创新点

       本文以多齿硫醚封端的季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸(PTMP-PMAA)为配体，制备了聚合物配体修饰的水溶性磁性纳米颗粒MIONs@PTMP-PMAA。该磁性纳米颗粒不仅水溶性优异、细胞毒性低且生物相容性良好，其表面丰富的官能团还为后续表面修饰提供了可能；体外弛豫实验结果显示T₂负增强效果，表明该颗粒有望用作T₂造影剂，作为磁靶向生物探针广泛应用于生物标记、靶向治疗等多个生物医学领域。

磁共振成像（MRI）是临床诊断的重要影像学技术之一，具备软组织对比度高、图像信息丰富等核心优势，其成像质量与诊断准确性常依赖于造影剂的使用。造影剂可显著提升图像对比度，从而更清晰地区分正常与病变组织。目前临床广泛使用的MRI造影剂主要包括两类：钆基顺磁性造影剂和超顺磁性氧化铁造影剂。钆基顺磁性造影剂具有较好的成像增强效果，但存在引发肾源性系统纤维化等安全风险；超顺磁性氧化铁纳米颗粒虽具有更好的生物相容性，但其商业化产品的饱和磁化强度有限，制约了其造影成像能力。因此开发兼具高饱和磁化强度、良好水溶性及优异生物相容性的多功能新型氧化铁纳米造影剂，对于推动MRI诊断技术向更安全、更灵敏的方向发展具有重要意义。

基于上述背景，湖北大学材料科学与工程学院严微教授课题组提出一种基于多功能聚合物配体、通过改进的共沉淀法，在水相体系中制备磁性氧化铁纳米颗粒的新策略。多功能水溶性配体季戊四醇四-3-巯基丙烯酸(PTMP-PMAA)中的硫醚基团与羧基可协同修饰纳米颗粒表面，不仅可在合成过程中精确调控成核增长与粒径分布，还为后续进一步的功能化改性(如靶向分子偶联、药物负载等)提供可能性。

图1 a) PTMP-PMAA配体合成; b) MIONs@PTMP-PMAA纳米颗粒制备; c) 小鼠体内 T₂加权磁共振成像

为验证该合成策略的有效性，研究人员对MIONs@PTMP-PMAA纳米颗粒进行了系统的表征。透射电镜结果显示，MIONs@PTMP-PMAA表现出优异的单分散性；该颗粒在pH值在3-11之间都具有良好的稳定性；细胞毒性实验表明，该颗粒即使在高铁离子浓度下，细胞存活率仍高于80%；生物分布与组织学分析表明该纳米颗粒经肝胆途径逐步代谢，且对器官无明显损伤；该颗粒饱和磁化强度为54 emu/g，横向弛豫率为144.96 L/(mmol·s)，经小鼠尾静脉注射后T₂信号显著下降，表明该颗粒有望用作T₂造影剂，作为磁靶向生物探针，用于生物标记、靶向治疗等多个生物医学领域。

图2 a) 纳米颗粒的透射电镜图；b) 纳米颗粒的粒径分布图；c) 纳米颗粒水合粒径图；d) 不同pH条件下纳米颗粒的水合粒径；e) 纳米颗粒在RPMI 培养基中不同时间点的水合粒径；f) 纳米颗粒的VSM测量结果；g) 纳米颗粒的纵向和横向弛豫率；h)纳米颗粒细胞毒性(DC 2.4细胞)；i) 纳米颗粒细胞毒性(4T1细胞)；j)纳米颗粒T₂加权图像；k)纳米颗粒T₂加权相对信号强度；l) 荷瘤小鼠静脉注射后不同时间点的T₂加权图像；m) 尾静脉注射后不同时间点、不同器官组织苏木精和伊红(H&E)染色图

       湖北大学曼城联合学院硕士研究生高畅与湖北大学材料学院硕士向晨阳为该论文的共同第一作者，湖北大学材料学院严微教授、范闻副教授以及上海市公共卫生临床中心放射科石秀东博士为共同通讯作者。该工作还得到华中科技大学化学与化工学院谭必恩院长、巴基斯坦拉合尔管理科学大学Irshad Hussain院士、中国科学院长春应用化学研究所陈学思院士团队的肖春生研究员和武汉大学中南医院医学影像中心鲁植艳主任的指导。此文的共同作者还包括湖北大学材料学院硕士郭娇娇、上海市公共卫生临床中心放射科宋朋睿医生。