X-ray fluorescence imaging represents a promising technique for biomedical diagnosis, utilizing contrast agents to visualize various biological targets. Advancements in contrast agents, thus, are an essential step towards bringing the technology closer to the desired applications. In this study, surface functionalized NP formulations were designed and developed as contrast agents for cancer diagnosis and monitoring, being able to take advantage of targeting strategies, such as passive and active tumor targeting. The first strategy, utilizing poly(ethylene glycol) coated nanoparticles, relied on the ability of the polymer to conceal the contrast agents from premature degradation, potentially improving their blood circulation times. On the other hand, the second strategy relying on affibody-conjugated nanoparticles focused on the favorable interaction between the ZHER2:2891 affibody and the HER2 protein, overexpressed in various types of cancers. The benefits of the PEGylated NPs were confirmed by longitudinally monitoring the cytotoxicity of NP-exposed macrophages, which resulted in higher viability values than the uncoated alternatives. In addition, a development process was designed to successfully yield adequately monodisperse ligand-functionalized formulations of 300 nm hydrodynamic radius, for active targeting applications. These NPs are promising candidates as the contrast agents for tumor detection and monitoring, and by further assessing their biological performance, they can be tuned for various situations. Overall, the findings highlight the importance of continued surface bioengineering efforts in optimizing contrast agents for the advancement of X-ray fluorescence imaging in biomedical applications.

Röntgenfluorescensavbildning är en lovande teknik för biomedicinsk diagnostik, där kontrastmedel används för att visualisera olika biologiska mål. Framsteg inom kontrastmedel är därför ett viktigt steg mot att föra tekniken närmare de önskade tillämpningarna. I denna studie designades och utvecklades ytfunktionaliserade nanopartikel-(NP-)formuleringar som kontrastmedel för cancerdiagnos och övervakning, med möjlighet att dra nytta av inriktningsstrategier, såsom passiv och aktiv ansamling i tumörer. Den första strategin, med poly(etylenglykol)-belagda NP:ar, förlitade sig på polymerens förmåga att dölja kontrastmedlen från för tidig nedbrytning, vilket potentiellt kan förbättra deras blodcirkulationstider. Den andra strategin med affibody-konjugerade NP:ar fokuserade å andra sidan på den gynnsamma interaktionen mellan affibodyn ZHER2:2891 och HER2-proteinet, som överuttrycks i olika typer av cancer. Fördelarna med de PEGylerade NP:ar bekräftades genom longitudinell övervakning av cytotoxiciteten hos NP-exponerade makrofager, vilket resulterade i högre viabilitetsvärden än de obelagda alternativen. Dessutom utformades en utvecklingsprocess för att framgångsrikt få fram tillräckligt monodispersa ligandfunktionaliserade formuleringar med en hydrodynamisk radie på 300 nm, för aktiva målstyrda applikationer. Dessa NP:ar är lovande kandidater som kontrastmedel för tumördetektering och övervakning, och genom att ytterligare utvärdera deras biologiska prestanda kan de anpassas för olika situationer. Sammantaget belyser resultaten vikten av fortsatta ytutveckling för att optimera kontrastmedel för att främja röntgenfluorescensavbildning i biomedicinska tillämpningar.