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磁共振成像（MRI）是一种强大的非侵入无创性成像技术,其具有分辨率高、无电离辐射、可以多方位成像等多种优势,在临床医学研究上得到了广泛应用。MRI造影剂是临床MRI研究中的重要组成部分,分子靶向MRI造影剂是由强亲和力高特异性的小分子物质与造影剂分子相连接构建而成的MRI分子探针,能够以高特异性粘附于分子靶标,为特定的组织或器官提供延长的局部对比度增强,对某些常规MRI检测难以诊断的疾病的检测、分期和治疗监测会起到重要的帮助,具有巨大的研究价值及临床应用潜力。肝纤维化是慢性肝病发展成肝硬化肝癌的必经阶段,利用MRI技术对肝纤维化进行无创化精确诊断及分期在临床医学研究中具有重要的研究价值。本研究根据肝纤维化发生过程中相关的细胞及分子水平的变化,设计合成了一系列MRI分子探针,评估了它们用于肝纤维化早期诊断的可行性,此外还评估了其中两个MRI分子探针用于肿瘤的MR检测的可行性。论文的第一章首先对MRI及MRI造影剂的原理、靶向MRI造影剂的研究进展以及肝纤维化的MRI研究进行了概述,随后阐述了本论文的研究思路并简要概括了主要内容。在第二章中我们基于小分子环肽pPB能特异性结合活化的肝星状细胞表面过量表达的PDGFR-β的特点,设计并合成了两种具有靶向特异性的MRI分子探针pPB-（HP-DO3A）Gd和pPB-tris-3（HP-DO3A）Gd,两者的弛豫率分别为6.91m M-1s-1和8.15 m M-1s-1,相比商用造影剂Prohance分别提升了62%以及91%。两种MRI分子探针均具有良好的络合稳定性以及生物相容性,体外细胞MR成像显示出两种MRI分子探针对肝星状细胞HSC和LX-2都具有优异的靶向效果。在小鼠的中早期肝纤维化模型中,两种MRI分子探针均取得了良好的成像效果,相比非靶向的Prohance,pPB-（HP-DO3A）Gd与pPB-tris-3（HP-DO3A）Gd能够明显提高肝纤维化的小鼠肝脏部位的图像亮度以及MR信号强度。此外在相同的注射剂量下,三分支状的pPB-tris-3（HP-DO3A）Gd比线性的pPB-（HP-DO3A）Gd能够获得更高的信号值增强。体内分布实验也表明两种MRI分子探针能够特异性快速的到达发生纤维化的肝脏。虽然第二章中的两种MRI分子探针在肝纤维化的小鼠的体内MRI成像中取得了一定的效果,但我们还想找到更好的靶标,从而进一步提升成像效果。于是在第三章中我们基于小分子FAP抑制剂能够特异性结合肝纤维化过程中大量表达的FAP,设计并合成了两种具有靶向特异性的MRI分子探针FAPI-06-（HP-DO3A）Gd和FAPI-07-（HP-DO3A）Gd,两者的弛豫率分别为7.87 m M-1s-1和7.63 m M-1s-1,相比Prohance分别提升了84.7%和79.1%。两种MRI分子探针均具有良好的络合稳定性以及生物相容性。在小鼠的中早期肝纤维化模型中,两种MRI分子探针均取得了良好的成像效果,相比Prohance,FAPI-06-（HP-DO3A）Gd和FAPI-07-（HP-DO3A）Gd能够明显提高肝纤维化的小鼠肝脏部位的图像亮度以及MR信号强度,并且FAPI-07-（HP-DO3A）Gd能够获得更高的信号值增强。此外体内分布实验表明两种MRI分子探针能够特异性的快速的到达发生纤维化的肝脏并且在体内快速代谢。即使前两章中的几种靶向MRI分子探针在小鼠的肝纤维化模型中取得了较好的成像效果,由于靶标细胞数量的限制,导致这几种MRI分子探针在成像时的效果会受到限制。于是在第四章中我们将目标放在肝脏中含量最多的肝实质细胞上,基于肝细胞表面有着大量特异性的ASGPR并且其对Gal NAc有着强结合亲和力的特点,在第四章中我们以三触角的Gal NAc作为靶向基团,合成了一种靶向MRI分子探针Gal NAc-（HP-DO3A）Gd。其弛豫率为7.88 m M-1s-1,相比Prohance提升了84.9%,该MRI分子探针具有良好的络合稳定性以及优秀的生物相容性。体外细胞MR成像显示出该MRI分子探针对肝细胞HL-7702具有优异的靶向效果。在小鼠的体内MR成像中,与Prohance相比,该MRI分子探针能够明显提升正常小鼠以及发生纤维化小鼠肝脏部位的图像亮度并显示出更高的MR信号增强,但遗憾的是由于成像效果的限制,我们难以从肝脏图像质量上分辨出两者的差异。此外,体内分布实验也表明该MRI分子探针能够特异性的快速的到达肝脏部位并停留一定的时间。由于FAP也在大部分恶性肿瘤中大量表达,在第五章中我们将两种对FAP具有靶向特异性的MRI分子探针FAPI-06-（HP-DO3A）Gd和FAPI-07-（HP-DO3A）Gd用于肿瘤的MR成像。体外细胞MR成像证明了两种MRI分子探针对FAP阳性细胞B16F10具有靶向特异性,然后对荷瘤小鼠进行体内MR成像,发现两种MRI分子探针能够显著提升FAP阳性细胞形成的肿瘤部位的MR图像亮度,体内分布实验也证明了两种MRI分子探针可以更多的富集在FAP阳性细胞形成的肿瘤部位并停留一定的时间。综上所述,基于分子靶向MRI造影剂的设计原则,本论文构建了一系列的具有靶向特异性的MRI分子探针,分别从分子水平、细胞水平以及动物水平对它们的性能进行了研究和评价。其研究结果为利用MR技术实现从细胞和分子水平对肝纤维化的早期精确诊断、肝靶向成像以及肿瘤诊断提供了新的思路和依据。