用于肿瘤磁共振成像(MRI)的钆螯合物仍面临着灵敏度不足、缺乏选择性和钆泄漏风险等问题的挑战。有鉴于此，北京理工大学张加涛教授、戎宏盼教授和国家纳米科学中心易宇研究员将由6个N原子和2个O原子配位的Gd原子分散在空心碳纳米球上，构建了一种单原子Gd纳米造影剂(Gd-SA)，实现了对Gd原子的最大限度利用，并同时降低了毒性Gd离子泄漏的风险，能够用于增强肿瘤MRI。

本文要点：

（1）由于Gd-SA具有较大的表面积和快速交换弛豫水分子等性能，因此其在7 T磁场中能够表现出良好的T1加权磁共振信号增强，r1值为11.05 mM⁻¹ s⁻¹，是商用MRI造影剂钆-二乙烯三胺五乙酸(Gd-DTPA)的3.6倍。

（2）体内MRI结果表明，与Gd-DTPA相比，Gd-SA具有更高的空间分辨率、更宽的肿瘤成像时间窗以及较低的血液、肝脏和肾脏毒性。综上所述，该研究工作构建了一种能够作为安全、高效、长期的MRI造影剂的单原子Gd基纳米材料，其在癌症诊断领域也具有巨大的应用潜力。

Shange Liu. et al. Single-Atom Gadolinium Nano-Contrast Agents with High Stability for Tumor T1 Magnetic Resonance Imaging. ACS Nano. 2023

DOI: 10.1021/acsnano.2c09664

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09664