醫學核磁共振成像搭配造影劑的使用，已經成為一種不可或缺的疾病診斷工具。近二十年來，已經有近2000種醫用造影劑被開發出來(1-2)。最近，生化激活的造影劑之開發更使NMR分子影像成為現實(3-4)。為了擴展NMR成像的研究領域，需要進一步提高解析度和靈敏度。利用魔角旋轉結合NMR成像就是一種正在努力試探並以取得初步成功的方法。為了使NMR微影像在研究材料和生物體系的微結構中發揮更大的作用，我們提出在魔角旋轉NMR成像中使用造影劑。為此，對造影劑在魔角旋轉下的行為必須有充分的瞭解。
本實驗研究了兩種常用的商用造影劑，Gd-DOTA(Dotarem)和Gd-DTPA (Magnevist)。將此兩種造影劑製備成水溶液狀態，我們使其在固態魔角旋轉下，改變不同濃度，量測其一維光譜和化學位移之變化，發現造影劑在作魔角旋轉時也會出現固態樣品才有的邊帶效應。我們對此提出了恰當的理論解釋。同時我們也以不同濃度(0.1 M~0.5 M)之造影劑在不同轉速(0 ~ 5 kHz)和不同溫度（10 oC, 25 oC, 37 oC）下，系統地量測橫向和縱向鬆弛速度，藉而找出在特定條件下，達到最佳化的鬆弛速度。進一步，配合理論分析和模擬計算，希望使其能應用在NMR微成像，為將來用魔角旋轉NMR實現生化激活的分子成像打下基礎。

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目 錄
第一章 緒論.....................................................................................................1
1.1 前言............................................................................................................1
1.2 本實驗主要研究方向..... ..........................................................................2
第二章 商用造影劑簡介…………………………………………………4
2.1 Magnevist…………………………………………………………………5
2.2 Dotarem……………………………………………………………….......7
2.3 Prohance………………………………………………………………......8
2.4 Omniscan…………………………………………………………….........9
第三章 順磁鬆弛理論簡介......................................................................11
3.1 基本鬆弛理論簡介...................................................................................11
3.2 內層質子鬆弛...........................................................................................13
3.2.1 水合數目與電子-核子自旋離........................................................17
3.2.2 分子轉動行為..................................................................................18
3.2.3 水分子交換…..................................................................................19
3.2.4 電子鬆弛…………………………………………………………..21
3.2.5 不同變數對內層鬆弛速度的影響………………………………..21
3.3 外層水分子鬆弛機制..............................................................................23
3.4 NMRD曲線之擬合..................................................................................24
3.5 測量水合數目的方法................................................................................25
3.6 熱力學參數的測量....................................................................................27
3.7 以17O NMR方法測量水交換速度.............................................................29
第四章 新穎造影劑簡介...........................................................................34
4.1 C60為基底之造影劑.................................................................................34
4.2 生物化學激活之造影劑..........................................................................38
4.3 活體基因表現之造影劑..........................................................................41
4.4 奈米粒子之造影劑……………………………………………………..44
第五章 實驗材料與方法...........................................................................47
5.1 使用儀器簡介...........................................................................................47
5.1.1 Varian Inova AS200 MHz核磁共振系統…………………………47
5.1.2 Varian Inova AS500 MHz核磁共振系統…………………………47
5.2 實驗脈衝序列與參數設定.......................................................................47
5.2.1一維1H光譜脈衝序列……………………………………………..47
5.2.2 T1鬆弛參數量測脈衝列…………………………………………..47
5.2.3 T2鬆弛參數量測脈衝序列………………………………………..49
5.3 魔角旋轉簡介...........................................................................................51
5.4 實驗樣品及條件.......................................................................................52
5.4.1 研究材料…………………………………………………………52
5.4.2 實驗條件…………………………………………………………53
第六章 結果與討論.....................................................................................54
6.1 一維光譜分析...............................................................................................54
6.1.1 Gd-DOTA之一維光譜圖實驗結果分析….....................................54
6.1.2 Gd-DTPA之一維光譜圖實驗結果分析..........................................58
6.1.3 Gd-DOTA固定轉速、溫度下，改變濃度之光譜比較...................61
6.1.4 Gd-DOTA固定轉速、濃度下，改變溫度之光譜比較.....................63
6.2 T1,T2數據分析...............................................................................................65
6.2.1常溫下Gd-DOTA改變轉速之T1,T2實驗結果..................................65
6.2.2常溫下Gd-DTPA改變轉速之T1,T2實驗結果...................................69
6.2.3 37oC下Gd-DOTA改變轉速之T1,T2實驗結果.................................75
6.2.4 37oC下Gd-DTPA改變轉速之T1,T2實驗結果.................................79
6.2.5 10oC下Gd-DOTA改變轉速之T1,T2實驗結果.................................83
6.2.6 10oC下Gd-DTPA改變轉速之T1,T2實驗結果.................................87
6.2.7不同溫度下Gd-DOTA T1,T2實驗結果比較.....................................92
6.2.8不同溫度下Gd-DTPA T1,T2實驗結果比較......................................94
6.2.9不同濃度相同轉速下Gd-DOTA T1,T2實驗結果比較.....................96
6.2.10不同濃度相同轉速下Gd-DTPA T1,T2實驗結果比較....................98
6.2.11 500 MHz下常溫Gd-DOTA T1,T2實驗結果比較.........................101
6.2.12 500 MHz下常溫Gd-DTPA T1,T2實驗結果比較..........................103
6.2.13低濃度下常溫Gd-DOTA T1,T2實驗結果比較............................106

6.2.14低濃度下常溫Gd-DTPA T1,T2實驗結果比較............................108
第七章 總結與未來展望.........................................................................110
7.1 總結.........................................................................................................110
1.2 未來展望.................................................................................................111
參考文獻
圖目
表目

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