据报道，微泡主要用作超声造影剂，用于对各种器官和血管进行实时成像，充气超声（US）造影剂在体内容易塌陷，限制了其有效性。据此有科研团队设计开发了一种可注射产气多模式系统携带MR阴性造影剂Fe3O4、荧光染料Cy5.5和释放CO2的供体(Na2CO3 )。结果表明，这种pH响应型NP系统在MR/US/荧光成像中提供了良好的效果。 

文献简述

一般来说，微泡半衰期短，且粒径较大难以通过组织外渗渗入宿主**环境。目前微米级气泡在血管内成像中的应用受到限制。据此理想的超声造影剂应具有组织血管空间运输的最佳尺寸、足够持续时间、良好的靶向性和生物相容性，“产气纳米粒子”非常符合这一概念，在性能上优于充气微泡，且连续产生的气体能够实现强烈的超声成像，也可以增强渗透性和滞留性，使得在血液中稳定循环并在**组织中有效积聚。 

传统成像方法往往受采集时间长、辐射剂量高和灵敏度差的限制，多模态成像技术更能实现癌症早期发现与治疗。研究人员发现超顺磁性氧化铁 (Fe3O4 ) 纳米颗粒可用作T2加权成像中的阴性MRI造影剂，Fe3 O4具有粒径小、穿透性强、高磁化、低毒性的优点，可用于早期癌症 MRI 诊断的Fe 3 O 4造影剂。

这些纳米颗粒主要由聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA) 封装，作为美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准的生物安全材料，PLGA颗粒用RGD肽修饰，使其能够与乳腺癌细胞表面的αvβ3整合素结合，由于实时荧光成像具有出色的分辨率，可用于确定**分期、指导**切除和监测治疗效果，选择Cy5.5作为荧光染料进行体内成像，用Fe3O4包裹它们作为T2- MRI中的阴性对比剂。

此外，由于**组织中糖酵解的上调，在细胞外环境中产生更多的乳酸和质子，**组织的 pH值低于正常组织。

据此科研人员在PLGA 中设计了碳酸钠 (Na2CO3 )的pH响应型纳米系统，在**组织的较低pH值下产生CO2气泡，用于超声成像。通过三种成像模式系统地表征了这些用于体外成像的多模式纳米粒子的综合特性，包括它们的细胞毒性、靶向特异性和在**组织中的生物分布。

结论

综上科研团队成功设计了Na2CO3 /Fe3O4 @PLGA/Cy5.5/RGD NPspH响应型系统，在MR/超声/荧光成像模式下表现出优异的成像性能和良好的生物相容性。该纳米系统作为多模态成像进行**诊断的理想策略。 

Fe3O4/Na2CO3@PLGA/Cy5.5/cRGD纳米粒子的合成

首先，将12.5 mg PLGA 和0.25 mL 氯仿混合在一起。然后，5 μL Cy5.5、15 μL 油酸改性磁性纳米粒子分散在氯仿中（OA@Fe 3 O 4，10 mg/mL）、5 μL 碳酸钠（Na 2 CO 3）和1.5 mL依次加入1% PVA溶液，用超声波处理器乳化2 min。然后，加入 12.5 mL 0.3% PVA 溶液，在室温下搅拌 3-4 h，再加入 12.5 mL 0.4% PVA 溶液搅拌（500 rpm/min）过夜，以去除残留的有机溶剂。用 ddH 2对上述溶液进行多次超滤洗涤O 然后用 PB 缓冲液 (pH = 7.4) 稀释至最终体积为 1.25 mL。接着，将0.25mg EDC和1.25mg NHS添加到上述混合溶液中。将混合物在 25°C 下搅拌 30 分钟，然后用超滤洗涤 3 次并重新悬浮在 PB 缓冲溶液 (pH = 7.4) 中。接下来，将 1.25 mg cRGD 添加到溶液中并在 4 °C 下搅拌过夜。为了去除 EDC、NHS和任何残留的cRGD，用超滤管过滤透明溶液。最后，将 Fe3O4 /Na2CO3@PLGA/Cy5.5/cRGD NPs 重新悬浮在 1.25 mL 去离子水中并在4 °C下储存。 

本文涉及的科研材料

Fe3O4 NPs四氧化三铁纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-41137.html

cRGD NPs cRGD肽纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42470.html

Cy5.5 NPs 花菁染料CY5.5纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42471.html

PLGA NPs聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-39635.html

Na2CO3 NPs碳酸钠纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42473.html

Na2CO3-PLGA NPs 碳酸钠偶联聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42474.html

Fe3O4-PLGA NPs 四氧化三铁偶联聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42475.html

Na2CO3碳酸钠

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42472.html

PLGA单体（75:25）

http://www.xarxbio.com/pro/pro-2390.html

Cy5.5 花菁染料CY5.5

http://www.xarxbio.com/pro/pro-8769.html

本文涉及的科研定制技术

造影剂定制

http://www.xarxbio.com/pro/pro-42476.html

纳米载体定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-558-513.html

纳米载药定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/proc-517.html

四氧化三铁纳米粒子定制

http://www.xarxbio.com/pro/proc-432.html

聚合物纳米粒子定制

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37593.html

原文献：https://link.springer.com/article/10.1186/s11671-020-03309-w

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