第一代造影剂为游离气体微泡，如CO2或混合空气的微泡，其缺点是直径较大且无外壳，极易破裂，在体内存在时间短，不能通过肺循环，只有通过冠状动脉或主动脉根部注射，才能对左心室进行造影，帮助心脏疾病的诊断。虽然早在约30年前就已经已经有报道游离气体微泡的制备，但是由于这种微泡自身极其不稳定，直到目前也还不是很普及。
第二代造影剂以Albunex和Levovist为代表，是以蛋白(如处理后的人血清蛋白)或脂质包裹于空气微泡的表面，可以经周围静脉注射，从而可通过肺循环使左心室及其他脏器显影。外壳的主要作用是保持微泡在制备和体内给药后的完整性。这主要是通过降低表面张力和拉普拉斯压力。拉普拉斯压力指曲面所受的内外压力差，会使气体快速扩散出微泡。微泡外壳可以是脂质、蛋白质或聚合物。
Albunex就是一种以白蛋白为外壳的商业化微泡，它是通过将白蛋白溶液超声处理而成，可以以水分散液的形式冷藏多年。
脂质稳定的气泡最初是通过将干半乳糖基质和棕榈酸混合溶于水中制备的。这种制备策略可以以干粉的形式储存，但必须加水后立刻使用。脂质气泡（例如，Definity [Lantheus Medical Imaging]、SonoVue [Bracco]、Imagent [Alliance Pharmaceuticals]、Sonazoid [GE Healthcare]和MP1950 [Mallinckrodt Imaging]）的外壳由疏水性尾部朝向气相的单层脂质分子镶嵌组成。
固体聚合物微泡通常由聚乳酸酯或氰基丙烯酸酯聚合物组成，它们具有极好的稳定性，但由于外壳坚硬回声效果较差。而且除非是破坏性的超声波脉冲导致外壳开裂，聚合物微泡可能不会大幅散射超声波，检测后气泡会迅速消失。
第三代造影剂为含氟碳类气体的微泡造影剂，氟碳类气体具有高密度，低扩散率及低饱和常数，可使微泡血液再循环的时间从几秒延长至几分钟，这对靶向效果至关重要。据报道，一种C4F10制剂（BR38）在小鼠体内的循环半衰期接近10分钟。
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