磁性纳米颗粒作为磁共振成像（MRI）造影剂在医学诊断中发挥着重要作用。为满足实际诊断中的准确性和精确性的要求，科研工作者们长期致力于发展高性能的MRI造影剂材料以降低高剂量使用带来的潜在风险。其中一个有趣的现象是，单个纳米颗粒形成纳米聚集体后将显著提高T2 MRI的弛豫效能（r2）。然而，现有的T2 MRI造影剂Outer-Sphere Regime理论主要围绕单个磁性纳米颗粒展开伦水，有关磁性纳米聚集体的T2 弛豫效能的理论尚不完善。
近日，美国国立卫生研究院陈小元教授课题组的周子健博士以及厦门大学分子影像中心聂立铭等人在Nature Communications 杂志上发表研究论文，该文章指出纳米聚集体中局域磁场不均匀性是影响T2 弛豫效能的关键因素。同时，作者通过引入尺寸和形貌不同的氧化铁纳米颗粒构建了混合组分的纳米聚集体，结果显示尺寸和形貌不匹配引起的局域磁场不均匀性大大地提高了纳米聚集体的r2值。通过Landau-Lifshitz-Gilbert方程模拟计算得到了该模型的磁场分布，从而在理论上验证了实验结果。此部分工作由厦门大学物理学系王瑞方教授和王振宇完成。在活体小鼠原位肝癌检测应用中，混合组分的纳米聚集体表现出优越的造影性能，实现了低剂量高灵敏度的原位肝癌成像诊断。该文章首次利用磁场不均匀性因素阐明了单个纳米颗粒和纳米聚集体的MRI造影剂之间的相互关系，将可能成为弥补纳米聚集体造影剂理论空缺的重要依据，并为发展新型高效的MRI造影剂提供参考。
水质子在不同磁性纳米颗粒模型周围的运动和失相位行为
该研究工作得到国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划863项目和美国NIH Intramural Research Program的支持。
该论文作者为：Zijian Zhou, Rui Tian, Zhenyu Wang, Zhen Yang, Yijing Liu, Gang Liu, Ruifang Wang, Jinhao Gao, Jibin Song, Liming Nie & Xiaoyuan Chen
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Artificial local magnetic field inhomogeneity enhances T2 relaxivity
Nat. Commun., 2017, DOI:10.1038/ncomms15468
导师介绍
陈小元
http://www.x-mol.com/university/faculty/38289
聂立铭
http://www.x-mol.com/university/faculty/26710
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