一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法，采用水熱合成法制備，步驟如下：1）將氯化釓與檸檬酸加入到水中，超聲溶解后加入乙二胺得到混合液；2）將混合液在200oC下加熱反應(yīng)4小時(shí)得到反應(yīng)液；3）將反應(yīng)液離心、透析并冷凍干燥，即可得到目標(biāo)物；所制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑作為標(biāo)記物、顯像劑或示蹤劑用于生物體體內(nèi)成像實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑采用水熱合成法制備，工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、成本低；該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑具有良好的生物兼容性、水溶性和優(yōu)良的熒光和核磁共振性質(zhì)，在生物領(lǐng)域用作為標(biāo)記物、顯像劑或示蹤劑，通過(guò)生物成像實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷。
【專利說(shuō)明】一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬納米材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展低毒性、高生物相容性成像探針在臨床診斷等領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，核磁共振成像和熒光成像技術(shù)因無(wú)組織損傷和高的成像效果在生物成像領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。具有核磁共振和熒光雙模態(tài)成像探針引起科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的極大興趣。
[0003]當(dāng)前，核磁共振成像造影劑主要是釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)和釓特酸葡胺(Gd-DOTA)等。這些核磁共振成像材料縱向弛豫率比較小、成像效果較差且這些造影劑所需配體合成步驟繁瑣、價(jià)格昂貴。熒光成像材料主要是有機(jī)染料、半導(dǎo)體量子點(diǎn)，但有機(jī)染料容易光漂白和半導(dǎo)體量子點(diǎn)毒性大，限制了它們?cè)谏锍上耦I(lǐng)域的應(yīng)用。因此，合成具有熒光和核磁共振雙成像特征，且毒性低的成像造影劑具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 [0004]目前，報(bào)道的釓-碳復(fù)合納米探針有以下幾種類型:釓填充碳納米管，參見(jiàn):1)E.C.Fidiani, M.Pedro, F.J.Wolter, U.B.Anjaj D.Maier, B.Buechner, S.Hampel, J.Phys.Chem.C.2013，117，16725;2) Q.Maj M.Jebbj M.F.Tweedle, LJ.Wilson, J.Mater.Chem.B.2013，1，5791; 3) L A.Tran, M.Hernandez-Rivera，A.N.Berlin, Y.Zheng, L.Sampaio， C.Bovej M.G.Cabreira-Hansenj J.T.Willerson, E.C.Perin, L J.Wilson, Biomaterials, 2014，35，720 ；Gd203/C核-殼納米材料，參見(jiàn):4)C.C.Huang, C._H.Suj W.-M.Li, T.Y.Liu, J.H.Chen, C.S.Yehj Adv.Funct.Mater.2009，19，249 和禮噴酸(gadopentetic acid)功能碳點(diǎn)，參見(jiàn):5)A.B.Bourlinos，A.Bakandritsos, A.Kouloumpis, D.Gournis, M.Krysmann,E.P.Giannelis，K.Polakova, K.Safarova, K.Holaj R.Zboril，J.Mater.Chem.2012，22，23327。雖然這些探針的生物相容性有所改善，但合成方法復(fù)雜、繁瑣，所需試劑昂貴。因此，有必要開(kāi)發(fā)碳基釓成像納米材料的合成新方法。本發(fā)明旨在發(fā)展一種簡(jiǎn)單可控、成本低廉的碳包埋釓納米成像造影劑合成方法并開(kāi)發(fā)其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單可控、成本低廉的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法及應(yīng)用
本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法，采用水熱合成法制備，步驟如下:
1)將氯化釓與檸檬酸加入到水中，超聲溶解10min，然后加入乙二胺并混合均勻，得到混合液；
2)將上述混合液加入到聚四氟乙烯內(nèi)膽中并套入反應(yīng)釜內(nèi)，放入烘箱中，在200°C下加熱反應(yīng)4小時(shí),得到反應(yīng)液；3)將上述反應(yīng)液離心、透析并冷凍干燥，即可得到碳包埋釓納米磁共振成像造影劑。
[0006]所述氯化釓、檸檬酸、水和乙二胺的用量比為100 mg:420 mg: 10 mL:0.5-1.0mL。
[0007]—種所制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的應(yīng)用，作為標(biāo)記物、顯像劑或示蹤劑用于生物體體內(nèi)成像，具有實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷的潛力。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑采用水熱合成法制備，工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、成本低；該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑具有良好的生物兼容性、水溶性和優(yōu)良的熒光和核磁共振性質(zhì)，在生物領(lǐng)域用作為標(biāo)記物、顯像劑或示蹤劑，通過(guò)生物成像實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的電鏡圖，其中:A為透射電鏡圖；B為高分辨率透射電鏡圖；C為能量色散X射線譜選取位置圖；D為能量色散X射線譜；E和F為所含釓元素的位置分布圖。
[0010]圖2為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的X射線光電子能譜，其中:A為全譜為碳譜；C為釓譜。
[0011]圖3為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的熒光光譜圖A和和rl弛豫圖B，其中:a為碳包埋禮納米磁共振成像造影劑；b為商品化的Gd-DPTA。
[0012]圖4為制備的 碳包埋釓納米磁共振成像造影劑在自然光照射下的照片。
[0013]圖5為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑溶液在自然光照射下的照片A ；在紫外燈(365 nm)照射下的照片B ;縱向弛豫-核磁共振成像圖C，其中:1為商品化的Gd-DPTA ；2為該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑。
[0014]圖6為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑與GdCl3細(xì)胞毒性對(duì)比圖，Gd濃度均為0.2 mM。
[0015]圖7為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑在昆明鼠體內(nèi)不同時(shí)間的核磁共振成像圖A ;碳包埋釓納米磁共振成像造影劑注射入昆明鼠體內(nèi)30 min后的核磁共振成像圖B。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:
一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法，采用水熱合成法制備，步驟如下:
1)將100mg氯化釓與420 mg檸檬酸加入到10 mL水中，超聲溶解10 min，然后加入
0.5 mL乙二胺并混合均勻，得到混合液；
2)將上述混合液加入到聚四氟乙烯內(nèi)膽中并套入反應(yīng)釜內(nèi)，放入烘箱中，在200°C下加熱反應(yīng)4小時(shí),得到反應(yīng)液；
3)將上述反應(yīng)液離心、透析并冷凍干燥，得到30mg黃色粉末，即為碳包埋釓納米磁共振成像造影劑。
[0017]圖1為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的電鏡圖，其中:A為透射電鏡圖；B為高分辨率透射電鏡圖；C為能量色散X射線譜選取位置圖；D為能量色散X射線譜；E和F為所含釓元素的位置分布圖。圖中表明:釓呈均勻分布，說(shuō)明釓摻雜入碳材料內(nèi)。
[0018]圖2為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的X射線光電子能譜，其中:A為全譜，含有元素碳，氮，氧，釓；B為碳譜；C為釓譜。圖中表明:全譜含有釓而不含有氯，說(shuō)明釓摻雜入碳材料內(nèi)。
[0019]圖3為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的熒光光譜圖A和和rl弛豫圖B，其中:a為碳包埋釓納米磁共振成像造影劑；b為商品化的Gd-DPTA。圖中表明:本發(fā)明的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑比商品化的Gd-DPTA核磁性質(zhì)要強(qiáng)1.7倍，能夠得到更清晰的圖像。
[0020]圖4為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑在自然光照射下的照片。圖中表明:水溶液有很好的透明度，所合成的照影劑具有很好的水溶性和均一性。
[0021]圖5為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑溶液在自然光照射下的照片A ；在紫外燈(365 nm)照射下的照片B ;縱向弛豫-核磁共振成像圖C，其中:1為商品化的Gd-DPTA ;2為該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑。圖中表明:熒光和縱向弛豫顯示很好的濃度依賴響應(yīng)。
[0022]該碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的生物毒性試驗(yàn):
將HeLa細(xì)胞以2000 - 4000個(gè)/孔的密度接種于96孔培養(yǎng)板中，加入實(shí)施例所制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑至Gd濃度為0.2 mM,使用相同濃度的GdCl3作為對(duì)照試驗(yàn)，與細(xì)胞共孵育I天。
[0023]向每個(gè)培養(yǎng)孔中加入10微升CCK_8(Cell Counting Kit-8，細(xì)胞計(jì)數(shù)工具盒_8)溶液，培養(yǎng)I小時(shí)，在490 nm處測(cè)吸光度值，以得到碳包埋釓納米磁共振成像造影劑對(duì)細(xì)胞毒性的測(cè)試結(jié)果。
[0024]圖6為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑與GdCl3細(xì)胞毒性對(duì)比圖。碳包埋釓納米磁共振成像造影劑生物毒性較小，不會(huì)影響細(xì)胞的正常生長(zhǎng)，生物相容性好，因而本發(fā)明的造影劑可以應(yīng)用于生物成像。 [0025]將制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑作為示蹤劑用于生物體體內(nèi)成像實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷:
將實(shí)施例制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑溶解在生理鹽水中，通過(guò)尾靜注射的方式，將200微升此溶液注射入昆明鼠(18-20g)體內(nèi)。
[0026]圖7為制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑在昆明鼠體內(nèi)不同時(shí)間的核磁共振成像圖A ;碳包埋釓納米磁共振成像造影劑注射入昆明鼠體內(nèi)30 min后的核磁共振成像圖B。圖中表明:造影效果明顯，可以清楚地看到血液，腎臟，肝臟，以此了解碳包埋釓納米磁共振成像造影劑在體內(nèi)分布和傳輸過(guò)程，進(jìn)而了解碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的代謝途徑和方式。同時(shí)證明了本發(fā)明的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑可以應(yīng)用于活體成像和示蹤標(biāo)記。
【權(quán)利要求】
1.一種碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法，其特征在于:采用水熱合成法制備，步驟如下: 1)將氯化釓與檸檬酸加入到水中，超聲溶解10min，然后加入乙二胺并混合均勻，得到混合液； 2)將上述混合液加入到聚四氟乙烯內(nèi)膽中并套入反應(yīng)釜內(nèi)，放入烘箱中，在200°C下加熱反應(yīng)4小時(shí),得到反應(yīng)液； 3)將上述反應(yīng)液離心、透析并冷凍干燥，即可得到碳包埋釓納米磁共振成像造影劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的合成方法，其特征在于:所述氯化釓、檸檬酸、水和乙二胺的用量比為100 mg:420 mg: 10 mL:0.5-1.0 mL。
3.—種權(quán)利要求1所制備的碳包埋釓納米磁共振成像造影劑的應(yīng)用，其特征在于:作為標(biāo)記物、顯像劑或示蹤劑用于生物體體內(nèi) 成像，具有實(shí)現(xiàn)疾病的檢測(cè)和診斷的潛力。
【文檔編號(hào)】A61K49/06GK103800922SQ201410076719
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】尹學(xué)博, 徐陽(yáng), 韋曉密 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)