В настоящее время существует множество методов диагностики онкологических заболеваний: рентгенография, ультразвуковое исследование, компьютерная и магнитно-резонансная томография. В частности, магнитнорезонансная томография (МРТ) позволяет получать высококачественные трехмерные изображения мягких тканей без проникновения инструментов в организм человека и не наносит лучевую нагрузку на организм [1]. Для улучшения качества изображений и уменьшения времени их получения используют контрастные вещества. Контрастные агенты для МРТ работают за счет уменьшения времен релаксации ядер в ткани-мишени. По уменьшению времени релаксации различают Т1 и Т2 контрастные агенты. В настоящее время в качестве контрастных агентов широко используются парамагнитные ионы металлов, которые обладают оптимальным улучшением изображений, но имеют высокую токсичность. Клинически используемые контрастные агенты в настоящее время основаны на хелатах гадолиния (Gd3+), используемые как ^-контрастные агенты, и суперпарамагнитный оксид железа (SRIO), используемый как Т2-контрастный агент. Несмотря на большое количество созданных препаратов, не решены проблемы специфичности в визуализации патологий, удешевлении технологий получения контрастных веществ и уменьшении токсичности на организм человека.
Возможность производства коллоидных растворов наночастиц фторидов редких земель, устойчивых в организме человека, открывает широкую область для биологических применений данных веществ. Способность наночастиц лантанидов накапливаться в некоторых специфических видах тканей является важной особенностью для их использования в качестве биозондов. Также неорганические наночастицы редких земель можно использовать в качестве альтернативы современным контрастным агентам из-за их превосходного контрастного усиления и возможности использования в высоких магнитных полях благодаря механизму Кюри. Однако наночастицы должны быть биосовместимыми, нетоксичными.
Несмотря на то, что в настоящее время среди контрастных агентов ведущую роль занимают металлосодержащие препараты, актуальной задачей остается создание новых эффективных контрастных агентов для высокополевой магнитно-резонансной томографии, которые обладают максимальной релаксивностью и минимальной токсичностью.
Целью настоящей работы является синтез и исследование продольной и поперечной магнитной релаксации протонов воды серии коллоидных растворов наноразмерных частиц трифторида диспрозия DyF3.
В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
• обзор литературы по контрастным агентам для МРТ, методикам роста, поверхностной модификации и методам оценки токсичности наноразмерных фторидов редких земель;
• синтез наноразмерного кристаллического порошка DyF3;
• контроль синтезированного образца с помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения;
• оценка токсичности наночастиц DyF3;
• определение продольной и поперечной магнитной релаксации водных коллоидных растворов наночастиц DyF3;
В данной работе:
1. Проведен обзор литературы по контрастным агентам для МРТ, по методам синтеза, поверхностной модификации и методам оценки токсичности наноразмерных фторидов редких земель. Одним из наиболее популярных методик роста наноразмерных фторидов редких земель является метод осаждения из коллоидного раствора. Данный метод позволяет получать наночастицы с узким распределением по размерам и не требует сложного оборудования.
2. Методом осаждения из коллоидного раствора с помощью простой хлоридной реакции впервые получены наночастицы DyF3 размером 5,2 нм.
3. Осуществлен контроль синтезированных образцов с помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии.
4. Оценена токсичность наночастиц DyF3, для улучшения биосовместимости необходима пассивация полученных наночастиц.
5. Определена продольная и поперечная магнитная релаксация водных коллоидных растворов наночастиц DyF3. Выявлено, что поперечная релаксивность значительно превышает продольную. При увеличении магнитного поля поперечная релаксивность возрастает. В результате, можно сделать предположение, что наночастицы DyF3 могут использоваться в качестве Т2-контрастных агентов для высокополевой магнитно-резонансной томографии.
