2020年全球癌症数据显示，全球新增癌症患病人数1930万，新增癌症死亡人数990万。肿瘤发病率不断增长且缺乏有效的根治手段，使得恶性肿瘤的预防和早期发现成为控制其流行，降低其致死率的首选策略。研究表明，肿瘤筛查及早诊早治是延长患者寿命，缩短治疗延迟时间和提高生活质量的最有效途径。磁共振成像（MRI）是发现早期肿瘤有力手段之一。MRI通过射频信号改变遍布在生物体各处的质子自旋，从而获得解剖图像，具有无创、高空间分辨率和深组织穿透性等优势。
在MRI检查中，为提高成像对比度与信噪比，可使用造影剂改变局部组织中水质子弛豫速率来提高病变组织与正常组织在MRI成像中的对比度，从而精准显示体内组织的功能状态。目前，商用造影剂的弛豫率较低，导致其用量较大，会增加患者患肾源系统性纤维化和脑部疾病的风险。但受制于Gd3+的配位数，提高造影剂的弛豫率一般会降低造影剂的结构稳定性，因此明确Gd3+与纳米材料间相互作用机制并进一步获得高弛豫率与高稳定性的造影剂尤为重要。
为了实现上述目标，中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室董慧课题组、丁古巧课题组提出借助构建高弛豫率高稳定性MRI造影剂的新策略，借助石墨烯量子点表面氨基与羧基间协同效应实现造影剂弛豫率提升（普通商用造影剂弛豫率的三倍，图A）。
动物实验表明，该造影剂能提高裸鼠的肿瘤组织与正常组织间的对比度（图B）。此外，在进行肿瘤靶向修饰后，该造影剂在保持高弛豫率的同时对肿瘤细胞靶向率可达95%以上（图C），进而实现了MRI-荧光双模态肿瘤靶向成像（图D）。
图A：NGQDs-Gd与已报道和商业造影剂在不同场强下弛豫率对比。B：注射NGQDs-Gd前后裸鼠高场MRI成像。C：靶向修饰后FA-NGQDs-Gd对正常细胞和肿瘤细胞的靶向率。D：通过尾静脉注射2 h和12 h后获得裸鼠肿瘤靶向荧光图像。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c12719
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