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肿瘤早期的准确诊断对于肿瘤的治疗具有重要的意义。磁共振成像（MRI）和光学成像是肿瘤诊断在临床和动物研究中的重要手段。这两种方法各自存在优缺点。MRI技术能提供良好的深度器官造影和很高的空间分辨率，但是，它的应用受到不能定量检测、灵敏度低和费用昂贵的制约。光学成像灵敏度高、成本低，并具备定量分析能力，但是空间定位能力弱，容易受到光线穿透能力和动物体自发荧光的干扰。因此，磁/光双功能纳米探针可结合MRI成像的高空间分辨率和光学成像的高灵敏度、定量追踪的优点，增加肿瘤诊断的准确性和灵敏度。
本论文首先通过阴离子聚合合成了具有良好生物相容性和可降解性的聚ε-己内酯与聚乙二醇嵌段共聚物(PCL-b-PEG-NH2)作为两亲性载体，在其亲水段的NH2端基上定量地引入一个MRI造影剂分子DTPA-Gd3+，得到了一种两亲性高分子造影剂，通过它们在水中的自组装获得了一种新型的纳米胶束造影剂。详细表征了这种造影剂的结构、稳定性、弛豫性能和细胞毒性。发现不同分子量的纳米胶束造影剂PCL1200-b-PEG900-DTPA-Gd3+和PCL1800-b-PEG2300-DTPA-Gd3+（PCL和PEG后面数字代表它们的数均分子量）的体积平均粒径分别为25nm和40nm，均能在水和缓冲溶液中稳定存在。它们的纵向弛豫率r1分别高达19.2mM-1s-1和13.4mM-1s-1，是小分子造影剂DTPA-Gd3+（Magnevistsκ）的3-4倍。细胞毒性研究表明此类造影剂细胞毒性很低，具有良好的生物相容性。与其他报道的纳米胶束造影剂相比具有结构明确、粒径合适、弛豫率高和生物相容性好等优势.
在此基础上，利用纳米胶束造影剂的疏水性核负载近红外荧光染料DiR，并在亲水性外壳引入能与肿瘤细胞表面叶酸受体特异性结合的配体叶酸，制备一种肿瘤靶向的磁/光双功能纳米探针，其体积平均粒径为52nm。通过活体成像仪观察了肿瘤靶向双功能纳米探针（PCL1800/DiR-b-PEG2300-DTPA-Gd3+/FA）在荷BCap37乳腺癌裸鼠体内在不同时间下的体内分布。发现随注射纳米探针后时间的增长，肿瘤部位的荧光信号不断增加，经过5h左右，肿瘤部位的荧光信号达到最大，而且肿瘤部位的荧光强度远远高于其他组织器官的荧光强度，证明纳米探针能够成功地靶向肿瘤。此纳米探针可望作为一种高弛豫、肿瘤靶向的MRI和光学成像的双功能探针，用于肿瘤的早期诊断和治疗监测。