基于磁性/上转换荧光NaGdF4:Yb,Er纳米颗粒的双模态分子探针用于体内成像微小肿瘤

早期恶性肿瘤的检测在临床上仍然困难；因此，开发超灵敏的成像剂非常必要。由于f电子所独特的磁性和光学特性，稀土元素非常适合用于制造潜在的肿瘤成像功能材料。纳米级颗粒提供了这样的一个平台，可以将稀土元素的多种独特性质整合。但开发适合于体内成像微小肿瘤的稀土纳米颗粒基肿瘤探针仍然困难，这不仅挑战了纳米颗粒的物理特性，也考验了探针设计的合理性。在这里，我们报告了磁性/上转换荧光NaGdF4:Yb,Er纳米晶体的尺寸控制合成新方法及其在体内成像微小肿瘤的应用。通过独立变化F(-):Ln(3+)和Na(+):Ln(3+)比率，研究了尺寸和形状调控机制。通过将油酸配体替换为一端带有双酚基团和另一端带有两个磷酸基团的PEG2000，获得了具有优化尺寸和上转换荧光的PEG化NaGdF4:Yb,Er纳米颗粒。因此，通过“点击”反应将抗肿瘤抗体共价连接到PEG化NaGdF4:Yb,Er纳米颗粒，制备了一个双模态分子肿瘤探针，作为概念验证。系统性研究了通过磁共振成像和上转换荧光成像对体内腹膜内肿瘤和皮下肿瘤的检测。由于分子探针的优良特性，体内成功成像了小于2 mm的肿瘤。此外，对不同尺寸颗粒的药代动力学研究揭示了颗粒尺寸依赖的生物分布和排泄途径。