文獻標(biāo)題：Organ Uptake, Toxicity and Skin Clearance of Ruthenium Contrast Agents Monitored In Vivo by X-Ray Fluorescence

DOI：https://doi.org/10.2217/nnm-2023-0061

研究背景：關(guān)于納米材料在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中作為對比劑的快速發(fā)展和應(yīng)用。隨著納米科技的進步，納米粒子（NPs）已經(jīng)被設(shè)計并用于生物醫(yī)學(xué)成像，以提高成像技術(shù)的靈敏度和分辨率。釕（Ru）作為一種具有獨特物理化學(xué)性質(zhì)的金屬，被用于開發(fā)納米粒子，這些納米粒子可以作為對比增強劑，用于磁共振成像（MRI）、正電子發(fā)射斷層掃描（PET）、單光子發(fā)射計算機斷層掃描（SPECT）和計算機斷層掃描（CT）等成像技術(shù)。

研究背景強調(diào)了理解納米粒子在生物體內(nèi)的分布、代謝和宿主反應(yīng)的重要性，這對于確保這些新型對比劑的安全性和生物相容性至關(guān)重要。納米粒子的行為會受到其物理化學(xué)屬性（如材料組成、大小、形狀、表面特性）的影響，這些屬性可以通過化學(xué)合成進行調(diào)整。當(dāng)納米粒子進入生物體液時，它們會吸附生物分子，形成影響納米粒子代謝和與免疫細胞相互作用的冠層。

此外，研究背景還提到了金屬基納米粒子在納米醫(yī)學(xué)中的吸引力，包括它們作為成像對比增強劑、藥物載體和治療劑的潛力。為了實現(xiàn)這些應(yīng)用，必須深入理解納米粒子在生物體內(nèi)的動態(tài)行為，包括它們?nèi)绾卧谥饕鞴伲ㄈ绺闻K、脾臟和腎臟）中積累、被吞噬，并最終被代謝和/或排泄。這項研究的目的是探索釕納米粒子在小鼠體內(nèi)的分布、毒性和皮膚清除情況，以期為未來的納米醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

研究內(nèi)容：

這項研究的核心內(nèi)容是調(diào)查通過靜脈注射進入小鼠體內(nèi)的釕納米粒子（Ru NPs）的分布、毒性和皮膚清除情況。研究團隊旨在了解這些納米粒子在體內(nèi)的生物分布，它們?nèi)绾斡绊懫鞴伲ㄌ貏e是肝臟和脾臟），以及它們是否可以通過皮膚排出體外。這項研究對于評估Ru NPs作為X射線熒光（XRF）成像對比劑的潛力和安全性至關(guān)重要。

研究方法：

1. 納米粒子合成與表征：使用聚維酮（PVP）作為穩(wěn)定劑，通過化學(xué)合成方法制備了Ru NPs。通過透射電子顯微鏡（TEM）確定了納米粒子的大小和形態(tài)。使用動態(tài)光散射（DLS）和ζ電位測量評估了納米粒子的水動力學(xué)大小和表面電荷。通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）測定了Ru NPs的濃度。

2. 動物實驗：使用7周齡的雌性裸鼠（NMRI-Foxn1nu/nu）進行實驗。小鼠被分為兩組，分別靜脈注射1% w/v（40 mg/kg體重）和0.5% w/v（20 mg/kg體重）的Ru NPs。在注射后的1小時、24小時、72小時和2周內(nèi)對小鼠進行XRF成像。

3. XRF成像：使用實驗室設(shè)置的XRF成像系統(tǒng)，對注射Ru NPs的小鼠進行全身成像。不同的時間點（注射后1小時、24小時、72小時和2周）收集XRF投影圖像。血漿D-二聚體濃度定量：收集Ru NPs處理小鼠的血樣，并使用競爭性酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）測定血漿中D-二聚體的濃度。

4. 組織病理學(xué)和免疫組織化學(xué)：在實驗結(jié)束時（72小時或2周），對小鼠的主要器官（肺、肝、脾、腎和皮膚）進行解剖、固定、包埋和切片。使用蘇木精-伊紅（H&E）染色和F4/80抗體進行免疫熒光（IF）染色，評估組織形態(tài)和巨噬細胞的存在。

5. 基因表達研究：從切除的器官中提取RNA，并使用定制的qRT-PCR陣列評估與炎癥、氧化應(yīng)激和凋亡相關(guān)的29個基因的表達。

通過這些方法，研究團隊能夠詳細分析Ru NPs在小鼠體內(nèi)的分布、它們對器官的潛在毒性以及它們?nèi)绾伪粰C體清除，特別是通過皮膚。這些信息對于評估Ru NPs作為醫(yī)學(xué)成像對比劑的安全性和有效性至關(guān)重要。

在文獻中，Mouse D-Dimer ELISA Kit（貨號：abx258705）的主要應(yīng)用是定量檢測小鼠血漿中D-二聚體（D-dimer）的濃度。D-二聚體是交聯(lián)纖維蛋白特異性降解產(chǎn)物，其在血漿中水平的升高通常與血栓形成和纖溶活性增加相關(guān)。在這項研究中，研究者通過以下步驟使用ELISA Kit來評估Ru NPs對小鼠凝血系統(tǒng)的影響：

1．樣本收集：在Ru NPs給藥前以及給藥后1小時、72小時和2周時，從Ru NPs處理的小鼠（n = 5）和未處理的小鼠（作為對照）收集血液樣本。

2．血漿分離：從收集的血液樣本中分離出血漿。

3．D-二聚體測定：使用Mouse D-Dimer ELISA Kit按照制造商的說明書進行操作，定量檢測分離出的血漿樣本中D-二聚體的濃度。

4．?dāng)?shù)據(jù)分析：將Ru NPs處理小鼠的血漿中D-二聚體濃度與對照組小鼠的濃度進行比較，以評估Ru NPs是否引起了凝血系統(tǒng)的激活。

通過這種方法，研究者能夠檢測Ru NPs注射后小鼠體內(nèi)是否發(fā)生了血管內(nèi)凝血和血栓形成，這對于評估Ru NPs的血管毒性和血栓形成潛力至關(guān)重要。ELISA Kit提供了一種敏感和特異的手段來監(jiān)測與納米粒子暴露相關(guān)的凝血級聯(lián)反應(yīng)的變化。