聚多巴胺纳米粒子的应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了聚多巴胺纳米粒子的应用。本发明人研究发现，聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有较强的吸收，将其作为光声成像造影剂，有着良好的成像效果。实验结果表明：聚多巴胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。
【专利说明】聚多巴胺纳米粒子的应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光声成像造影剂领域，尤其涉及聚多巴胺纳米粒子的应用。
【背景技术】
[0002]光声成像是最近几年发展起来的一种无损医学成像手段，它是基于光声效应建立的混合模式成像方法，结合了纯光学成像的高对比度和纯超声成像的高穿透性，通过光声成像，可以获取高分辨率和高对比度的组织成像。近期的研究证实，光声成像可用于肿瘤新生血管的检测、血氧饱和度扫描、大脑功能成像以及皮肤黑色素瘤探测等诸多生命和医学领域。[0003]目前，在成像领域中，光声成像所应用的是热弹性膨胀机制。基于热弹性机制的光声成像过程是指:将一束短脉冲(ns量级)激光照射生物组织，生物组织中具有强光学吸收特性的吸收体吸收光能量之后，光能量引起吸收体升温和膨胀，吸收体体积的膨胀会挤压吸收体周围的组织从而产生局部压力波，吸收体吸收性质的不同，譬如血红蛋白浓度的大小，组织血氧饱和度的高低，均会影响吸收体的光吸收能力，从而改变超声信号的强度，通过检测器探测超声信号强度的空间分布，从而反映出成像对象的病理学信息。
[0004]现有技术中的无机碳材料，如石墨烯、碳纳米管等，由于具有很大的比表面积，被广泛用作生物载体进行生物检测、药物输送等。另外，它还具有光学和磁学性质，也被用作磁共振成像和光声成像，但其作为光声成像造影剂时在近红外区域的吸收较弱，难以获得良好的成像效果。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供聚多巴胺纳米粒子的应用。本发明提供的聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂时在近红外区域的吸收较强，有良好的成像效果。
[0006]本发明提供了一种聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂的应用。
[0007]优选地,所述聚多巴胺纳米粒子的粒径为20nm~230nm。
[0008]优选地，所述聚多巴胺纳米粒子的粒径为50nm~200nm。
[0009]优选地，所述应用为:
[0010]所述聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂，用于头部皮下和肠道部位的光声成像。
[0011]优选地，所述聚多巴胺纳米粒子的制备方法包括以下步骤:
[0012]将多巴胺盐酸盐在混合溶剂中进行氧化聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；
[0013]所述混合溶剂包括水、醇类化合物和氨水。
[0014]优选地，所述氨水的质量分数为25%~28%。
[0015]优选地，所述多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为(30~300)mg: lmL。
[0016]优选地，所述水、醇类化合物和氨水的体积比为(15~25): (40~50): (I~5)。
[0017]优选地，所述氧化聚合反应的温度为15°C~35°C。[0018]优选地，所述氧化聚合反应的时间为12h~72h。
[0019]本发明提供了聚多巴胺纳米粒子的应用。本发明人研究发现，聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有较强的吸收，将其作为光声成像造影剂，有着良好的成像效果。实验结果表明:聚多巴胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0021]图2为本发明实施例1制备聚多巴胺纳米粒子的动态光散射图；
[0022]图3为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0023]图4为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号图；
[0024]图5为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-纳米粒子浓度结果图；[0025]图6为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-时间图；
[0026]图7为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的在Balb/C裸鼠的头部皮下的光声造影效果图；
[0027]图8为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的在Balb/C裸鼠的肠道造影效果图；
[0028]图9为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0029]图10为本发明实施例2制备聚多巴胺纳米粒子的动态光散射图；
[0030]图11为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0031]图12为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号图；
[0032]图13为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图；
[0033]图14为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0034]图15为本发明实施例3制备聚多巴胺纳米粒子的动态光散射图；
[0035]图16为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0036]图17为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号图；
[0037]图18为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图；
[0038]图19为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0039]图20为本发明实施例4制备聚多巴胺纳米粒子的动态光散射图；
[0040]图21为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0041]图22为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号图；
[0042]图23为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图；
[0043]图24为本发明实施例5制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0044]图25为本发明实施例5制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0045]图26为本发明实施例6制备的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图；
[0046]图27为本发明实施例6制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；
[0047]图28为本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子对L929细胞的细胞毒性测试图；
[0048]图29为注射本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子对Balb/C鼠的体重影响图；
[0049]图30比较例的氧化石墨烯和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱对比图。
【具体实施方式】
[0050]本发明提供了聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂的应用。
[0051]本发明人研究发现，聚多巴胺在近红外区域具有较强的吸收，将其作为光声成像造影剂，有着良好的成像效果。实验结果表明:聚多巴胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。
[0052]在本发明中，所述聚多巴胺纳米粒子的粒径优选为20nm~230nm,更优选为50nm~200nm ;所述聚多巴胺纳米粒子作为光声造影剂，优选应用于头部皮下和肠道部位的光声成像。[0053]本发明对所述聚多巴胺纳米粒子的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的聚多巴胺纳米粒子即可，如可以采用市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备聚多巴胺纳米粒子的技术方案自行制备。具体的，在本发明中，所述聚多巴胺纳米粒子的制备方法，优选包括以下步骤:
[0054]将多巴胺盐酸盐在混合溶剂中进行氧化聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；
[0055]所述混合溶剂包括水、醇类化合物和氨水。
[0056]本发明对所述多巴胺盐酸盐和混合溶剂混合的顺序没有特殊的限制，优选将多巴胺盐酸盐加入到混合溶剂中。本发明优选将多巴胺盐酸盐溶于水中，得到多巴胺盐酸盐溶液，将多巴胺盐酸盐溶液再与混合溶剂混合。在本发明中，所述多巴胺盐酸盐溶液的浓度优选为(20~80)mg/mL,更优选为(40~60)mg/mL
[0057]本发明对所述多巴胺盐酸盐的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的多巴胺盐酸盐即可，如可以采用多巴胺盐酸盐的市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备多巴胺盐酸盐的技术方案自行制备。
[0058]在本发明中，所述混合溶剂包括水、醇类化合物和氨水；所述醇类化合物优选包括乙醇、丙醇和丙三醇中的一种或多种，更优选为乙醇；所述水优选包括蒸馏水、去离子水和自来水中的一种或多种，更优选包括去离子水；所述氨水的质量分数优选为25 %~28 %，更优选为26%~27%。本发明优选通过调节氨水和多巴胺盐酸盐的摩尔比控制聚多巴胺纳米粒子的粒径；具体的，在本发明实施例中，当多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为250mg:1mL,聚多巴胺纳米粒子的粒径为160nm~230nm ;当多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为170mg:1mL,聚多巴胺纳米粒子的粒径为85nm~150nm ;当多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为125mg:1mL,聚多巴胺纳米粒子的粒径为50nm~90nm ;当多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为IOOmg:1mL,聚多巴胺纳米粒子的粒径为20nm~70nm。
[0059]本发明优选在搅拌的条件下，将水、醇类化合物和氨水进行混合得到混合溶剂；所述搅拌的温度优选为25°C~35°C，更优选为28°C~32°C;所述搅拌的时间优选为25min~35min,更优选为30min
[0060]在本发明中，所述混合溶剂中的水、醇类化合物和氨水的体积比优选为(15~25): (40~50): (I~5)，更优选为(18~22): (42~48): (1.5~4.5)，最优选为(19~21): (44~46): (2.0~4);所述多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比优选为(30~300)mg:1mL,更优选为(100 ~250)mg: lmL。
[0061]本发明优选在避光的条件下，将多巴胺盐酸盐进行氧化聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子。本发明优选在搅拌的条件下进行氧化聚合反应。在本发明中，所述氧化聚合反应的温度优选为15°C~35°C，更优选为18°C~33°C，最优选为20°C~30°C;所述氧化聚合反应的时间优选为12h~72h，更优选为15h~70h，最优选为20h~60h。
[0062]完成多巴胺盐酸盐的氧化聚合反应后，本发明优选将得到的反应产物进行透析、离心和洗涤，得到聚多巴胺纳米粒子。本发明对所述透析的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的透析技术方案即可。在本发明中，所述透析的溶剂优选为去离子水；所述透析采用的透析膜截留的分子量优选为3500~15000Da，更优选为7000~1000ODa ;所述透析的温度优选为15°C~40°C，更优选为20°C~35°C，最优选为25°C~30°C;所述透析的时间优选为2.5天~3.5天，更优选为3天。[0063]本发明对所述离心和洗涤的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的离心和洗漆的技术方案即可。在本发明中，所述离心的转速优选为1000Orpm~20000rpm,更优选为12000rpm~18000rpm,最优选为15000rpm~16000rpm ;所述离心的时间优选为IOmin~60min,更优选为20min~40min。在本发明中，所述洗漆的溶剂优选为去离子水；所述洗涤的次数优选为3次~5次。
[0064]得到洗涤的反应产物后，本发明优选将所述洗涤的反应产物进行干燥。在本发明中，所述干燥优选采用真空干燥或冷冻干燥。
[0065]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子的保存方式没有特殊的限制，可以将其分散在水性介质中，以液态形式保存；所述水性介质包括所述水性介质为双蒸水、生理盐水、缓冲溶液、组织培养液和体液中的一种或多种；所述聚多巴胺纳米粒子的质量和溶剂的体积优选为(20 ~2000) μ g:lmL ；
[0066]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子也可以以固体形式保存。
[0067]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子的粒径为20nm~230nm。
[0068]在本发明的实施例中，可以将得到的聚多巴胺纳米粒子注入实验动物的头部皮下部位，观察制备的聚多巴胺纳米粒子的光声成像效果；也可以将得到的聚多巴胺纳米粒子通过口服方式进入到实验动物体内，观察多巴胺纳米粒子在实验动物肠道部位的光声成像效果。
[0069]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试。本发明对所述聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的紫外-可见光谱测试的技术方案即可。
[0070]测试结果表明:本发明得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。
[0071]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析。分析结果表明:本发明得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布，聚多巴胺纳米粒子的直径为20nm~230nm。
[0072]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行光声信号谱测试，具体过程如下:
[0073]将聚多巴胺纳米粒子注入琼脂假体中，将含有聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体置于34°C的恒温水箱中，选取波长为680nm~900nm,波长间隔为5nm进行光声信号测试。
[0074]测试结果表明:本发明得到的聚多巴胺纳米粒子在近红外区域有光声信号，可作为光声成像造影剂用于光声成像分析。
[0075]本发明对聚多巴胺纳米粒子的浓度和光声信号强度的关系进行测试，具体过程如下:
[0076]将系列浓度的聚多巴胺纳米粒子溶液分别注入到琼脂假体中，将得到的含有不同浓度的聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体置于34°C的恒温水浴箱中，使用多光谱光声成像系统测试其相应的光声信号强度。
[0077]测试结果表明:本发明得到的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度和浓度均具有较好的线性关系，可以根据其光声强度进行光声成像的定量分析。
[0078]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子的光声成像造影效果进行测试，具体过程如下:
[0079]将0.1mLlOO μ g/mL的聚多巴胺纳米粒子注射于雄性Balb/C裸鼠的头皮下，然后将裸鼠用透明塑料薄膜包覆后置于34°C的恒温水浴箱中，持续通入异氟烷和空气的混合气体保持实验动物处于麻醉状态，使用多光谱光声成像系统进行多光谱断层扫描；
[0080]本发明用灌胃针将0.2mL100 μ g/mL的聚多巴胺纳米粒子注射于断绝饮食12h的雄性Balb/C裸鼠体中，然后将裸鼠用透明塑料薄膜包覆后置于34°C的恒温水浴箱中，持续通入异氟烷和空气的混合气体保持实验动物处于麻醉状态，使用多光谱光声成像系统进行多光谱断层扫描。
[0081]测试结果表明:本发明得到的聚多巴胺纳米粒子具有良好的造影效果，图像清晰，对比度高，非常适合用于光声成像造影术。
[0082]本发明提供了一种聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂的应用。聚多巴胺作为光声成像造影剂在近红外区域具有较强的吸收，有良好的成像效果。实验结果表明:聚多巴胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。
[0083]为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚多巴胺纳米粒子的应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0084]实施例1
[0085]将20mL乙醇、45mL去离子水和ImL质量分数为25%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0086]将0.2528g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水中，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经高速离心、去离子水洗涤三次，得到聚多巴胺纳米粒子。
[0087]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析，结果如图1所示，图1为本发明实施例1得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图1可以看出，本发明实施例1制备得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布，直径在160nm~230nm之间。
[0088]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行动态光散射分析，测定其流体力学半径，结果如图2所示，图2为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径分布图。由图1可以看出，本发明实施例1得到的聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径在SOnm~180nm之间。
[0089]由图1和图2对比可以看出，聚多巴胺纳米粒子的透射电镜所得粒径大小的结果比光散射结果稍小，这主要是因为动态光散射对于大颗粒比较敏感，少量纳米粒子的聚集，或是少量灰尘的存在都会使得测试结果偏大。
[0090]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，其紫外吸收光谱图如图3所示，图3为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图。由图3可以看出，本发明实施例1得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。
[0091]本发明按照上述技术方案对制备的聚多巴胺纳米粒子进行光声信号谱测试，测试结果如图4所示，图4为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号图。由图4可知，本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有光声信号，可作为光声成像造影剂用于光声成像分析。
[0092]将50 μ g/mL、75 μ g/mL、100 μ g/mL、150 μ g/mL、200 μ g/mL、和 250 μ g/mL 的聚多巴胺纳米粒子分别注入不同的琼脂假体中，按照上述技术方案将含有聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体进行光声信号强度测试测试结果如图5所示，图5为本发明实施例1得到的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度关系图。由图5可以看出，不同粒径的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度和浓度均具有较好的线性关系，线性方程为I = 111.76X+3765.59，R2=0.9999。因此，根据聚多巴胺纳米粒子的光声强度，可进行光声成像的定量分析。
[0093]将实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子注入琼脂假体中，置于34°C的恒温水浴箱中，使用多光谱光声成像系统进行多光谱扫描，每5秒扫描I次，持续扫描30min，测试结果如图6所示，图6为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号-时间变化图。由图6可知，实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子具有稳定的光声信号，在30min之内几乎没有光声信号的衰减。普通的近红外荧光分子一般都存在光漂白问题，成像稳定性差，与之相t匕，本发明制备的聚多巴胺纳米粒子具有更加稳定和优异的成像效果。
[0094]本发明将得到的聚多巴胺纳米粒子按照上述技术方案进行光声造影效果测试，测试结果如图7所示，图7为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子在雄性Balb/C裸鼠的头部皮下的光声造影效果图，其中实线为动物的断层扫描轮廓，虚线内部为聚多巴胺纳米粒子的光声成像造影图。由图7可以看出，聚多巴胺纳米粒子具有良好的造影效果，图像清晰，对比度高，非常适合用于光声成像造影术。
[0095]本发明将得到的聚多巴胺纳米粒子按照上述技术方案进行光声造影效果测试，测试结果如图8所示，图8为本发明实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子在雄性Balb/C裸鼠的肠道的光声造影效果图，其中，实线为裸鼠肠道的断层扫描轮廓，虚线内部为聚多巴胺纳米粒子在小鼠肠道部位的光声成像造影图。由图8可以看出，聚多巴胺纳米粒子对消化道具有良好的造影效果，图像清晰，对比度高，非常适合用于光声成像造影术。
[0096]实施例2
[0097]将20mL乙醇、45mL去离子水和1.5mL质量分数为28%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0098]将0.2510g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水中，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经高速离心、去离子水洗涤三次后得到聚多巴胺纳米粒子。
[0099]本发明对聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜观察，观察结果如图9所示，图9为本发明实施例2制备得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图9可以看出，聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布，直径在85nm~150nm之间。
[0100]本发明对聚多巴胺纳米粒子进行动态光散射分析，测定其流体力学半径，结果如图10所示，图10为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的动态光散射图。由图10可以看出，聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径在50nm~130nm之间。
[0101]由图9和图10可以看出，聚多巴胺纳米粒子的透射电镜所得粒径大小的结果比光散射结果稍小，这主要是因为动态光散射对于大颗粒比较敏感，少量纳米粒子的聚集，或是少量灰尘的存在都会使得测试结果偏大。
[0102]本发明对聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，测试结果如图11所示，图11为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图，由图11可以看出，聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。
[0103]本发明按照上述技术方案对制备的聚多巴胺纳米粒子进行光声信号谱测试，测试结果如图12所示，图12为本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号谱图。由图12可知，本发明实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有光声信号，可作为光声成像造影剂用于光声成像分析。[0104]将50 μ g/mL、75 μ g/mL、100 μ g/mL、150 μ g/mL、200 μ g/mL、和 250 μ g/mL 聚多巴胺纳米粒子分别注入不同的琼脂假体中，按照上述技术方案将含有聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体进行光声信号强度测试测试结果如图13所示，图13为本发明实施例2得到的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图。由图13可以看出，不同粒径的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度和浓度均具有较好的线性关系，线性方程为I = 90.77X+2814.41，R2 =
0.9994。因此，根据聚多巴胺纳米粒子的光声强度，可进行光声成像的定量分析。
[0105]实施例3
[0106]将20mL乙醇、45mL去离子水和2.0mL质量分数为27%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0107]将0.2517g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经高速离心、去离子水洗涤三次后得到聚多巴胺纳米粒子。
[0108]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析，结果如图14所示，图14为本发明实施例3得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图14可以看出，本发明实施例3制备得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布，直径在50nm~90nm之间。
[0109]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行动态光散射分析，测定其流体力学半径，结果如图15所示，图15为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径分布图。由图15可以看出，本发明实施例3得到的聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径在30nm~70nm之间。
[0110]由图14和图15可以看出，聚多巴胺纳米粒子的透射电镜所得粒径大小的结果比光散射结果稍小，这主要是因为动态光散射对于大颗粒比较敏感，少量纳米粒子的聚集，或是少量灰尘的存在都会使得测试结果偏大。
[0111]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，其紫外吸收光谱图如图16所示，图16为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图。由图16可以看出，本发明实施例3得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。
[0112]本发明按照上述技术方案对制备的聚多巴胺纳米粒子进行光声信号谱测试，测试结果如图17所示，图17为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号谱图。由图17可知，本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有光声信号，可作为光声成像造影剂用于光声成像分析。
[0113]将100 μ g/mL、200 μ g/mL、300 μ g/mL、400 μ g/mL、500 μ g/mL、600 μ g/mL 和720 μ g/mL聚多巴胺纳米粒子分别注入不同的琼脂假体中，按照上述技术方案将含有聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体进行光声信号强度测试测试结果如图18所示，图18为本发明实施例3得到的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图。由图18可以看出，不同粒径的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度和浓度均具有较好的线性关系，线性方程为I =30.33X+4631.41，R2 = 0.9994。因此，根据聚多巴胺纳米粒子的光声强度，可进行光声成像的定量分析。
[0114]实施例4[0115]本发明将20mL乙醇、45mL去离子水和2.5mL质量分数为26%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0116]将0.2520g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水中，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经高速离心、去离子水洗涤三次后得到聚多巴胺纳米粒子。
[0117]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析，结果如图19所示，图19为本发明实施例4得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图19可以看出，本发明实施例4制备得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布，直径在20nm~70nm之间。
[0118]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行动态光散射分析，测定其流体力学半径，结果如图20所示，图20为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径分布图。由图20可以看出，聚多巴胺纳米粒子的流体力学半径在IOnm~50nm之间。
[0119]由图19和图20可以看出，聚多巴胺纳米粒子的透射电镜和光散射的结果，投射电镜所得粒径大小的结果比光散射结果稍小，这主要是因为动态光散射对于大颗粒比较敏感，少量纳米粒子的聚集，或是少量灰尘的存在都会使得测试结果偏大。
[0120]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，其紫外吸收光谱图如图21所示，图21为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图。由图21可以看出，本发明实施例4得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。
[0121]本发明按照上述技术方案对制备的聚多巴胺纳米粒子进行光声信号谱测试，测试结果如图22所示，图22为本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的光声信号谱图。由图22可知，本发明实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子在近红外区域具有光声信号，可作为光声成像造影剂用于光声成像分析。
[0122]将250 μ g/mL、500 μ g/mL、750 μ g/mL、1000 μ g/mL、1250 μ g/mL、1500 μ g/mL、1750 μ g/mL、2000 μ g/mL和4000 μ g/mL聚多巴胺纳米粒子分别注入不同的琼脂假体中，按
照上述技术方案将含有聚多巴胺纳米粒子的琼脂假体进行光声信号强度测试测试结果如图23所示，图23为本发明实施例4得到的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度-浓度图。由图23可以看出，不同粒径的聚多巴胺纳米粒子的光声信号强度和浓度均具有较好的线性关系，线性方程为I = 19.76X+15076.17，R2 = 0.9935。因此，根据聚多巴胺纳米粒子的光声强度，可进行光声成像的定量分析。
[0123]实施例5
[0124]本发明将20mL乙醇、45mL去离子水和3.0mL质量分数为28%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0125]将0.2516g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水中，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经去离子水透析三天后得到聚多巴胺纳米粒子。
[0126]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析，结果如图24所示，图24为本发明实施例5得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图24可以看出，本发明实施例5制备得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布。
[0127]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，其紫外吸收光谱图如图25所示，图25为本发明实施例5制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图。由图25可以看出，本发明实施例5得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收。[0128]实施例6
[0129]本发明将20mL乙醇、45mL去离子水和5.0mL质量分数为25%的氨水置于IOOmL反应瓶中，在30°C下搅拌30min，得到混合溶剂；
[0130]将0.2508g多巴胺盐酸盐溶于5mL去离子水中，然后将多巴胺盐酸盐的水溶液加入上述混合溶剂中，避光，在30°C下搅拌，进行氧化聚合反应24h，反应体系由无色逐渐变为浅棕色，最后变为黑色，所得产物经去离子水透析三天后得到聚多巴胺纳米粒子。
[0131]本发明对得到的聚多巴胺纳米粒子进行透射电镜分析，结果如图26所示，图26为本发明实施例6得到的聚多巴胺纳米粒子的透射电镜图。由图26可以看出，本发明实施例6制备得到的聚多巴胺纳米粒子呈球形均匀分布。
[0132]本发明得到的聚多巴胺纳米粒子进行紫外-可见光谱测试，其紫外吸收光谱图如图27所示，图27为本发明实施例6制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图。由图27可以看出，本发明实施例6得到的聚多巴胺纳米粒子在600nm~900nm范围内有吸收.[0133]实施例7
[0134]本发明收集对数期L929细胞，调整细胞浓度，接种入96孔板内，每孔中含有100 μ L (约104个)细胞，在37°C培养24h后除去培养液；
[0135]用培养基将实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子分别稀释为 200mg.L \ IOOmg.L \50mg.L \25mg.L \ 12.5mg.L \6.25mg.L:6 个浓度的
样品；
[0136]将各个样品加入96孔板，每孔加入200 μ L，每种浓度6个复孔；
[0137]在37°C、饱和湿度、5% C02细胞培养箱中培养24h ；
[0138]24h后，每孔加入20 μ L质量浓度为5mg/mL的噻唑蓝，继续培养4h ；
[0139]终止培养，吸去孔内培养液，每孔加入150 μ L 二甲基亚砜，低速振荡lOmin，用酶标仪检测各孔在492nm处的吸收值，换算得到各个浓度的细胞存活率。[0140]比较上述材料的细胞相容性，结果参见图28，图28为本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子对L929细胞的毒性考察结果图，其中，A、B、C、D依次为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的材料对L929细胞的细胞毒性考察结果。由图28可知，聚多胺纳米粒子对细胞具有良好的生物相容性，可作为一种安全的光声成像造影剂。
[0141]实施例8
[0142] 正常饲养的雄性Balb/C小鼠(体重18g~20g) 50只，随机分为5组，每组10只，分别为静脉注射生理盐水、实施例1制备的聚多巴胺纳米粒子、实施例2制备的聚多巴胺纳米粒子、实施例3制备的聚多巴胺纳米粒子和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子，以兔子体重为基准，注射量为5mg.kg—1，连续10天监测实验动物的体重。
[0143]实验结果证明:10天内无小鼠死亡；10天后，每组随机选取3只进行心、肝、脾、肺、肾的病理学切片分析，结果证明:与对照组(注射生理盐水)相比，未观察到注射实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的老鼠的器官有明显病理学损害。
[0144]图29为注射实施例1~4制备的聚多巴胺纳米粒子的老鼠的体重随时间的变化图。在图29中，A、B、C、D、E依次为注射生理盐水、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的老鼠的体重变化。由图29可知，所有实验组均无明显的体重变化，上述聚多巴胺纳米粒子对实验动物具有良好的生物相容性，可作为一种安全的光声成像造影剂。
[0145]比较例
[0146]本发明采用IOug.mL-1氧化石墨烯进行紫外吸收光谱测试，测试结果见图30，图30为比较例的氧化石墨烯和实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱对比图，其中，曲线A为IOug -mr1实施例4制备的聚多巴胺纳米粒子的紫外吸收光谱图，曲线B为比较例的氧化石墨烯的紫外吸收光谱图。
[0147]由图30可以看出，本发明制备的聚多巴胺纳米粒子具有更强的紫外吸收。
[0148]由以上实施例可知，本发明提供了聚多巴胺纳米粒子的应用。本发明人研究发现，聚多巴胺在近红外区域具有较强的吸收，将其作为光声成像造影剂，有着良好的成像效果。实验结果表明:聚多巴胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。
[0149]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】的普通技术人员来说，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.聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述聚多巴胺纳米粒子的粒径为20nm~230nmo
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述聚多巴胺纳米粒子的粒径为50nm~200nmo
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为: 所述聚多巴胺纳米粒子作为光声成像造影剂，用于头部皮下和肠道部位的光声成像。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述聚多巴胺纳米粒子的制备方法包括以下步骤: 将多巴胺盐酸盐在混合溶剂中进行氧化聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子； 所述混合溶剂包括水、醇类化合物和氨水。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述氨水的质量分数为25%~28%。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述多巴胺盐酸盐的质量和氨水的体积比为(30 ~300)mgIlmL0
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述水、醇类化合物和氨水的体积比为(15 ~25): (40 ~50): (I ~5)。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述氧化聚合反应的温度为15°C~35°C。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述氧化聚合反应的时间为12h~72h。
【文档编号】A61K49/00GK103908682SQ201410177537
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】汤朝晖, 李明强, 林坚, 宋万通, 陈学思 申请人:中国科学院长春应用化学研究所