为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法(noise-robust 3D sparse sampling magnetic part...为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法(noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI).该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l2范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构.模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子(3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator)利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率.通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.展开更多
目的:研究荧光磁性纳米粒子与前列腺癌特异性抗原(prostate cancer specific antigen,PSA)单链抗体片段结合的复合纳米探针作为前列腺癌核磁共振靶向显像剂与治疗剂的可行性。方法:荧光磁性纳米粒子(FMCNPs)与前列腺癌特异性单链抗体片...目的:研究荧光磁性纳米粒子与前列腺癌特异性抗原(prostate cancer specific antigen,PSA)单链抗体片段结合的复合纳米探针作为前列腺癌核磁共振靶向显像剂与治疗剂的可行性。方法:荧光磁性纳米粒子(FMCNPs)与前列腺癌特异性单链抗体片段(ScFv)桥联制备成复合纳米探针(FMCNPs-ScFv),应用高分辨电镜、荧光光谱仪与磁强度计进行鉴定。将FMCNPs-ScFv与前列腺癌LNCaP细胞共培养,观察其进入癌细胞的靶向性;采用MTT法评价复合纳米探针的细胞毒性。建立裸鼠前列腺癌细胞移植模型,进行免疫组化和病理学鉴定;荷前列腺癌裸鼠尾静脉注射复合纳米探针,采用荧光成像系统观察纳米探针在裸鼠体内的分布消除过程;利用核磁共振观察复合纳米探针肿瘤靶向显像效果;给予体外磁场照射(100W功率)30min,观察肿瘤体积的变化。结果:成功制备复合纳米探针FMCNPs-ScFv;细胞培养实验显示复合纳米探针能够进入前列腺癌细胞质;在显像浓度范围内复合纳米探针细胞毒性很低,不影响细胞增殖。成功制备裸鼠前列腺癌模型。荧光成像系统显示复合纳米探针快速地在裸鼠各重要器官分布,并逐渐集中于肿瘤部位;核磁共振显示纳米探针在24h内能够清晰显示前列腺癌图像;体外磁场照射4d后,注射复合纳米探针的裸鼠肿瘤组织生长显著慢于对照裸鼠的肿瘤组织(P<0.05)。结论:制备的复合纳米探针FMCNPs-ScFv能有效地靶向前列腺癌组织,可用于前列腺癌的核磁共振成像,也能用于体外磁场作用下的肿瘤治疗。展开更多
采用溶剂热法,分别以FeCl3.6H2O和CoCl2.4H2O为铁源和钴源,二甘醇和二乙醇胺为溶剂和配位剂,制备了水溶性CoFe2O4纳米粒子。采用TEM、XRD、FTIR光谱、热重-差热分析等技术对所得纳米粒子进行表征,并研究了材料的磁学性质。结果表明,这...采用溶剂热法,分别以FeCl3.6H2O和CoCl2.4H2O为铁源和钴源,二甘醇和二乙醇胺为溶剂和配位剂,制备了水溶性CoFe2O4纳米粒子。采用TEM、XRD、FTIR光谱、热重-差热分析等技术对所得纳米粒子进行表征,并研究了材料的磁学性质。结果表明,这种铁酸钴纳米粒子具有超顺磁性,饱和磁化强度Ms达53.2emu/g,其横向弛豫系数为r2为36.54 Fe mM-1s-1,纵向弛豫系数为r1为1.68 Fe mM-1s-1,可以作为T2加权磁共振成像对比剂。展开更多
超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticle, SPION)由于其独特的性质,如低毒、生物相容性、强大的磁性,以及在多功能模式中的优越作用,在肿瘤诊断、构建多模态肿瘤分子影像探针及治疗方面展现出巨大的潜力,今...超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticle, SPION)由于其独特的性质,如低毒、生物相容性、强大的磁性,以及在多功能模式中的优越作用,在肿瘤诊断、构建多模态肿瘤分子影像探针及治疗方面展现出巨大的潜力,今后可以在临床上提高肿瘤诊断的特异性、敏感性,实现诊疗一体化,本文从SPION的成像机制、合成方法出发,阐述近年来SPION在肿瘤的各种靶向成像、多模态成像和治疗方面的研究进展,展望未来SPION在肿瘤诊断及治疗中的发展前景,旨在为更好地构建基于SPION的新型诊疗一体化肿瘤探针提供参考。展开更多
文摘为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法(noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI).该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l2范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构.模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子(3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator)利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率.通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.
文摘目的:研究荧光磁性纳米粒子与前列腺癌特异性抗原(prostate cancer specific antigen,PSA)单链抗体片段结合的复合纳米探针作为前列腺癌核磁共振靶向显像剂与治疗剂的可行性。方法:荧光磁性纳米粒子(FMCNPs)与前列腺癌特异性单链抗体片段(ScFv)桥联制备成复合纳米探针(FMCNPs-ScFv),应用高分辨电镜、荧光光谱仪与磁强度计进行鉴定。将FMCNPs-ScFv与前列腺癌LNCaP细胞共培养,观察其进入癌细胞的靶向性;采用MTT法评价复合纳米探针的细胞毒性。建立裸鼠前列腺癌细胞移植模型,进行免疫组化和病理学鉴定;荷前列腺癌裸鼠尾静脉注射复合纳米探针,采用荧光成像系统观察纳米探针在裸鼠体内的分布消除过程;利用核磁共振观察复合纳米探针肿瘤靶向显像效果;给予体外磁场照射(100W功率)30min,观察肿瘤体积的变化。结果:成功制备复合纳米探针FMCNPs-ScFv;细胞培养实验显示复合纳米探针能够进入前列腺癌细胞质;在显像浓度范围内复合纳米探针细胞毒性很低,不影响细胞增殖。成功制备裸鼠前列腺癌模型。荧光成像系统显示复合纳米探针快速地在裸鼠各重要器官分布,并逐渐集中于肿瘤部位;核磁共振显示纳米探针在24h内能够清晰显示前列腺癌图像;体外磁场照射4d后,注射复合纳米探针的裸鼠肿瘤组织生长显著慢于对照裸鼠的肿瘤组织(P<0.05)。结论:制备的复合纳米探针FMCNPs-ScFv能有效地靶向前列腺癌组织,可用于前列腺癌的核磁共振成像,也能用于体外磁场作用下的肿瘤治疗。
文摘采用溶剂热法,分别以FeCl3.6H2O和CoCl2.4H2O为铁源和钴源,二甘醇和二乙醇胺为溶剂和配位剂,制备了水溶性CoFe2O4纳米粒子。采用TEM、XRD、FTIR光谱、热重-差热分析等技术对所得纳米粒子进行表征,并研究了材料的磁学性质。结果表明,这种铁酸钴纳米粒子具有超顺磁性,饱和磁化强度Ms达53.2emu/g,其横向弛豫系数为r2为36.54 Fe mM-1s-1,纵向弛豫系数为r1为1.68 Fe mM-1s-1,可以作为T2加权磁共振成像对比剂。
文摘超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticle, SPION)由于其独特的性质,如低毒、生物相容性、强大的磁性,以及在多功能模式中的优越作用,在肿瘤诊断、构建多模态肿瘤分子影像探针及治疗方面展现出巨大的潜力,今后可以在临床上提高肿瘤诊断的特异性、敏感性,实现诊疗一体化,本文从SPION的成像机制、合成方法出发,阐述近年来SPION在肿瘤的各种靶向成像、多模态成像和治疗方面的研究进展,展望未来SPION在肿瘤诊断及治疗中的发展前景,旨在为更好地构建基于SPION的新型诊疗一体化肿瘤探针提供参考。
