上转换荧光探针辅助的光学成像技术在肿瘤显影中的应用研究进展 无机材料学报    2025, 40 (2): 145-158.   DOI:10.15541/jim20240058

表1 纳米治疗领域的临床成像模式比较^[6]

正文中引用本图/表的段落

单一成像模式难以提供疾病相关的多维信息, 不能满足临床诊断和治疗的要求。近年来, 将多种成像方式巧妙地融合到单一纳米探针体系中, 可实现肿瘤多模态精准早期诊断。多模态成像技术是通过不同的传输路径, 将两种或两种以上成像方式整合到一种成像窗口, 以捕获互补的高通量诊断信息, 有助于医生更全面、深入地了解病灶区域。这种集成化的多模态成像技术不仅简化了诊断流程, 还极大地减轻了患者在多次诊断步骤中的身心负担与经济压力。目前广泛应用于临床检测的MRI、PAI、CT、PET和SPECT等成像模式, 或能捕捉微弱的信号变化, 或能提供高空间分辨图像信息, 或有高灵敏度检测能力, 或能实现更深的成像深度和更宽的成像视野(表1), 其中MRI和CT还具有较强的组织穿透深度、非侵入性活体成像和三维成像等优点, 但其检测灵敏度较低, 很难进行细胞和组织层次的精细成像。因此, 将不同的成像模式集成到UCNPs中, 构建集成化的成像系统, 对于实现精准的活体光学生物成像具有重大意义。

金属有机框架(MOFs)的孔隙率高, 能有效装载成像剂, 显著增强对病变细胞的成像。Ling等[67]将MOFs和UCNPs制成异质二聚体(UCMOFs)复合纳米体系, 实现了在UCL/MRI双模态成像引导下释放阿霉素(DOX)(图9)。随后, Zhou等[68]将二茂铁硒化合物(FcSe)与基于Gd3+的顺磁性UCNPs结合, 同样实现了MRI/UCL双模态成像。当NaGdF₄: Yb/Tm UNCPs表面连接FcSe时, 亲水硒与周围水分子之间形成的氢键加速了质子交换, 从而显著提高了r₁弛豫性。同时, 来自FcSe的氢核对水分子周围磁场产生了均匀的干扰效应, 显著增强了r₂弛豫性(图10)。

(a) In vivo T₁-weighted MRI of kidneys of mice (as arrowed) before and after the intravenous administration of NaGdF₄@poly-L-lysine (PLL) nanoparticles; (b) Chemical exchange saturation transfer (CEST) contrast difference map between pre/post injection following radio frequency (RF) irradiation at 3.0 μT, showing the kidney signal in color on the grayscale image to highlight the effect; (c) In vivo T1-weighted MRI of brain tumor (as arrowed) after the intravenous administration of NaGdF₄@PLL nanoparticles; (d) CEST contrast difference map between pre/post injection at 3.0 μT, showing the brain ventricle signal in color on the grayscale image to highlight the effect; (e) Merged image of (c, d); (f) H&E staining of the brain tumor tissue; (g) Immunohistochemical staining of the brain tumor tissue, showing the positive expression of glial fibrillary acidic protein ...