修饰，实现药物的控制释放，进一步提高治疗的精准性和有效性。
在生物分离和检测方面，磁性纳米颗粒同样表现出色。
利用其磁性，可以方便地从复杂的生物样品中分离出特定的细胞、蛋白质或核酸等生物分子。
例如，在细胞分离中，可以将特定的抗体连接到磁性纳米颗粒上，使其能够特异性地结合目标细胞，然后通过外部磁场将其分离出来。
磁性纳米材料在生物医学中的应用
磁性纳米材料在生物医学中的应用随着生物医学技术的不断发展，人们对于治疗疾病的需求也不断增长。
在这个背景下，磁性纳米材料的应用日渐广泛，成为了生物医学研究领域的一个热点。
磁性纳米材料因其独特的物理、化学性质，被广泛应用于生物医学诊断和治疗领域。
本文将从磁性纳米材料的基础知识、具体应用和未来发展方向三个方面来阐述磁性纳米材料在生物医学中的应用。
一、磁性纳米材料的基础知识磁性纳米材料是具有粒径在1-100nm的磁性晶体粒子，并被包裹在有机或无机表面活性剂中的一种新型材料。
磁性纳米材料的磁性能随其粒径的减小而增强，在外加磁场下可以快速定向，因此其在生物医学领域中被广泛应用于生物分离、诊断、治疗等方面。
二、磁性纳米材料的具体应用1.生物分离磁性纳米材料可与特定的生物分子（如抗体、核酸等）结合，并在外加磁场下实现快速定向，实现对目标分子的全面分离。
这种技术被应用于细胞分离、蛋白质纯化、肿瘤细胞分离等领域，具有分离速度快、稳定性好等优点。
2.生物诊断磁性纳米材料具有优异的生物相容性和生物膜透过性，常常用于磁共振成像技术、核酸分析、荷瘤细胞检测等生物诊断场景中。
其中，磁共振成像技术利用磁性纳米颗粒在外加磁场下引起的局部磁化现象，从而获得针对人体的高分辨率磁共振图像，达到准确定位和评估疾病的目的。
3.药物输送磁性纳米颗粒因其特有的磁性，可以通过外加磁场的力场实现在生物介质中的定向运输和效率释放。
因此，磁性纳米颗粒可以作为一种特殊的药物输送载体，被广泛应用于生物医药领域中，如肿瘤治疗、靶向运输等。
三、磁性纳米材料的未来发展方向随着生物医学技术的不断发展和人们对于治疗效果的不断提高，磁性纳米材料在未来的应用领域也将变得更加广泛。
可以预见的是，在生物医学中，磁性纳米材料将从生物分离、生物诊断和药物输送等方面进一步深入和创新，发展成为一种多功能性的生物医学材料。
总之，磁性纳米材料在生物医学中的应用是一个不断深入的过程，磁性纳米材料的优异性质成为实现生物治疗和药物输送的关键。
纳米材料在生物医学成像与诊断中的应用方法
纳米材料在生物医学成像与诊断中的应用方法引言：近年来，纳米材料在生物医学领域展现出巨大的潜力，特别是在成像与诊断方面。
纳米材料以其特殊的物理化学性质，为生物医学研究带来了新的突破，为疾病的早期检测和精准治疗提供了新的途径。
本文将介绍纳米材料在生物医学成像与诊断中的应用方法，包括纳米颗粒的制备、功能化及其在荧光成像、磁共振成像和光声成像中的应用。
一、纳米颗粒的制备与功能化纳米材料的制备是实现其在生物医学成像与诊断中应用的基础。
常见的纳米材料包括金纳米颗粒、磁性纳米颗粒、碳纳米材料等。
制备纳米颗粒的方法有溶剂热法、共沉淀法、溶胶凝胶法等。
此外，为了实现对纳米颗粒的定位和控制释放，还需要对纳米颗粒进行功能化修饰。
功能化修饰可以通过表面修饰剂、聚合物包覆和生物活性分子的修饰等手段来实现。
二、纳米材料在荧光成像中的应用荧光成像是一种无损、高灵敏度的成像方法，纳米颗粒的荧光性能使其在荧光成像中具有重要应用价值。
荧光标记的纳米颗粒可以通过体内外的检测来实现对生物分子和细胞的成像，在肿瘤、心血管疾病和神经系统等疾病的早期诊断中具有巨大的潜力。
此外，纳米颗粒的荧光性能还可以用于生物标记和药物递送等方面。
三、纳米材料在磁共振成像中的应用磁共振成像是一种无辐射、高分辨率的成像方法，通过对患者身体的磁共振信号进行采集和分析，可以获取详细的组织结构信息。
磁性纳米颗粒被广泛用于磁共振成像中的对比增强剂。
纳米颗粒的磁性质能够增强磁共振信号，从而提高图像的对比度。
纳米颗粒还可以通过调控其形状、大小和表面修饰等方式，实现对图像信号的调控和功能化修饰。
四、纳米材料在光声成像中的应用光声成像是一种结合光学和声学原理的无创成像方法，具有高分辨率、高对比度和多模态成像等优势。
纳米颗粒在光声成像中既可以作为光学散射探测剂，也可以作为光热转换剂。
纳米颗粒在光声成像中的应用可以实现对生物分子和细胞的高灵敏度和高分辨率成像，对于肿瘤的早期检测和治疗具有重要意义。
磁性纳米颗粒在医学检测中的应用
磁性纳米颗粒在医学检测中的应用磁性纳米颗粒是一种颗粒直径在1-100纳米之间的物质，由于其特殊的物理和化学性质，在生物医学领域中具有广泛的应用前景，特别是在医学检测中的应用。
本文将从磁性纳米颗粒的制备、功能化、生物学安全性以及医学检测的应用等方面进行讨论。
一、磁性纳米颗粒的制备磁性纳米颗粒的制备方法有很多种，包括化学合成、物理气相沉积、生物合成等。
其中化学合成方法应用最广泛，主要包括溶胶-凝胶方法、热分解法、水热合成法等。
使用这些方法制备的纳米颗粒具有较高纯度、均一性和可控性。
二、磁性纳米颗粒的功能化磁性纳米颗粒在医学检测中的应用需要其具有较好的水溶性和生物相容性。
因此，在制备磁性纳米颗粒之后，需要对其进行浸渍、修饰或表面改性等功能化处理。
目前，最常用的功能化方法是使用硅化合物或纳米脂质体等化合物在颗粒表面包覆一层壳，以提高其生物学安全性和稳定性。
三、磁性纳米颗粒的生物学安全性磁性纳米颗粒在医学检测中应用的安全性是一个重要的问题。
目前研究表明，较小的纳米颗粒可以穿过细胞膜进入细胞和组织内，可能对细胞和组织造成不可逆性的损害。
因此，磁性纳米颗粒本身需要具有良好的生物学安全性。
此外，功能化后的磁性纳米颗粒也需要进行长期动物实验和临床试验，以验证其在体内的生物学安全性。
四、磁性纳米颗粒在医学检测中的应用磁性纳米颗粒在医学检测中的应用主要包括磁共振成像(MRI)、磁性免疫测定(MIA)、磁性荧光探针等。
其中MRI是最为常见的方法，通过利用磁性纳米颗粒的特殊物理性质，对人体内部的磁场进行扫描和成像。
MRI具有无创伤、不放射性和高分辨率等优点，已经成为人体器官、脑功能和肿瘤等检测的重要手段。
另外，磁性免疫测定也是一种广泛应用的方法。
其原理是将磁性纳米颗粒与检测物质发生反应，然后使用磁场将其分离和检测。
该方法不仅可以用于药物代谢、肝素抗凝剂等药物测定，还可以用于肿瘤标志物、细胞因子等的检测。
总之，磁性纳米颗粒的医学检测应用具有广泛的前景和潜力，尤其是在癌症和疾病早期诊断方面具有重要的价值。
动脉粥样硬化兔模型磁性纳米颗粒增强MR价值初探：与传统增强MR比较
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关 键 词 ： 脉 粥 样 硬 化 ； 磁 共 振 成 像 ； 斑 块 ； 对 比 剂 动
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第３ ９卷第 ５ 第 ６３页 期 ５
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纳米材料在生物医学成像中的应用
纳米材料在生物医学成像中的应用在当今的生物医学领域，纳米材料正逐渐展现出其独特而重要的价值，尤其是在生物医学成像方面。
生物医学成像技术旨在非侵入性地获取生物体内部的结构、功能和生理过程等信息，对于疾病的诊断、治疗监测以及医学研究具有至关重要的意义。
而纳米材料的引入，为生物医学成像带来了显著的改进和创新。
纳米材料之所以在生物医学成像中备受关注，主要归因于其独特的物理和化学性质。
首先，纳米材料的尺寸通常在 1 到 100 纳米之间，这使得它们能够在生物体内进行精准的分布和靶向传递。
其次，纳米材料具有较高的比表面积，能够有效地负载和传递成像剂或药物分子。
此外，它们还可以通过表面修饰和功能化来实现特定的生物相容性和靶向性。
在众多的纳米材料中，量子点是一类在生物医学成像中表现出色的纳米材料。
量子点具有出色的光学性质，如高亮度、窄而对称的发射光谱以及良好的光稳定性。
这使得它们在荧光成像中能够提供高对比度和高分辨率的图像。
例如，在细胞成像中，量子点可以标记特定的细胞成分或生物分子，帮助研究人员清晰地观察细胞的结构和功能。
磁性纳米材料在生物医学成像中也发挥着重要作用。
其中，超顺磁性氧化铁纳米颗粒是常用的磁性纳米材料之一。
这些纳米颗粒在外部磁场的作用下能够产生明显的磁共振信号变化，从而实现磁共振成像（MRI）。
通过对磁性纳米颗粒进行表面修饰，可以使其特异性地靶向病变组织，提高成像的准确性和敏感性。
例如，在肿瘤成像中，靶向肿瘤细胞的磁性纳米颗粒能够在 MRI 图像中显示出肿瘤的位置、大小和形态，为肿瘤的早期诊断和治疗提供重要依据。
金纳米材料也是生物医学成像领域的研究热点之一。
金纳米颗粒具有良好的生物相容性和独特的光学性质，如表面等离子体共振。
基于这一特性，金纳米颗粒可以用于光声成像。
在光声成像中，当金纳米颗粒受到脉冲激光照射时，会产生局部的热膨胀，从而产生可检测的超声波信号。
这种成像方式结合了光学成像的高对比度和超声成像的深度穿透能力，能够提供更全面和准确的生物体内信息。
微纳技术在生物医学研究中的应用
微纳技术在生物医学研究中的应用微纳技术是一种新兴的技术，其特点是对微小尺度的物质及其特性进行处理和利用。
它通过微小尺度的加工和制造手段，使得微小物体的特性和行为可以被研究和应用到各个领域中。
在生物医学领域，微纳技术已经为研究和诊断带来了巨大的进步。
一、微纳技术在药物研究中的应用微纳技术在药物研究中的应用表现在两个方面，一方面是药物的快速筛选，另一方面是药物的靶向输送。
药物的靶向输送是一种新的治疗方法，其使用了纳米粒子（nano particles）来将药物直接输送到病变部位。
例如，医学领域现在使用了一种可以通过靶向输送精确定位到癌症细胞的纳米粒子，这种纳米粒子可以避免对健康细胞的损害并提高治疗效果。
药物的快速筛选也是微纳技术在药物研究中的重要应用。
传统的药物筛选一般是建立在体外或者动物模型基础之上，这些方法不仅耗时费力，而且存在研究成果与人类应用结果之间的差异。
而微纳技术可以快速准确地筛选出来对疾病具有良好疗效的药物，大大缩短了研发周期。
二、微纳技术在生物医学成像中的应用生物医学成像是欧美国家医学界的一个热门方向，通过微纳技术，人们可以开展更为深入的研究，也能够得出更为精确的成像诊断结果。
微纳技术在生物医学成像中的应用主要包括光学成像和磁共振成像（MRI）两种。
在光学成像方面，微纳技术可以通过微纳加工制备出高灵敏度、高分辨率的荧光探针，并通过显微镜等成像技术，对细胞及器官进行更加精确的成像。
另外，通过微纳技术还可以制备基于表面等离子体共振的生物芯片，从而使得某种生物分子在界面处发生特定的化学反应，产生特定的荧光信号，这种信号可以被测量和记录下来，建立分子检测的技术平台。
在磁共振成像方面，微纳技术的应用更为多样。
例如可以制备出具有特定驻波共振频率的磁性纳米颗粒，可以被用于针对某种疾病的诊断和治疗。
这种磁性纳米颗粒在体内的运动行为和分布情况都可以通过磁共振成像技术进行监测，从而实现更精确的疾病诊断和治疗。
小动物磁共振（7.0t）技术参数
小动物磁共振（7.0T）技术参数1、设备名称：小动物7.0T磁共振2、设备数量：1套3、技术参数：3.1主配置：3.1.1超导磁体7.0T。
3.1.2孔径30cm，超屏蔽，零液氦挥发。
3.1.2适用范围：适用动物包括大鼠、小鼠、小猴子、猫、兔子、小狗。
3.1.3集成室温匀场单元的梯度线圈内径≥20CM，最大梯度强度≥300mT/m,切换率≥1170mT/m/s，梯度电源300A/500V3.1.4集成室温匀场单元的梯度线圈内径≥11CM，最大梯度强度≥660mT/m,切换率≥4500mT/m/s3.1.5线圈：发射/接受容积线圈四个，具备并行接收通道、宽射频通道，大动物( 猴子,猫,兔子等) 全身容积线圈内径≥154mm，大鼠腹部容积线圈内径≥72mm，小鼠和大鼠发送/接收容积线圈≥86mm；大鼠头/小鼠全身体积线圈≥40mm；小鼠头线圈≥23mm.3.1.6高增益全数字化四接收通道，能实现并行采集3.2线圈配置：3.2.1表面线圈二个：大鼠头部线圈，小鼠头部线圈3.2.2高灵敏度杂核质子成像线圈二个.3.2.3质子和磷31双调谐20mm线圈一个，质子和19F双调谐20mm线圈一个，3.2.4大鼠心脏四通道相阵控线圈一个3.2.5环形表面线圈三个，直径10mm，20mm, 30mm。
3.3有自屏蔽系统，无需外建屏蔽室3.4附属配置：112mm外径的射频线圈架，核磁床，小鼠实验用附属设备，大鼠实验用附属设备，大鼠和小鼠身体动物床60/50 mm。
3.5实验配套设备：生命基础监视设备、标准射频配套笼、工作台等。
3.6软件：3维可视化及分析系统，具备多模数据输入及导出功能，并行图像重建功能，实验计划功能，弥散套餐，血管造影套餐，灌注套餐，功能MR及增强套餐，短回波套餐，EPI序列套餐，光谱套餐，诊断许可及维护，图像分析及联合登记软件等。
3.7硬件自动识别单元。
3.8磁共振成像工作站1套，双核16G内存，1000G硬盘；液晶显示器≥24寸3.9配备光定位马达驱动动物床一套（大动物、大鼠、小鼠等动物床）3.10配备动物生理监控及触发同步单元2套3.11配备动物保温水循环加热装置2套，动物麻醉装置3套。
纳米材料在生物成像中的应用研究
纳米材料在生物成像中的应用研究在当今科技迅速发展的时代，纳米材料因其独特的物理和化学性质，在生物成像领域展现出了巨大的应用潜力。
生物成像对于理解生物过程、疾病诊断和治疗监测等方面具有至关重要的意义。
纳米材料的出现为生物成像技术带来了新的机遇和突破。
纳米材料的尺寸通常在 1 到 100 纳米之间，这个尺度使得它们能够与生物分子和细胞进行有效的相互作用。
常见的纳米材料包括量子点、金纳米粒子、磁性纳米粒子、碳纳米管等。
这些材料具有独特的光学、电学、磁学等性质，可被巧妙地应用于生物成像。
量子点是一种备受关注的纳米材料，在生物成像中表现出色。
它们具有狭窄且对称的发射光谱，颜色可调，光稳定性强。
这意味着可以通过调整量子点的尺寸和组成来获得不同颜色的荧光，从而实现多色标记和同时检测多个生物目标。
例如，在细胞成像中，使用不同颜色的量子点可以分别标记细胞核、线粒体和细胞膜等不同的细胞器，清晰地展现细胞内部的结构和功能。
金纳米粒子在生物成像中也有重要应用。
其表面等离子共振特性使其能够产生强烈的散射光，可用于暗场成像。
通过与生物分子的特异性结合，金纳米粒子能够靶向特定的细胞或组织，实现高对比度和高分辨率的成像。
此外，金纳米粒子还可以作为光热治疗的载体，在成像的同时进行疾病治疗。
磁性纳米粒子在磁共振成像（MRI）中发挥着关键作用。
它们能够改变局部磁场，从而增强成像对比度。
通过在磁性纳米粒子表面修饰特定的生物分子，如抗体或适配体，可以实现对肿瘤细胞或病变组织的特异性成像。
与传统的 MRI 造影剂相比，磁性纳米粒子具有更高的灵敏度和更低的毒性。
碳纳米管具有优异的电学和光学性质。
单壁碳纳米管可以发出近红外荧光，在生物组织中具有较低的光吸收和散射，能够实现深层组织成像。
此外，碳纳米管还可以用于构建生物传感器，检测生物分子的浓度和活性。
纳米材料在生物成像中的应用不仅仅局限于细胞和组织层面，还可以拓展到活体动物成像。
通过静脉注射或局部注射纳米材料，可以实时监测纳米材料在体内的分布、代谢和靶向作用。
纳米磁性材料在医学生物领域中的应用
纳米磁性材料在医学生物领域中的应用纳米磁性材料，是指粒径在1-100纳米之间的铁、镍、钴等磁性材料。
它们具有超强磁性、大比表面积和易于表面修饰等特点，因此在医学生物领域中有着广泛的应用。
一、医学影像纳米磁性材料具有超强磁性，能够在外加磁场下呈现出明显的磁化特性，因此被广泛应用于医学影像学中。
其中最为常见的是磁共振成像（MRI）技术。
磁共振成像是一种以水分子磁共振现象为基础的成像技术，通过外加强磁场、梯度磁场和射频脉冲的作用，使纳米磁性材料在特定的区域内磁化，进而提高了影像对比度和分辨率。
除了磁共振成像，纳米磁性材料还能够应用于其他医学影像学领域。
例如，在超声成像、单光子发射计算机断层显像（SPECT）、正电子发射断层显示（PET）等成像技术中，纳米磁性材料也有着不同的应用。
二、生物医学检测由于纳米磁性材料具有大比表面积和表面修饰易于实现等特点，它们在生物医学检测领域中也有着广泛的应用。
其中最为常见的是生物分析和疾病诊断方面。
在生物分析中，纳米磁性材料可以用于生物标记和寡核苷酸序列检测。
通过表面修饰和生物分子的特异性结合，纳米磁性材料可以在复杂的生物体系中进行定位和分离，进而实现对生物分子的高灵敏检测。
在疾病诊断方面，纳米磁性材料也能够用于癌症、心脑血管疾病等常见疾病的诊断。
例如，通过标记肿瘤特异性抗原和靶向分子的纳米磁性材料，可以通过MRI等技术实现肿瘤早期检测和定位。
三、靶向治疗除了医学影像和生物医学检测领域外，纳米磁性材料还有着广泛的靶向治疗应用。
通过表面修饰和生物分子特异性结合，纳米磁性材料可以准确地定位到肿瘤组织等病灶所在区域，并实现精准靶向治疗。
例如，通过将药物分子包裹在纳米磁性材料之中，并结合肿瘤特异性抗原的靶向分子，可以实现肿瘤组织的精准靶向治疗，避免对健康组织的损伤。
此外，通过纳米磁性材料与热能相结合，还可以实现磁热治疗等新型治疗手段。
四、危害与挑战虽然纳米磁性材料在医学生物领域中有着广泛的应用前景，但其在应用过程中也存在着危害与挑战。
磁性纳米材料在生物成像中的应用
磁性纳米材料在生物成像中的应用在现代生物医学领域，成像技术的不断发展对于疾病的诊断、治疗和研究起着至关重要的作用。
磁性纳米材料因其独特的物理和化学性质，成为了生物成像领域的研究热点之一。
磁性纳米材料通常是指尺寸在纳米级别的具有磁性的物质，如磁性氧化铁纳米粒子等。
它们具有超顺磁性，即在外部磁场存在时能够迅速被磁化，而在磁场消失后磁性也能很快消失，这一特性使得它们在生物成像中具有广泛的应用前景。
在磁共振成像（MRI）中，磁性纳米材料是一种非常有价值的造影剂。
MRI 是一种非侵入性的成像技术，能够提供高分辨率的人体内部结构图像。
然而，对于某些组织或病变，其天然对比度可能不够明显，导致难以清晰分辨。
这时，磁性纳米材料就派上了用场。
通过将特定的磁性纳米材料引入到目标区域，可以显著改变局部的磁场环境，从而增强 MRI 信号，提高成像的对比度和清晰度。
例如，超小超顺磁性氧化铁纳米粒子（USPIO）可以被巨噬细胞摄取。
当体内存在炎症或肿瘤时，这些部位的巨噬细胞会增多并摄取USPIO，使得在 MRI 图像中这些区域呈现出信号降低，从而帮助医生发现和诊断疾病。
此外，通过对磁性纳米材料进行表面修饰，如连接上特定的抗体或配体，可以实现对肿瘤细胞等特定目标的靶向成像，大大提高了诊断的准确性和特异性。
除了 MRI，磁性纳米材料在磁粒子成像（MPI）中也发挥着关键作用。
MPI 是一种新型的成像技术，它对磁性纳米材料的磁化响应进行直接检测，能够提供高灵敏度和高时空分辨率的图像。
与传统的成像技术相比，MPI 具有更低的背景信号和更高的定量准确性，在心血管疾病、细胞示踪等领域具有巨大的应用潜力。
在细胞成像方面，磁性纳米材料同样表现出色。
利用磁性纳米材料可以标记细胞，然后通过外部磁场对标记的细胞进行操控和追踪。
这对于研究细胞的迁移、分化以及在体内的分布等具有重要意义。
例如，在干细胞治疗中，可以用磁性纳米材料标记干细胞，然后通过成像技术实时监测干细胞在体内的去向和存活情况，为评估治疗效果提供直接的依据。
纳米颗粒在生物医学成像中的应用研究
纳米颗粒在生物医学成像中的应用研究随着生物医学技术的发展，越来越多的新技术和新材料被应用于医学成像领域。
其中，纳米颗粒成为了一个备受关注的研究方向，因为它们具有独特的光学、磁性、生物相容性等特性，能够在生物医学成像中发挥重要作用。
一、纳米颗粒的种类与性能纳米颗粒是一种直径在纳米级别的微粒，可以分为单晶、多晶、核壳等不同类型，具有独特的物理、化学性质。
以金属纳米颗粒为例，当纳米颗粒尺寸小于其光学直径时，会出现表面等离子共振现象，颗粒表面会发生局部电场增强，进而使得颗粒产生了非线性光学现象，如激光光热效应、第二次谐波发生等。
这些现象使得纳米颗粒成为了生物医学成像的理想探针。
此外，纳米颗粒的材料性质对其应用范围也有不同的影响。
例如，金属纳米颗粒可以用于表面增强拉曼光谱、近红外成像等，而磁性纳米颗粒则适用于磁共振成像等。
二、纳米颗粒在生物医学成像中的应用1.荧光成像荧光成像是生物医学成像领域中较为常见的一种技术。
纳米颗粒可以被染色成各种颜色的荧光素，并且发射出可见光和近红外光谱的荧光信号。
基于这种特性，纳米颗粒被广泛应用于细胞、组织和器官的成像研究中。
例如，金属纳米颗粒制备的荧光探针，可以用于细胞内缺陷、分子动力学、药物代谢等生物学过程的成像。
磁性纳米颗粒制备的荧光探针，可以用于癌细胞的成像和药物靶向输送等。
2.磁共振成像磁共振成像是一种常用的非侵入性成像技术，能够结合生物医学影像学提供重要的结构、功能和代谢信息。
为了提高磁共振成像的特异性和灵敏度，磁性纳米颗粒成为了磁共振成像的理想对比剂。
磁性纳米颗粒可以为其它物质提供显影剂或作为靶向输送剂。
例如，磁性纳米颗粒表面修饰细胞膜受体的配体，可以实现对肿瘤组织的选择性成像和治疗。
磁性核壳纳米颗粒可以作为同时进行多重成像技术的多模态显影剂，提高了成像精度和特异性。
3.光学相干断层扫描成像光学相干断层扫描成像是一个新型的非侵入性成像技术，具有高分辨率、高特异性和高灵敏度等优点。
纳米材料在生物成像中的应用
纳米材料在生物成像中的应用随着科学技术的不断进步，纳米技术被广泛应用于生物医学领域，成为一种有潜力的成像工具。
纳米材料是指至少有一维尺寸小于100纳米的物质，具有大比表面积、高化学反应性和特殊的光学、热学、机械和电学性质。
它们可以用于生物成像，如生物荧光成像、磁共振成像和光学成像等，为疾病诊断和治疗提供有力支持。
纳米材料在生物成像中的应用旨在使用其高度特异性，为医学影像学带来新一代成像技术。
这些材料具有良好的生物相容性，可以在体内定位和追踪生物分子、细胞和组织，提高生物成像的特异性和灵敏度。
下面我们将从三个方面讨论纳米材料在生物成像中的应用：基本概念、研究进展和未来发展趋势。
一、基本概念纳米材料的生物成像应用根据其不同的物理和化学特性来分类。
例如，金纳米粒子可以增强内源性荧光成像的信号强度，磁性纳米粒子可以用于磁共振成像，量子点可以用于荧光成像，石墨烯可以用于近红外成像。
其中，荧光纳米材料是最常用的纳米成像工具。
它们可以通过成像设备获取荧光信号，进而实现对生物体系的非侵入性检测。
荧光纳米材料的成像方法分为两种：直接成像和间接成像。
直接成像使用纳米颗粒本身的荧光信号。
这种方法需要特殊的荧光探针和荧光成像设备。
间接成像则利用修饰在纳米颗粒表面的分子来激发荧光信号。
这种方法可以利用基于底物的酶、抗体和寡核苷酸等模式进行增强。
二、研究进展在研究上，纳米材料的生物成像应用得到越来越广泛的关注。
许多研究人员使用各种各样的纳米材料来实现生物成像。
以下是一些具有代表性的研究成果：（1）金纳米粒子金纳米粒子在纳米生物医学领域应用广泛，已被证明可以增强内源性荧光成像的信号强度。
在一项研究中，研究人员使用金纳米棒和纳米球，通过调整纳米金颗粒的比率，成功地实现了纳米颗粒对薄肠癌细胞的靶向成像。
（2）磁性纳米粒子磁性纳米粒子是一种常用的成像剂，可以用于磁共振成像。
它们有很高的对比度和特异性，可以定位和追踪生物分子、细胞和组织。
磁性纳米颗粒及其在生物医学领域中的应用
4 磁性纳米颗粒在生物医学领域的应用
磁性纳米颗粒由于独特而优异的物理、化学 性质在医药领域有着多种用途。利用其磁响应特
8
磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，然而一旦 去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。通常 磁分离技术主要包括以下两个步骤：（1）将要研 究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性 液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。目 前，磁分离方法已经拓展到对细胞、蛋白质和核 酸（DNA，RNA）等多种生物的分离和纯化。 Xu 等
用于磁性纳米颗粒表面改性的聚合物/分子及其优点与应用
应用 特定部位药物输送 特定部位药物输送 优点 提高在血液中的循环时间，增加稳定性 可与多种亲脂性化合物结合 增加生物相容性，减少 RES 吞噬量与蛋白质吸附，改善特殊 细胞吸收其靶向性 文献 [6] [6] [14,15]
纳米颗粒 Fe3O4 8～15nm Fe3O4 8～15nm
磁性材料及器件
2010 年 10 月
表1
制备 方法 共沉 淀法 微乳 剂法 溶胶凝胶法 高温 分解法 Polyol 法 机械合 金化法 电弧 熔化法 基本原理
纳米磁性颗粒常用制备方法及特点
合成颗粒 平均尺寸 nm 3～20 4～15 4～50 4～20 类球形 或球形 球形 球形 颗粒 形貌 球形 立方体 或球形 球形 磁性能 20～50 A·m2/kg 超顺磁性 >30 A·m2/kg 超顺磁性 10～40 A·m2/kg 超顺磁性 超顺磁性 H0c～530Oe 46℃～47℃ 超顺磁性 <100Oe TC=298K 文献 [5,6] [7] [8] [9]
[24,25]
肿瘤部位后，置于交变磁场中进行热疗，测得肿 瘤部位温度可达到 41～46℃。郑元青等[30]采用反 相微乳液法制备的叶酸-磁性淀粉纳米颗粒 （FA-StNP@Fe2O3），在交变磁场下作用 30min， 可使环境温度升高到 42～43℃，显示其具有一定 的磁热效应。 且将纳米颗粒分别与 HUEC-12 正常 细胞和 Hela 肿瘤细胞共同培养，细胞凋亡率为 13.4%，叶酸修饰有助于 FA-StNP@Fe2O3 纳米颗 粒靶向识别 HeLa 细胞。 4.3 靶向给药 传统的抗癌药物通过血液循化分布于体内各 脏器，缺乏对肿瘤部位的特异性，需要很大的剂 量才能达到预期的治疗效果。此外，在杀死肿瘤 细胞的同时也攻击正常细胞，对患者造成严重伤 害，使抗癌药物的疗效受到限制。因此，研究者 开始了靶向给药的研究，由于磁导向给药有方法 简单、易于控制、无创伤等特点而备受青睐。 靶向给药一般可分为被动靶向和主动靶向。 被动靶向是通过载体的非特异性（如电荷、疏水性 和尺寸等）使药物载体到达靶部位，主动靶向则是 在载体与靶部位间的特异性作用（如抗原-抗体、 磁性靶向）驱动下到达靶组织或器官的。因主动靶 向更具可控性，故受到大多数研究者的关注。磁性 磁性 载药微球应用于给药系统的基本原理为[31,32]： 载药微球作为药物载体，被注射到体内，在外部 施加一定磁场，利用磁性载药微球的流动性和磁 场的诱导性，将磁性载药微球移向病变区，然后 药物以受控方式 （酶的活性或者生理条件的改变， 例如 pH、渗透压浓度和温度等）缓慢定位释放， 集中在靶区发挥作用。利用磁性纳米颗粒作为药 物载体具有使用便捷、 可增加病变部位药物浓度、 减少药物毒副作用及提高药效等优点，在癌症治 疗中，优势显而易见，故又被称为“磁控导弹”， 应用前景广阔。目前所承载的化疗药物已经有阿 霉素、甲氨喋呤、丝裂霉素、米托蒽醌、顺铂、 多西紫杉醇等。 林本兰等[33]通过化学共沉淀法制备出粒径均 匀、生物相容性好的白蛋白包覆的纳米 Fe3O4 磁 性微球，这种磁性白蛋白微粒不但被用作化疗药 物载体， 还被用于磁性微球栓塞及磁流体热疗等。 他们 [34] 还采用二步法制备了磁性靶向紫杉醇微 球，实验表明，纳米 Fe3O4 晶粒被紫杉醇的非晶 包覆，载药量为 3.013%，包封率为 35.26%。
7.0T小动物磁共振成像系统几个常用线圈T 1 mapping均匀性研究
1,2,3,4,5
1. 复旦大学附属肿瘤医院核医学科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海 200032 ； 2. 复旦大学生物医学影像研究中心，上海 200032 ； 3. 上海分子影像探针工程技术中心，上海 200032 ； 4. 上海市质子重离子医院核医学科，上海 201315 ； 5. 核物理与离子束应用教育部重点实验室，上海 200433
Study on 7.0T small animal magnetic resonance imaging system T1 mapping uniformity with several common coils QI Ming1, 2, 3, 4, 5, ZHANG Jianping1, 2, 3, 4, 5, ZHANG Yingjian1, 2, 3, 4, 5 (1. Department of Nuclear Medicine, Fudan University Shanghai Cancer Center, Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China; 2. Center for Biomedical Imaging, Fudan University, Shanghai 200032, China; 3. Shanghai Engineering Research Center of Molecular Imaging Probes, Shanghai 200032, China; 4. Department of Nuclear Medicine, Shanghai Proton and Heavy Ion Center, Shanghai 201315, China; 5. Shanghai Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application of MOE, Shanghai 200433, China) Correspondence to: ZHANG Yingjian E-mail: yjzhang111@ ［Abstracts］Objective: To assess the uniformity of T1 mapping acquired by several commonly used coils of 7.0T small animal magnetic resonance imaging (MRI). Methods: T1 mapping of deionized water, 0.2 mmol/L and 0.4 mmol/L Magnevist solution was measured with rat/mouse brain surface coil and mouse head/body volume coil, and multiple regions of interest (ROI) were delineated. And the T1 mapping spatial uniformity of different coils were compared. Results: There are spatial uniformity differences in the measurement of T1 values by different coils. In certain cases, the difference in T1 mapping in the volume coils is more sensitive than the difference in signal strength. In general, the uniformity of small-diameter coils is better than that of large-diameter coils. And the uniformity of X-direction (left to right) is better than the Y-direction (upper to lower). Conclusion: We recommend T1 mapping uniformity as one of the quality control reference indicators. Small diameter coils should be used when acquiring T1 mapping. When the experimental animals were in the supine or prone position, the T1 values of the contralateral tissues should be selected for comparison with higher confidence.
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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）
l 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）
l 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）
l 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）
l 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）
MagImaging™小动物磁共振/磁粒子成像造影剂产品目录
1、磁共振T1成像
2、磁共振T2成像
6、载药磁性纳米颗粒。