بررسی کاربرد نقاط کوانتمی گرافنی دوپه شده با هیترواتم‌ها به عنوان عامل کنتراست زا در سیستم تصویربرداری تشدید مغناطیسی

سابقه و هدف: عوامل کنتراست زای مورد استفاده درmri اکثرا بر پایه عناصر فلزی مانند گادولنیوم بوده و سمی هستند. مطالعه حاضر با هدف تهیه نانوذره ای غیرفلزی و غیرسمی بر پایه کربن کوانتوم داتها بود که می تواند به عنوان یک عامل کنتراست غیرفلزی و غیرسمی در mri مورد استفاده قرار گیرد. روش بررسی: سمیت سلولی نانوذرات(pn-gqdots) در برابر سلولهای mcf-7و mcf-10a با استفاده از روش mtt بررسی شد. مقدار آسودگی طولیr1 در مدل فانتوم با استفاده از تصویربرداری mri با پروتکل اسپین- اکو، محاسبه شد. توانایی نفوذ نانوذرات به داخل سلولهای سرطانی با استفاده از تصویربرداری mri انجام گرفت.  یافته ها: نتایج سنجش سمیت سلولی نشان دهنده هیچ کاهش معنی داری در میزان زنده ماندن سلول با غلظت های مختلف nps  برای مدت زمان انکوباسیون 24 ساعت نبود. با تصویربرداری mri در محیط فانتوم مقدارr1=4/49 برای نانوذره سنتز شده به دست آمد که نسبت به ماده دوتارم (r1=2/54) افزایش قابل توجهی داشت. نتایج تصویربرداری حیوانی توانایی نانوذرات برای ایجاد اختلاف در کنتراست تصاویر قبل و بعد از تزریق ماده کنتراست زا را نشان داد.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که نانوذرات (pn-gqdots) سمیت سلولی کمی در محدوده غلظت مورد بررسی دارند، که برای تصویربرداری mri و کاربردهای بیولوژیکی در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی ضروری است. با توجه به نتایج مطالعه حیوانی این نانوذرات می توانند به عنوان یک ماده کنتراست زای مثبت و غیرسمی مورد توجه قرار گیرند که به دلیل عدم وجود ترکیبات فلزی در ساختار این ترکیب، نگرانی در مورد سمیت این سامانه دارویی به حداقل می رسد.

investigating the application of graphene quantum dots doped with heteroatoms as a contrast agent in magnetic resonance imaging system

background: contrast agents used in mri are mostly based on metallic elements such as gadolinium and are toxic.the present study aims to prepare a non-metallic and non-toxic nanoparticle based on quantum data carbon, which can be used as a non-metallic and non-toxic contrast agent in mri. materials and methods: the cytotoxicity of nanoparticles (pn-gqdots) against mcf-7 and mcf-10a cells was investigated using the mtt method. the value of longitudinal relaxation r1 in the phantom model was calculated using mri imaging with spin-echo protocol. the ability of nanoparticles to penetrate into cancer cells was determined using mri imaging. results: cytotoxicity assay results showed no significant decrease in cell viability with different concentrations of nps for the incubation period of 24 hours. with mri imaging in the phantom environment, r1=4.49 was obtained for the synthesized nanoparticle, which was a significant increase compared to the dotarem material (r1=2.54).the results of animal imaging showed the ability of nanoparticles to create a difference in the contrast of the images before and after the injection of the contrast agent.conclusion: the results exhibited low cytotoxicity of the pn-gqdots nanoparticles in the given concentration range,which is essential for mri imaging and further biological in vitro and in vivo applications.according to the results of the animal study, these nanoparticles can be considered as a positive and non-toxic contrast agent, which minimizes the concern about the toxicity of this medical system due to the absence of metal compounds in the structure of this compound.