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第一部分靶向相变型脂质纳米粒的制备、性能及生物安全性评价目的:制备一种能够在超声、光声及磁共振三种模态成像中检测心肌缺血区域的新型分子探针（IMTP-Fe3O4-PFH NPs）,检测其形态,稳定性,包封率等基本理化性质,探索其体外热致相变、声致相变的条件,评估该探针的体内外生物安全性。方法:（1）采用薄膜分散-超声乳化法制备IMTP-Fe3O4-PFH NPs。（2）油镜、激光共聚焦显微镜和透射电镜观察其形态及分散性。（3）粒度分析仪测量纳米粒的粒径、电位及稳定性。（4）原子吸收分光光度法检测铁含量进而得出纳米粒的包封率。（5）在油镜下观察经加热或低强度聚焦超声（Low intensity focused ultrasound,LIFU）辐照后纳米粒大小变化,探索纳米粒体外热致相变及声致相变的条件。（6）采用CCK-8法检测与不同浓度纳米粒共孵育后的H9C2细胞活性,判断纳米粒有无细胞毒性。（7）经大鼠尾静脉注射纳米粒后,在不同时间点检测血常规及血生化指标,以及14天后对重要脏器做病理切片,评估IMTP-Fe3O4-PFH NPs在大鼠体内的安全性。结果:（1）成功制备出脂质纳米粒IMTP-Fe3O4-PFH NPs,其混悬液外观呈棕褐色。（2）油镜及共聚焦显微镜下观察,纳米粒为小球形,分散性良好,电镜下可见Fe3O4颗粒分布其中。（3）IMTP-Fe3O4-PFH NPs粒径为348±1.2nm,电位为-28.4±1.01m V。（4）包封率和载铁量分别为64.18±0.26%和9.44±0.66%。（5）IMTP-Fe3O4-PFH NPs在体外发生热致相变的温度约为66℃;经LIFU辐照后,声致相变的适宜强度为3w/cm2。（6）H9C2细胞与纳米粒共孵育后,其形态未见改变;CCK-8检测结果显示,即使IMTP-Fe3O4-PFH NPs在较大浓度时,细胞存活率依然能达到94.27%。（7）经尾静脉给予纳米粒后,大鼠未见任何行为异常;不同时间点的血液学指标和重要脏器的病理结果与正常对照组比较,均无明显改变。结论:我们成功制备出生物安全性高的脂质纳米粒IMTP-Fe3O4-PFH NPs,并具备了粒径较小、大小均一、稳定性良好、包封率高、一定条件下可发生液-气相变等优秀的性能,为进一步开展后续实验奠定了坚实基础。第二部分体内外心肌缺血缺氧模型建立及脂质纳米粒靶向性研究目的:探索H9C2细胞构建缺氧损伤模型的适宜条件,建立大鼠心肌缺血模型并对此进行验证;在体内外缺血缺氧造模均成功的基础上,进行IMTP-Fe3O4-PFH NPs靶向性验证。方法:（1）在5%CO2+1%O2+94%N2的条件下,采用CCK-8法在不同时间点检测H9C2细胞存活率以明确低氧造模的处理时间;在培养基中加入不同浓度的H2O2处理后,同样检测H9C2细胞存活率以确定H2O2诱导模型的适宜浓度。（2）采用无创经口-气管插管,在呼吸机的支持下,开胸结扎大鼠冠状动脉左前降支制作心肌缺血模型;通过术中心电图、术后当日超声心动图、术后2周磁共振成像以及组织学检测来验证造模的成功与否。（3）激光共聚焦显微镜观察DiI标记的靶向组IMTP-Fe3O4-PFH NPs和非靶向组Fe3O4-PFH NPs与缺氧损伤模型细胞共孵育不同时间后的分布情况。（4）将心肌缺血模型大鼠分成靶向组与非靶向组,将DiR标记的上述两种纳米粒分别经大鼠尾静脉注入体内,采用小动物活体荧光成像仪在不同时间点进行心脏及其他重要脏器的离体荧光成像,以了解纳米粒在大鼠体内的靶向性及分布情况。结果:（1）结合H9C2细胞存活率以及实验的易操作性,选择24h作为后续实验中低氧模型的处理时间;根据H2O2处理后细胞的存活率,选择最低浓度5μmol/l作为H2O2模型的处理条件。（2）建立了大鼠心肌缺血模型的标准化操作模式,以保证后续实验中缺血部位及缺血面积的一致性。术中可见结扎部位以下心肌组织变苍白,心电图出现典型的S-T段弓背抬高;术后超声检测显示左心室前壁运动减弱,收缩舒张程度受限;术后两周磁共振检测发现大鼠左心室前壁明显变薄,左心室腔扩张;组织切片结果为前壁心肌萎缩,几乎完全被纤维组织代替;以上检测均证实了大鼠心肌缺血造模的成功。（3）Di I标记的IMTP-Fe3O4-PFH NPs无论是在低氧组还是H2O2组均可靶向聚集于H9C2细胞周围,且随着共孵育时间的增加,聚集现象更加明显,而非靶向组未见该现象,两组之间荧光强度定量分析有明显的统计学差异（p<0.001）。（4）靶向组大鼠注射纳米粒后,左心室前壁可看到荧光信号,且在10min时信号达到顶峰,而非靶向组全程无荧光信号出现;肝脏是纳米粒代谢分布的主要器官,4h时荧光强度达到高峰,8h时出现衰减。结论:我们成功建立了体内外心肌缺血缺氧模型,并在此基础上验证了IMTP-Fe3O4-PFH NPs具有良好的靶向性能。第三部分靶向相变型脂质纳米粒对缺血缺氧心肌的多模态显像研究目的:观察脂质纳米粒IMTP-Fe3O4-PFH NPs体外增强超声、光声及磁共振的成像效果,并研究其用于心肌缺血模型大鼠后,对缺血心肌的多模态成像作用。方法:（1）将IMTP-Fe3O4-PFH NPs加入凝胶模块,经不同辐照强度的LIFU激发不同时间,以IMTP-Fe3O4 NPs为对照,分别在B-模式（B-mode）以及增强模式（Contrast enhanced ultrasound,CEUS）下进行体外超声成像观察;将IMTP-Fe3O4-PFH NPs或Fe3O4-PFH NPs在大鼠造模后立即经尾静脉注射给予,10min后使用强度为3w/cm2的LIFU辐照3min,所有大鼠在术前、注射后即刻、注射后10min以及LIFU辐照后四个时间点分别进行心脏超声的两种模式检测。（2）对IMTP-Fe3O4-PFH NPs进行680-970nm全波长连续光声扫描以确定该纳米粒的最佳激发波长;根据纳米粒中Fe的浓度将其设置为不同组别,用生理盐水以及不含Fe3O4的IMTP-PFH NPs作为对照,在最佳激发波长的激发下进行光声成像并分析信号强度;在体内光声成像中,模型大鼠经尾静脉分别给予靶向的IMTP-Fe3O4-PFH NPs及非靶向的Fe3O4-PFH NPs,在术前、注射后即刻、注射后10min及60min这四个时间点进行心脏光声检测。（3）将IMTP-Fe3O4-PFH NPs按照Fe浓度配制为0.01,0.02,0.04,0.08,0.16,0.32m M,生理盐水和不含Fe3O4的IMTP-PFH NPs为对照,对以上材料均进行T2加权磁共振成像（T2-weighted imaging,T2-WI）和横向弛豫时间定量成像,计算IMTP-Fe3O4-PFH NPs弛豫效率;将模型大鼠分为靶向组（IMTP-Fe3O4-PFH NPs）,非靶向组（Fe3O4-PFH NPs）以及不含铁组（IMTP-PFH NPs）三组,分别经尾静脉给予各纳米粒后行T2*-WI并分析信号强度,采用Matlab软件对黑白磁共振图像进行加伪彩处理;成像检测结束后,取出心脏行普鲁士蓝加强染色,验证纳米粒的聚集情况。结果:（1）在体外两种模式的超声成像中,IMTP-Fe3O4-PFH NPs均可见信号强度随LIFU辐照强度及辐照时间的增加而增强,当辐照强度为3w/cm2、辐照时间为3min时,信号强度达到顶峰;模型大鼠给予IMTP-Fe3O4-PFH NPs后,经LIFU辐照心脏,在B-mode以及CEUS下均可在左心室前壁处探及团状高回声信号。（2）IMTP-Fe3O4-PFH NPs最佳光声激发波长为690nm;其体外光声信号强度随浓度的增大而增加并呈线性改变,对照组未见任何光声信号;模型大鼠经尾静脉注射IMTP-Fe3O4-PFH NPs 10min后,左心室前壁区域可明显观察到光声信号,此后逐渐减弱至消失,非靶向组全程无信号,定量分析光声信号强度,在10min及60min时两组间差异显著（p<0.001）。（3）IMTP-Fe3O4-PFH NPs可使T2-WI显像出现不同程度的负性增强,弛豫效率为152.02m M-1·s-1;靶向组大鼠在左心室前壁出现了一信号降低区域,其后心脏组织的普鲁士蓝染色结果证实该区域内有较多含Fe纳米粒聚集,非靶向组以及不含铁组均无上述现象。结论:IMTP-Fe3O4-PFH NPs作为一种新型分子探针,同时具备了超声、光声、磁共振三种模态显影的能力,并且能够特异性靶向于缺血心肌,增强大鼠缺血心肌处超声、光声、磁共振的显影。