中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托完成... 更多简介 +
SHMFF用户开发生物型MRI纳米探针 高效诊断非酒精性脂肪肝早期肝纤维化
近日，稳态强磁场实验装置用户（SHMFF）中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心王俊峰研究员课题组，依托SHMFF磁性测量系统（MPMS），构建了一种生物型核磁共振成像（MRI）纳米探针用于非酒精性脂肪肝早期肝纤维高效诊断。相关成果以“Efficient and Specific PDGFRβ-Targeting Dual-Mode T1-T2 MRI Nanoprobe for Early Diagnosis of Non-Alcoholic Fatty Liver”为题发表在国际期刊Advanced Science。
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是一种代谢性疾病，全球患病率约25–30%，在肥胖或2型糖尿病患者中，这一比例高达60–90%。若不及时干预，NAFLD可进一步发展为非酒精性脂肪性肝炎（NASH），引发炎症和纤维化，甚至发展为肝硬化或肝癌（HCC）。肝纤维化是肝损伤的异常修复反应，早期诊断和干预可延缓甚至逆转病程。
MRI作为一种无创影像检测技术，可检测早中期肝纤维化，但因病变早期范围局限、信号变化小，传统T₁/T₂加权成像灵敏度有限，同时受肝脏解剖结构及伪影干扰。目前，MRI探针分为两类：①基于Gd/Mn对比剂，如靶向I型胶原的Gd螯合物，具备较高特异性；②基于无机纳米材料（NaGdF₄、GdO、MnO），其纵向弛豫率和成像对比度优于传统Gd-DTPA。但现有探针仍面临Gd离子泄漏、代谢安全性欠佳及靶向性不足等问题。因此，开发高灵敏度MRI探针，对提高肝纤维化诊断至关重要。
在本研究中，团队基于此前仿生矿化技术的系列研究成果（ACS Applied Materials & Interfaces, 2020；PNAS, 2022；Chemical Engineering Journal, 2023；Small 2024；Nano Letter 2025），以生物矿化的BSA（牛血清白蛋白）为模板，设计并开发了一种高灵敏度、高靶向性的T1-T2双模态磁共振成像纳米探针。该探针专门针对以肝星状细胞（HSCs）激活和血小板衍生生长因子受体β（PDGFRβ）的过表达为特征的早期肝纤维化。磁测量结果表明该探针表现良好的磁性，在MRI测试中具有优异的r1和r2弛豫率，在体外和细胞实验中都呈现出显著的双模态成像特点。由于PDGFRβ特异性肽段修饰在蛋白质纳米笼表面，双模态纳米探针在细胞实验中能够精确靶向并结合活化的HSCs，极大地提升了对早期纤维化的检测能力。
与仅利用T1或T2的单模态造影剂相比， T1-T2双模态成像技术能够更清晰地显示纤维化区域。T1加权成像通过增强信号强度，使纤维化区域在图像中更为突出；T2加权成像则通过降低周围组织的信号强度，进一步增强纤维化区域与邻近正常组织之间的对比度。这种双模态方法克服了单模态造影剂的局限性，尤其在早期病变检测方面优势明显。T1和T2信号的互补性，降低了因伪影或噪声导致误诊的可能性。利用7T MRI，T1和T2图像在1小时内叠加，成功实现对纤维化特定区域的精确定位，显著提升了早期纤维化诊断的速度、准确性和精度。此外，该探针在体内实验中也表现出优异的生物相容性。综上所述，该探针为早期纤维化病灶的诊断提供了更精准的手段，也在该疾病的预后评估和复发监测方面展现出巨大的临床应用潜力。
强磁场科学中心李泽华为本论文的第一作者，王俊峰研究员、马坤副研究员为共同通讯作者。该工作得到了科技部重大专项、国家自然科学基金、科技部外国青年专家计划、合肥物质院院长基金等的支持。
文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40051348/
图 纳米探针Fe3O4/Gd@BSA-pPB通过T1和T2双模成像对肝纤维化的早期诊断
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