四氧化三铁纳米颗粒¹²⁵I标记产物的制备方法及其应用的制作方法

专利名称：四氧化三铁纳米颗粒¹²⁵I标记产物的制备方法及其应用的制作方法
四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法及其应用
技术领域：
本发明涉及纳米材料标记技术，更具体地讲，涉及四氧化三铁纳米颗粒放射性核素标记产物的制备方法。
背景技术：
随着纳米技术的发展，纳米材料在生物医学领域的应用将日趋广泛，关于纳米材料的生物安全性问题也将逐渐被人们所重视。四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒除了具有一般纳米材料的特性，如体积效应、量子尺度效应、小尺寸效应和表面效应等，当狗304纳米颗粒的粒径小于某一临界尺寸(如<30nm)后，表现出较强的超顺磁性效应，即在有外加磁场存在时，表现出较强的磁性，但当撤消外磁场时，不再表现出磁性。这种良好的超顺磁性和靶向定位性，使得狗304纳米颗粒在生物医学领域有着广泛的应用，如细胞分离、固定化酶、过高热治疗、导向药物、基因载体、肿瘤靶向定位诊断、磁共振图像(MRI)的对比剂、组织修复等，是目前医用生物材料研究的热点之一。研究纳米材料的生物安全性，就有必要对纳米材料在机体中的应用进行示踪，以研究纳米材料在机体中代谢的生物学分布和评价纳米材料对机体功能的影响。对纳米材料进行放射性核素标记是研究纳米材料体内生物学分布的重要方法。另外，通过对四氧化三铁纳米颗粒的放射性核素标记，可以为开发以四氧化三铁纳米颗粒为载体的治疗药物、核磁共振成像对比剂等提供技术基础。目前，对四氧化三铁纳米颗粒进行放射性核素标记的常用方法主要是通过硅烷偶联剂对纳米颗粒表面改性。硅烷偶联剂是种具有特殊结构的低分子有机硅化物，也是种重要的无机纳米颗粒表面改性材料。硅烷偶联剂对无机纳米材料的表面改性主要是通过形成化学键实现的。但现有的四氧化三铁纳米颗粒标记技术对其在体内显像和生物学分布研究应用方面存在诸多不足，主要归纳有以下几点(1)体内稳定性差现有的标记方法多通过酰化剂3-(4-羟苯基)丙酸-N琥珀酰胺酯(Bolton-Himter试剂)做连接试剂，将125I标记在羟苯基的2，5位置上，再通过硅烷偶联剂的氨基、环氧基等功能基团将125I标记在四氧化三铁纳米颗粒上面。这种标记方法技术比较复杂，需要接触较多的放射性，经二步反应，碘标记率比较低，体内稳定性较差， 标记物容易在体内脱落。(2)放射性活度检测的不便为研究四氧化三铁纳米颗粒的体内生物学分布情况，需要对体内重要脏器进行放射性活度的定量检测。目前，常用的放射性核素的放射性活度多采用液体闪烁技术检测。在进行体内生物学分布研究时，需在对器官组织内的放射性活度检测前将器官组织进行消化，使其变成液态，如果液体有颜色还要进行脱色，同时放射性测量时要进行淬灭校正，这将极大增加器官组织放射性活度测定的难度和成本。125I是种常用的放射性核素，具有合适的半衰期，广泛地应用于各种生物标记及生物检测。化学共沉淀法是四氧化三铁纳米颗粒最直接最简单的方法，即将酸性、含一定比例铁盐与亚铁盐的混合溶液滴加到碱性溶液，并老化得到，该方法所得粒子为圆形，且大小均
发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种一次标记且获得比较稳定的四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法。本发明的第二个目的是提供一种稳定的四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物。本发明的第三个目的是提供四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物在体内显像和分布学研究中的应用。为了解决上述问题，本发明提供了一种四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法，包括如下步骤(1)将二价铁离子三价铁离子以1 1. 8 1 2. 0的摩尔比例混合，溶解于体积百分比为3%的盐酸溶液中；(2)所得溶液与60MBq125I混合，氮气保护下，边搅拌边在混合溶液中滴加碱性溶液，至溶液pH彡10，获得沉淀，继续搅拌30min ；(3)利用外加磁场分离所得沉淀，分别用去离子水和乙醇清洗，直至溶液中性，倾去上层清液，在60°C下真空干燥后，研磨即得125I标记!^e3O4纳米粒子。步骤O)中所述PH值为11。步骤O)中所述碱性溶液为NH3 · H2O溶液或NaOH溶液。利用所述方法获得的!^e3O4纳米颗粒125I标记产物鉴定显示，放射性化学纯度 ^ 95% ；标记产物的稳定性检测显示，室温放置32天后，标记产物的稳定性良好。利用125I发射Y射线的特性，可以在不进行组织消化、不使用液体闪烁技术的情况下，使用Y计数器简便快捷地对四氧化三铁纳米颗粒进行体内显像和生物学分布研究。本发明的优点在于(1)选用化学活泼性高的放射性核素1251，它具有合适的半衰期，为60天，可以用于四氧化三铁纳米颗粒体内显像和生物学分布研究，使放射性污染易于控制和处理。放射性核素125I可以发射Y射线，穿透力强，可以定量和直观的检测四氧化三铁纳米颗粒的体内生物学分布和显像。利用125I发射Y射线的特性，可以在不进行组织消化、不使用液体闪烁技术的情况下，使用Y计数器简便快捷地对四氧化三铁纳米颗粒进行体内显像和生物学分布研究。(2)采用化学共沉淀法制备125I标记的四氧化三铁纳米颗粒，通过向1 2+/ 3+混合溶液中滴加125I离子，使125I离子在形成晶核过程中混合于四氧化三铁晶体中，最终获得 125I标记的四氧化三铁纳米颗粒。采用共沉淀这种方法对四氧化三铁纳米进行125I标记，避免了二次标记，能够获得比较稳定的标记产物，同时还可以加入高分子聚合物溶液如葡聚糖、淀粉及壳聚糖等作为分散剂，制备生物相容性的磁性颗粒。通过这种标记方法所制备的四氧化三铁纳米颗粒具有纯度高、化学组成控制简单准确、125I产物稳定(图1、图幻，可以用于四氧化三铁纳米颗粒的体内显像和分布学研究。(3)化学共沉淀法制备125I标记的四氧化三铁纳米颗粒，通过透射电镜(TEM)颗粒形状均一，粒径IOnm左右(图3)。
图1为硅胶薄层纸层析法(ITLC/SG法)对四氧化三铁纳米颗粒标记产物的鉴定结果图；图2为四氧化三铁纳米颗粒标记产物的室温环境下32天的稳定性变化的结果图；图3为四氧化三铁纳米颗粒标记产物的TEM检测图。
具体实施方式下面结合附图对本发明提供的具体实施方式
做详细说明。实施例1(1)实验原理将酸性的、含一定比例的二价铁盐、三价铁盐和125I的混合溶液滴加到碱性溶液， 反应一段时间即得到125I标记的纳米!^e3O4粒子，该方法得到的粒子圆形且大小均一，反应式为Fe2++2Fe3++80r = Fe3O4 J, +4H20(2) 125I标记四氧化三铁纳米颗粒的制备将2. Og FeCl2. 4H20、5. 2gFeCl3. H2O 溶解于 25ml 含 0. 85ml 12. IM HCl 的水溶液中，将该水溶液与Na125I溶液(60MBq)混合，混合溶液加入到三口烧瓶中，在氮气的保护下， 在超声场中边机械搅拌边滴加1. 5mol/L的NaOH溶液，至溶液pH = 11时，溶液中生成大量黑色颗粒，搅拌30min结束反应。反应结束后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，用去离子水清洗3 次，乙醇清洗2次，直至中性，倾去上层清液，在60°C下真空干燥后，研磨即得125I标记狗304 纳米粒子。(3)标记产物的鉴定采用硅胶薄层纸层析法(ITLC/SG法)进行鉴定。以快速硅胶薄层层析纸(ITLC/ SG)为载体，用2. 5% BSA(W/W)的0. 01mol/L ρΗ7· 4的PBS缓冲液展开，然后将每条层析纸剪成Icm等距离的小纸条，放入放射性测量试管中进行测定。125I-BH标记物、125I-甘氨酸和 125I-Rf值都在0. 80 1. 00范围，而已标记的四氧化三铁纳米颗粒Rf值是0. 00，在纸层析条原点不动，与未标记的四氧化三铁纳米颗粒在纸层析条中展开行为相同。经以上方法鉴定所制得的标记产物放射性化学纯度> 95% (见附图1)。(4)标记产物的稳定性检测将标记产物分散于0. Olmol/LpH值为7. 4的PBS溶液中，室温保存，定期采用硅胶薄层纸层析法(ITLC/SG法)检测溶液中放射性物质的性质，根据纸层析条带原点位置上的放射性计数与整个纸层析条带放射性计数的比值计算未解离的标记产物的百分率，从而评价标记产物的稳定性。结果显示，室温放置32天后，标记产物的稳定性良好(见附图2)。(5)标记产物的表征采用透射电镜(TEM)检测所得到的四氧化三铁纳米颗粒标记产物的粒径变化情况，其结果请见图3所示。实施例2
(1)实验原理将二价铁盐(FeSO4 · 7H20)、三价铁盐(FeCl3 · 6H20)和125I按一定比例混合，加入沉淀剂(NH3 · H2O),搅拌，反应一段时间即得到纳米!^e3O4粒子，反应式为Fe2++2Fe3++8NH3 · H2O = Fe3O4 J, +8NH+4+4H20(2) 125I标记四氧化三铁纳米颗粒的制备将一定量的二价铁盐(FeSO4 · 7H20)、三价铁盐(FeCl3 · 6H20)和125I混合溶液加入到三口烧瓶中，滴液漏斗中加入一定浓度的沉淀剂NH3 · H2O,在氮气氛下将氨水溶液加到反应体系中，使体系的PH > 10，剧烈搅拌，水浴恒温.搅拌30min后结束反应，用蒸馏水反复洗涤直至中性，倾去上层清液，在60°C下真空干燥后，研磨即得125I标记!^e3O4纳米粒子。鉴定和检测方法同实施例1。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将二价铁离子三价铁离子以1 1.8 1 2.0的摩尔比例混合，溶解于体积百分比为3%的盐酸溶液中；(2)所得溶液与60MBq125I混合，氮气保护下，边搅拌边在混合溶液中滴加碱性溶液，至溶液pH彡10，获得沉淀，继续搅拌30min ；(3)利用外加磁场分离所得沉淀，分别用去离子水和乙醇清洗，直至溶液中性，倾去上层清液，在60°C下真空干燥后，研磨即得125I标记!^e3O4纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法，其特征在于， 步骤O)中所述PH值为11。
3.根据权利要求1所述的四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法，其特征在于， 步骤O)中所述碱性溶液为NH3 · H2O溶液或NaOH溶液。
4.利用权利要求1所述方法获得的!^e3O4纳米颗粒125I标记产物。
5.权利要求4所述的!^e3O4纳米颗粒125I标记产物在体内显像和分布学研究中的应用。
全文摘要
本发明公开了四氧化三铁纳米颗粒125I标记产物的制备方法，包括如下步骤(1)将二价铁离子∶三价铁离子以1∶1.8～1∶2.0的摩尔比例混合，溶解于3％的盐酸溶液中；(2)所得溶液与60Mbq125I混合，氮气保护下，边搅拌边滴加碱性溶液，至溶液pH≥10，获得沉淀，继续搅拌30min；(3)利用外加磁场分离所得沉淀，分别用去离子水和乙醇清洗，直至溶液中性，倾去上层清液，在60℃下真空干燥后，研磨即得125I标记Fe3O4纳米粒子。通过这种标记方法所制备的四氧化三铁纳米颗粒具有纯度高、化学组成控制简单准确、125I产物稳定的优点，可以用于四氧化三铁纳米颗粒的体内显像和分布学研究。
文档编号A61K51/00GK102380111SQ201010267058
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者丁婷婷, 吴婕, 孙皎, 钟高仁 申请人:上海交通大学医学院附属第九人民医院