新型肝靶向纳米Fe₃O₄MRI造影剂及制备方法

专利名称：新型肝靶向纳米Fe₃O₄MRI造影剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及生物医学材料技术领域，特别涉及一种新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI 造影剂及制备方法。
背景技术：
磁共振成像技术(MRI)是一种有效的医学成像诊断技术，可以用来诊断肿瘤。在临床诊断成像应用中，为了提高病变部位和正常组织间信号的对比度，超过35%的诊断需要使用造影剂。超顺磁性纳米四氧化三铁(Fe3O4)是一种具有生物相容性的磁共振造影剂。 但纳米四氧化三铁由于尺寸小，表面大易于在水介质中聚集；对生物体器官、组织无特异性；在组织、器官中的代谢时间短等缺点。这些缺点限制了磁共振成像技术在肿瘤早期诊断中的应用。

发明内容
本发明的目的就是要克服上述缺陷，研制一种新型肝靶向纳米Fe3O4MRI造影剂及制备方法。本发明的技术方案是新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂制备方法，其主要技术步骤如下a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4 ；b. mPEG-COOH 的制备；c.乳糖化及PEG化壳聚糖的制备；d.制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂制备0. lmg/ml-0. 4mg/ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液； 将步骤a中Fe3O4粉末放入步骤c中的25ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液中， 室温搅拌，得到表面改性Fe3O4粒子的悬浮体系；在反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子后，冷冻干燥得改性Fe3O4冻干粉；将改性Fe3O4冻干粉分散在pH = 7. 0的PBS溶液中，得到新型肝靶向超顺磁性 Fe3O4MRI造影剂。本发明的另一技术方案是新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂，其主要技术特征在于Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。本发明的优点和效果在于以生物相容的乳糖化及PEG化壳聚糖为表面改性剂，改性剂通过吸附与配位作用机理锚固在Fe3O4纳米粒子表面。乳糖化及PEG化壳聚糖具有两亲性，赋予纳米Fe3O4水分散稳定性。纳米Fe3O4表面的半乳糖基，具有肝组织靶向功能；纳米Fe3O4表面的PEG，有利于避开网状内皮系统，延长体内循环时间，结果易于在肝脏肿瘤部位的累积与成像。修饰后的纳米Fe3O4易于在生理介质中分散，形成纳米Fe3O4的胶体溶液； 乳糖化功能基赋予纳米Fe3O4磁共振造影剂肝靶向功能；PEG化可以显著影响纳米Fe3O4的代谢时间，从而提高MRI造影效果。本发明与现有技术相比具有以下显著的优点制备工艺简单，易于实现大规模工业化生产；Fe3O4纳米粒子表面改性剂具有生物相容性、物理化学性质稳定等特点；表面改性剂对Fe3O4纳米粒子的超顺磁性影响小，MRI成像效果好；Fe3O4纳米粒子MRI造影剂在体内循环时间长，具有肝部位靶向特点。本发明具有粒径小、饱和磁化率高、生物相容性好、悬浮分散稳定的MRI肝靶向造影剂，低毒性、驰豫率高、生物相容性好且对肝脾具有靶向性等优点。本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。


图1—一改性前后悬浮稳定性比较示意图。
图2—一新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂粒子形貌示意图。
图3—一新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的XRD图。
图4—一新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的磁化曲线图。
图5—一新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的细胞毒性测试结果图
图6—一新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的活体T2加权成像图。
具体实施例方式本发明提供的肝靶向超顺磁性纳米Fe3O4磁共振造影剂总体思路是=Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。修饰后的纳米Fe3O4易于在生理介质中分散，形成纳米Fe3O4的胶体溶液；乳糖化功能基赋予纳米Fe3O4磁共振造影剂肝靶向功能；PEG化可以显著影响纳米Fe3O4的代谢时间，从而提高MRI造影效果。下面结合具体实例对本发明进行进一步描述。实施例1共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子称取2mmol FeCl3以及lmmol FeCl2于三颈烧瓶中，加入4ml蒸馏水，在氮气保护下磁力搅拌直至完全溶解；室温下，以200r/min的搅拌速率，将6ml的2mol/L氨水溶液滴加到上述溶液中；滴加完毕，继续搅拌0. 5h;然后，在外磁场作用下沉淀，用除氧水洗涤，反复沉淀与洗涤直至上清液呈现中性；冷冻干燥得到粉末状黑色Fe3O4粒子。实施例2mPEG-COOH 的合成反应式
权利要求
1.新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其步骤在于a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4；b.mPEG-COOH 的制备；c.乳糖化及PEG化壳聚糖的制备；d.制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂制备0. lmg/ml-0. 4mg/ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液；将步骤a中Fe3O4粉末放入步骤c中的25ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液中，室温搅拌，得到表面改性Fe3O4粒子的悬浮体系；在反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子后，冷冻干燥得改性Fe3O4冻干粉；将改性Fe3O4冻干粉分散在pH = 7. 0的PBS溶液中，得到新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI 造影剂。
2.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4的步骤是称取2mmol FeCl3以及lmmol FeCl2于三颈烧瓶中，加入4ml蒸馏水，在氮气保护下磁力搅拌直至完全溶解；室温下，以200r/min 的搅拌速率，将6ml的2mol/L氨水溶液滴加到上述溶液中；滴加完毕，继续搅拌0. 5h ；在外磁场作用下沉淀，用除氧水洗涤，反复沉淀与洗涤直至上清液呈现中性；冷冻干燥得到粉末状黑色Fe3O4粒子。
3.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤b. mPEG-COOH的制备的合成反应式
4.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤c.中乳糖化及PEG化壳聚糖的制备称取 1. Ig 乳糖酸、0. 5g mPEG-COOH, Ig CS，加入 0. 1-10% 的 EDC 溶于 25mlTEMED/HCl 缓冲溶液中，调节PH = 4. 7，磁力搅拌30min。LA CS(摩尔比)=1 2,mPEG-COOH CS =1 25，机械搅拌，产物透析后，冷冻干燥，得PGC;合成式
5.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤d.中，将步骤c.中制备的PGC配成0. 1-2. 5mg/mL的水溶液，将步骤a得到Fe3O4冻干粉分散于25mL PGC溶液中，室温搅拌24h，得到分散稳定的改性Fe3O4粒子的悬浮液；采用反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子，冷冻干燥得粉末状改性Fe3O4粒子；将改性Fe3O4粉末分散在pH = 7. O的PBS中，得到悬浮分散稳定的新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂。
6.根据权利要求1所述方法制备的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂，其特征在于用对肝脏具有靶向功能的乳糖基及生物相容性优异的PEG表面修饰的Fe3O4纳米粒子。
全文摘要
本发明涉及一种新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂及制备方法。本发明技术方案是共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4，mPEG-COOH的制备，乳糖化及PEG化壳聚糖的制备，制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂，所述造影剂Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。本发明解决了纳米四氧化三铁由于尺寸小，表面大易于在水介质中聚集；对生物体器官、组织无特异性；在组织、器官中的代谢时间短等缺点。本发明效果在于以生物相容的乳糖化及PEG化壳聚糖为表面改性剂，通过吸附与配位作用机理锚固在Fe3O4纳米粒子表面，粒径小、饱和磁化率高、生物相容性好、悬浮分散稳定的MRI肝靶向造影剂，低毒性、驰豫率高、生物相容性好且对肝脾具有靶向性等优点。
文档编号A61K49/06GK102218150SQ201010255298
公开日2011年10月19日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者朱爱萍, 骆夏丹 申请人:扬州大学