目前,以胚胎干细胞、诱导多能干细胞、间充质干细胞和神经干细胞为代表的新型干细胞治疗,已经进入临床试验阶段。间充质干细胞(MSCs)用于治疗移植物抗宿主病、克罗恩氏病、肝脏纤维化和骨关节损伤等多种疾病在许多国家已经进入临床试验。神经干细胞(NSCs)用于阿尔茨海默病、脑缺血性疾病、胶质瘤的治疗。用于治疗的移植的干细胞标记以及活体示踪成为近年来研究的热点和难点,得益于近年来分子影像学的快速发展为解决此问题提供了可能性。为明确干细胞移植后对损伤部位的功能或行为是否有改善,传统的方法为采用侵袭性的方法即处死动物后经行切片验证两者的相关性。很明显,这种侵袭性的方法不利于对移植后的干细胞在活体内的迁移的动态示踪,更不能适用临床应用研究。磁共振成像(MRI)是当前应用于临床很普遍的一种成熟的影像学技术,如果能在合适的造影剂的协助下,采用无创的分子影像技术来进行活体识别、示踪,将大大提高干细胞移植的学术价值。但是,常规MRI的空间、时间分辨率无法很好的显示被移植的干细胞。本课题借助新型的磁共振造影剂可以做到持续地追踪移植的干细胞,选用一种将金属轧(Gd)包被到超顺磁性氧化铁纳米颗粒中的新型纳米材料并进行表面功能改性,可以作为一种T1-T2相互增强MRI双模态的造影剂并进行细胞标记。本课题旨在探讨GdIO-stPEI纳米颗粒对干细胞的标记的适宜浓度及体内外示踪。本课题采用GdIO-stPEI纳米颗粒对大鼠间充质干细胞(BMSCs)和大鼠神经干细胞(mNSCs)进行标记,对比分析不同浓度的GdIO-stPEI纳米颗粒对干细胞标记的效率,并对干细胞的活性、增殖、分化能力等进行检测,同时对标记的干细胞进行体外体内进行追踪。为之后深入研究干细胞治疗相关疾病的示踪提供了相关的实验基础。