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金纳米颗粒的尺寸电离效应及在肿瘤CT成像及放疗增敏的应用
近年来，金纳米颗粒在肿瘤诊疗方面的应用引起极大关注。相比于传统的小分子制剂，金纳米颗粒具有更高的原子序数及X射线光子俘获截面，并且可以通过被动靶向有效聚集到肿瘤组织。已有很多报道研究不同形貌和尺寸的金纳米颗粒用作肿瘤CT成像剂及放疗增敏剂，但对金纳米颗粒的X射线尺寸效应依然缺乏有效的系统理论评估。因此，探索金纳米颗粒的X射线尺寸电离效应对于合理选择尺寸及有效控制剂量具有重要意义，可为金纳米颗粒更科学的应用于肿瘤X射线诊疗一体化提供依据。
天津大学常津教授研究团队首次发现并验证了球形金纳米颗粒同时存在增强肿瘤CT成像及放疗增敏的尺寸电离效应。研究发现，在3−50 nm粒径范围内，约13 nm金纳米颗粒可同时具备较好的CT对比增强及放疗增敏效果（图1）。同时运用蒙特卡罗模拟在量子水平上评估及分析尺寸效应对射线作用的影响，与宏观水平尺寸效应的结果一致。体内外肿瘤CT成像及放疗增敏实验表明，与临床成像剂碘海醇和临床放疗增敏剂甘氨双唑钠相比，约13nm的金纳米颗粒具有更长的体内循环时间，且对肿瘤具有更好的CT成像及放疗增敏效果。
图1 球形金纳米颗粒的尺寸优化及作为X射线诊疗一体化制剂的研究思路
该研究成果发表在纳米领域顶级刊物ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.5b07473）。该项研究得到了国家自然科学基金的大力支持。
该论文作者为：Yan Dou, Yanyan Guo, Xiaodong Li, Xue Li, Sheng Wang, Lin Wang, Guoxian Lv, Xuening Zhang, Hanjie Wang, Xiaoqun Gong, Jin Chang
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http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b07473
Size-Tuning Ionization To Optimize Gold Nanoparticles for Simultaneous Enhanced CT Imaging and Radiotherapy
ACS Nano, 2016, 10, 2536-2548, DOI: 10.1021/acsnano.5b07473