本发明涉及纳米材料的技术领域，尤其涉及一种多模态成像纳米探针及其合成方法。
背景技术：
分子影像技术能够在不破坏活体的前提下对其进行细胞功能和分子反应过程可视化，这种非介入式的成像技术在癌症的早期诊断和基础研究领域中得到广泛的关注。目前，临床上存在多种非介入式分子成像方式，尽管每种成像方式都具备独立成像的能力，但由于成像机理的限制，各自都存在着不足，这就使得仅依靠单一成像模式来进行准确迅速的数据采集变得极为困难，故多种成像模式的协同结合是未来医学成像技术的发展方向。此中，成像探针是影像技术的关键，借助于成像探针的独特功能，各类成像效果皆会得到较大的提升，因此，对应多种成像模式的结合，不同模态成像探针也有结合的必要性。
荧光成像具有灵敏度高、分辨率高等优点，主要利用有机小分子荧光染料或荧光纳米材料作为成像探针。传统的有机荧光染料的稳定性较差，易被光漂白和环境酸碱值干扰。此外，有机染料一般具有生物毒性。与此相反，荧光纳米材料则光学稳定性较好，且通过表面修饰可以满足材料的高生物相容性，是多种模态成像造影剂荧光载体的理想选择。与此同时，磁共振成像(MRI)具有较高的空间分辨率和组织穿透能力。目前MRI造影剂主要包括两大类，一类是含钆(Gd)配合物及其衍生物，作为T1造影剂；另一类是超顺磁性氧化铁，作为T2造影剂。因此，通过将荧光纳米材料与含钆配合物以共价或非共价连接的方式结合，是荧光与MRI-T1造影这两种成像模态结合的有效方法。
荧光纳米材料主要以有机或无机纳米颗粒为主，无机类主要为：碳量子点、稀土量子点、硅纳米颗粒等。其中，碳量子点具有制备简单、生物相容性好等优点，但其荧光波长偏蓝区，极易受到生物背景荧光的干扰；稀土量子点则可通过调节制备条件获得从蓝区到红区不同波长的荧光发射，但稀土元素非生物体元素，其生物毒性与代谢等问题一直限制着这类材料的生物应用；同样，硅纳米颗粒所含元素非生物体元素，代谢与材料残留问题困扰着其生物应用。然而，有机类的纳米颗粒由于其主要组成元素为碳、氮、氧、氢等与生物体相一致的元素，因此生物相容性较高，潜在的生物毒性较小，使其在生物医用材料领域占有重要地位。
钆(Gd)可以通过改变周围环境中质子(水质子等)的弛豫时间来达到MRI-T1信号增强的效果，然而，游离的Gd3+具有一定的生物毒性，特别是对肾脏功能有很大影响，因此优秀的MRI成像探针需要满足在尽可能少Gd含量的情况下保证Gd的最有效利用。目前所报导的MRI造影剂与纳米材料的结合方法中，主要为掺杂法和表面修饰法。其中掺杂法制备过程简单，但由于反应过程中Gd的分布不能控制，不能保证Gd只存在与材料表面，因此合成的材料不仅具有较高的Gd含量，且不能使Gd利用率达到最高。表面修饰法虽然可以使Gd能充分与外界环境中的质子发生作用，最大程度地提高成像的效果，但是其修饰过程复杂，同时也容易受到制备工艺与纳米材料表面性质的影响，使得接枝率有待提高。
综上所述，上述的技术存在的问题在于：现有的核壳结构的无法达到效用最大化、制备简单化、生物毒性最小化的统一。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种多模态成像纳米探针及其合成方法，该方法通过一步法合成，其实现了效用最大化、制备简单化、生物毒性最小化的统一。
本发明的技术方案为：一种多模态成像纳米探针的合成方法，所述的方法具体为：将表面修饰有造影剂的聚乙烯亚胺和掺入造影剂的甲基丙烯酸甲酯单体在引发剂存在的条件下聚合反应得到具有疏水性内核和亲水性外壳的核-壳结构纳米探针，所述的聚乙烯亚胺修饰的造影剂和甲基丙烯酸甲酯单体中掺入的造影剂种类不同。
在上述的多模态成像纳米探针的合成方法中，所述的聚乙烯亚胺表面修饰的造影剂和甲基丙烯酸甲酯单体内掺入的造影剂独立的选自荧光染料、磁共振造影剂、CT造影剂、PET-CT造影剂。
需要说明的是，本发明中的造影剂可以选用本领域常用的造影剂如：TCPP、64Cu、Mn2+、碘苯六醇、三碘苯甲酸盐，但本发明并不限于上述选择。
更为优选，本发明的内核和壳层的造影剂应当选择为不同种类的造影剂，如核层选择为荧光染料，则壳层的造影剂应当选择为磁共振造影剂、CT造影剂、PET-CT造影剂之一。
在上述的多模态成像纳米探针的合成方法中，所述的反应温度为60-90℃，反应时间为1-4h。
本发明并不一定限定为反应温度为80℃，一般来说，反应温度以自由基引发剂的引发温度为准，比如对于低温引发剂如氧化还原引发体系其引发温度甚至低于50℃，对于高温引发剂如叔丁基过氧化氢等引发剂其引发温度就相对高一点，所以对于本发明来说，反应温度只要不过分高，如高于100℃，则不会对壳层表面修饰的造影剂的结构产生实质性的影响。
至于反应时间，作为本领域的常见的聚合反应，反应时间可长可短，时间长则单体反应更彻底，时间短则单体残留多。对于自由基聚合来说，聚合时间的长短不会对分子量产生严重影响，一般来说，可选的反应时间甚至可以短至1h，长的话也可以选择为6h，也就是说在1-6h优选1-4h都可以实现本发明，但是时间的过分短或过分长则在杂质含量或者生产效率方面无法达到预期效果。
在上述的多模态成像纳米探针的合成方法中，所述的基丙烯酸甲酯单体内掺入的造影剂为能溶解于甲基丙烯酸甲酯的造影剂。
在上述的多模态成像纳米探针的合成方法中，所述的聚乙烯亚胺表面通过共价键连接造影剂。
在上述的多模态成像纳米探针的合成方法中，所述的聚合后的反应产物还需要经过透析操作。
同时，本发明还公开了一种多模态成像纳米探针，所述的纳米探针由疏水性内核和亲水性外壳组成，所述的疏水性内核包裹有造影剂，所述的亲水性外壳表面修饰有造影剂；所述的疏水性内核为聚甲基丙烯酸甲酯，所述的亲水性外壳为聚乙烯亚胺，所述的聚乙烯亚胺修饰的造影剂和甲基丙烯酸甲酯单体中掺入的造影剂种类不同。
在上述的多模态成像纳米探针中，所述的疏水性内核包裹的造影剂、所述的亲水性外壳表面修饰的造影剂独立的选自荧光染料、磁共振造影剂、CT造影剂、PET-CT造影剂。
在本发明中，聚乙烯亚胺的分子量为10000仅为优选的方案，在实际应用中，聚乙烯亚胺的分子量根据重复单元个数的不同而不同，对应的，当聚乙烯亚胺的分子量变化时，对于一定的摩尔量的聚乙烯亚胺的重量也会发生相应的变化，因此对于聚乙烯亚胺的分子量的变化导致的cDTPAA和MMA与聚乙烯亚胺的比例的变化对于本领域技术人员来说是可以预期的。
本发明的有益效果如下：
本发明聚乙烯亚胺分子量比较小，分子量范围8000-12000，分子毒性小。
更为重要的是，本发明采用的疏水性的内核单体-甲基丙烯酸甲酯，其反应温和，在引发反应的过程中不会导致共价连接的PEI的造影剂的共价键断裂。其有利于尽量以最少的造影剂以最大可能性的连接在亲水性的聚乙烯亚胺壳的表面。
为了进一步提高本发明的壳层表面的造影剂的功效，本发明的方法合成得到的颗粒为纳米颗粒，纳米颗粒表面的造影剂能够和水中质子接触，弛豫率显著增大。
纳米颗粒表面能大于小分子，其聚乙烯表面通过共价键连接的造影剂和质子之间的作用力显著增大，弛豫率显著增大。
通过上述的改进，使本发明的探针的弛豫率远远优于现有的纳米探针的弛豫率。
本发明的一步法合成，方法非常简单，克服了传统技术中普遍存在的合成难度大的技术难点。
附图说明
图1为本发明实施例1的透射电子显微镜照片；
图2为本发明实施例1的溶液在365nm紫外灯下的照片；
图3为本发明实施例1的荧光激发和发射光谱图；
图4为本发明实施例1的不同浓度溶液T1信号强度图；
图5为本发明实施例1的不同浓度溶液与T1-1值的相关曲线图；
图6为本发明实施例1的不同浓度溶液的细胞毒性测试；
图7为本发明实施例1的不同浓度溶液的溶血性测试；
图8为本发明实施例1的合成原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
荧光(FL)/磁共振(MR)双模态成像纳米探针(Gd-FPNPs)的制备：
A.cDTPAA的制备：称取8g的DTPA于50mL圆底烧瓶中，加入8mL的乙酸酐和12mL吡啶，65℃微沸回流24h，冷却至室温，有白色沉淀产生，用布氏漏斗过滤，滤饼先后用乙酸酐及无水乙醚洗涤三次，得到白色的固体,将样品放在真空干燥箱中，50℃～60℃下真空干燥，将干燥过的DTPA环酸酐放入干燥器中备用；
B.PEI-DTPA-Gd的制备：分别称取0.3g的cDTPAA，0.04g EDC和0.04g NHS，用6mL纯水溶解以上试剂，在室温下搅拌10min，随后往混合溶液中加入0.1g/mL的PEI溶液4.5mL继续搅拌反应1h，紧接着加入0.5g/mL的GdCl3溶液0.5mL继续搅拌反应2h后制得PEI-DTPA-Gd溶液，置于4℃冰箱保存，待用；
C.将上述的PEI-DTPA-Gd溶液加纯水配成总体积为25mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与7mg罗丹明B的混合物，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
D.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
DTPA：二乙基三胺五乙酸；EDC 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、NHS N-羟基丁二酰亚胺；MMA：甲基丙烯酸甲酯单体；
在加热反应过程中PEI-DTPA-Gd中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-DTPA-Gd双亲性聚合物，在水相环境中修饰了DTPA-Gd的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了Gd-DTPA的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，从而增加了材料表面的Gd含量，同时也降低了Gd在颗粒中间的分布。又由于磁共振纵向(T1)造影的增强来自于Gd与外环境中水质子的相互作用，从而提高水质子的纵向弛豫率(r1)，因此聚合物纳米颗粒外表面的Gd才真正起到提高T1造影效果的作用。
透射电子显微镜结果
透射电子显微镜图像(图1)中可以看出实施例1所制备的Gd-FPNPs粒径约为120nm，且颗粒大小均匀，分散良好。
荧光性能结果
365nm紫外灯照射下的Gd-FPNPs溶液的照片(图2)，可以看出实施例1所制备的Gd-FPNPs具有橙红色荧光。并在荧光激发和发射光谱图(图3)中可以观察到，其最大发射峰在555nm，能较好的抗生物背景荧光干扰能力和组织穿透能力，使本发明具有应用于临床上荧光定位病灶部位引导手术和免疫荧光病理分析的潜力和前景。
弛豫率结果
不同浓度梯度Gd-FPNPs溶液的T1图(图4)显示实施例1所制备的Gd-FPNPs具有信号强度随浓度升高而增强的性质。通过不同浓度Gd-FPNPs与T1-1的相关曲线图(图5)可以得到其T1弛豫率为24.5mM-1s-1。
下表1列出了实施例1所制备的Gd-FPNPs与三种商业对比剂的弛豫率。
表1四种对比剂的弛豫率(单位：mM-1s-1)
由上表的对比结果显示这种新型聚合物纳米颗粒的含钆对比剂弛豫率是三种商品化对比剂弛豫率的6倍，可以推断在达到相同造影信号的条件下该新型对比剂用量会降低至六分之一，对比剂用量减少可以降低对比剂肾病的发生率，因此此新型对比剂研制具有实际应用价值。
生物相容性结果
不同浓度Gd-FPNPs的细胞毒性测试(图6)中可以看出在浓度高达约0.5mg/mL下细胞的存活率依旧在90％以上，因此可以断定其细胞毒性较低。与此同时，不同浓度Gd-FPNPs的溶血性测试(图7)中也可以看出，在浓度高达0.4g/L的条件下，溶液中的血红细胞依旧没有明显的破坏，证明其溶血性较低，具有良好的血液相容性。
通过聚合反应的预聚合过程中所形成的双亲聚合物的自组装作用，将具有造影效果的Gd螯合物固定在荧光纳米颗粒表面，使Gd的造影效果具有更好的发挥，并同时减少Gd在纳米颗粒中的整体含量，降低材料的生物毒性。
具体来说，在EDC/HNS的催化下，cDTPAA的羧基会与PEI中的氨基发生脱水缩合反应，因而被修饰在PEI上；再加Gd3+与修饰在PEI上的DTPA螯合，其目的是提前将Gd通过配位键固定在DTPA中，避免在制备过程中Gd3+的损失；同时由于游离Gd3+具有极强的生物毒性，因此有效的螯合可以降低Gd3+的毒性；又由于聚乙烯亚胺具有较高水溶性，MMA与水不互溶，且本反应体系为水相，因此在聚合反应过程中MMA趋于形成纳米颗粒核而PEI-DTPA-Gd趋于形成纳米颗粒外层，使得反应结束后修饰了Gd-DTPA的PEI会保留在荧光聚合物纳米颗粒表面。
聚乙烯亚胺具有丰富的氨基，在反应过程中其作用为：1、其中的氨基和cDTPAA中的羧基反应使得DTPA固定在PEI上用于后续螯合Gd3+；2、在聚合反应过程中提供自由基，与MMA形成双亲性的预聚物；3、表面聚乙烯亚胺中氨基的存在有助于提高聚合物纳米颗粒的水溶性；4、表面氨基的存在也为后续聚合物纳米颗粒的表面功能修饰提供所需的化学位点。
本发明还通过罗丹明B(RB)荧光染料在反应过程中在PMMA颗粒中的包埋来赋予材料红区荧光发射和稳定的荧光性质。
具体来说，由于RB在MMA中的溶解度相较于水中的好，因此在聚合反应过程中保留在PMMA核心，从而实现了聚合物纳米颗粒的荧光功能。RB本身的红区荧光发射使得材料能有效避免生物背景荧光，且具有较高的荧光量子产率，不仅如此，在PMMA的保护下，其荧光性能稳定，对酸碱和光漂白具有很好的抵抗能力，同时不易产生泄漏。
本发明的合成原理如图8，图8中的成像探针1即为本实施例的Gd3+，图8中的成像探针2即为本实施例的罗丹明B。
本发明通过上述的改进，提高了纳米颗粒表面的Gd含量，降低了颗粒中间的Gd分布，由于磁共振纵向(T1)造影的增强来自于Gd与外环境中水质子的相互作用，从而提高水质子的纵向弛豫率(r1)，因此Gd-FPNPs外表面的Gd才真正起到提高T1造影效果的作用。于此同时，Gd并非人体所需元素且游离Gd3+具有极强的生物毒性；RB的包埋也使纳米颗粒具备红区荧光发射，且聚合物PMMA的包埋使得RB荧光稳定性提高。综上所述，降低纳米颗粒中钆的总含量，尽可能让Gd固定在颗粒外表面，可有效增加其MRI造影效率并降低其生物毒性，同时有效避免了生物背景荧光的干扰，且具有稳定的荧光性质。
实施例2
荧光(FL)/正电子发射计算机断层扫描(PETCT)双模态成像纳米探针(64Cu-FPNPs)的制备：
A.TCPP-PEI的制备：分别称取3mg TCPP(四(4-羧基苯基)卟啉)，0.05g EDC和0.05g NHS，用纯水溶解上述试剂，在室温下避光搅拌30min，随后滴加0.1g/mL的PEI溶液5mL继续避光搅拌3h，制得TCPP-PEI溶液，至于4℃冰箱保存，待用；
B.将上述的TCPP-PEI溶液加纯水配成总体积为25mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与7mg TCPP混合液，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
C.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
D.取5mL上述溶液，在室温搅拌下滴加含64Cu溶液2mL，共孵育3h后离心洗涤3次，制备出具有荧光-PETCT双模态成像的纳米粒子。
TCPP表面含有羧基，可以在EDC/NHS活化下与PEI表面的氨基发生反应，制备成TCPP-PEI。在加热反应过程中TCPP-PEI中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-TCPP双亲性聚合物，在水相环境中修饰TCPP的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了TCPP的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，PMMA进一步聚合的时候又会包载溶液中的TCPP。由于表面的TCPP含有卟啉环，可以与64Cu进行螯合，使其吸附在纳米粒子表面。利用纳米颗粒PMMA核内部包载的TCPP以及表面负载的64Cu，可以实现荧光-PETCT双模态成像。
实施例3
电子计算机断层扫描(CT)/正电子发射计算机断层扫描(PETCT)双模态成像纳米探针(64Cu@I NPs)的制备：
A.TCPP-PEI的制备：分别称取3mg TCPP(四(4-羧基苯基)卟啉)，0.05g EDC和0.05g NHS，用纯水溶解上述试剂，在室温下避光搅拌30min，随后滴加0.1g/mL的PEI溶液5mL继续避光搅拌3h，制得TCPP-PEI溶液，至于4℃冰箱保存，待用；
B.将上述的TCPP-PEI溶液加纯水配成总体积为25mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，分别加入3mL碘溶液，与1.5g液态的MMA，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm；
C.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
D.取适量上述溶液，在室温搅拌下滴加64Cu溶液，共孵育3h后离心洗涤3次，制备出具有CT-PETCT双模态成像的纳米粒子。
TCPP表面含有羧基，可以在EDC/NHS活化下与PEI表面的氨基发生反应，制备成TCPP-PEI。在加热反应过程中TCPP-PEI中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-TCPP双亲性聚合物，在水相环境中修饰TCPP的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了TCPP的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，PMMA进一步聚合的时候又会包载溶液中的I。由于表面的TCPP含有卟啉环，可以与64Cu进行螯合，使其吸附在纳米粒子表面。利用纳米颗粒PMMA核内部包载的TCPP以及表面负载的64Cu，可以实现CT-PETCT双模态成像。
实施例4
荧光(FL)/磁共振(MR)双模态成像纳米探针(Gd-FPNPs)的制备(Mn-FPNPs)的制备：
A.TCPP-PEI的制备：分别称取3mg TCPP(四(4-羧基苯基)卟啉)，0.05g EDC和0.05g NHS，用纯水溶解上述试剂，在室温下避光搅拌30min，随后滴加0.1g/mL的PEI溶液5mL继续避光搅拌3h，制得TCPP-PEI溶液，至于4℃冰箱保存，待用；
B.将上述的TCPP-PEI溶液加纯水配成总体积为25mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与7mg TCPP混合液，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
C.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
D.取适量上述溶液，在室温搅拌下滴加MnCl2溶液，共孵育3h后离心洗涤3次，制备出具有荧光-核磁双模态成像的纳米粒子。
TCPP表面含有羧基，可以在EDC/NHS活化下与PEI表面的氨基发生反应，制备成TCPP-PEI。在加热反应过程中TCPP-PEI中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-TCPP双亲性聚合物，在水相环境中修饰TCPP的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了TCPP的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，PMMA进一步聚合的时候又会包载溶液中的TCPP。由于表面的TCPP含有卟啉环，可以与Mn2+进行螯合，使其吸附在纳米粒子表面。利用纳米颗粒PMMA核内部包载的TCPP以及表面负载的Mn2+可以实现荧光-磁共振双模态成像。
实施例5
荧光(FL)/电子计算机断层扫描(CT)双模态成像纳米探针(I-FPNPs)的制备：
A.I-PEI的制备：分别称取5mL三碘苯甲酸盐溶液、0.05g EDC和0.05g NHS，混合均匀并在室温下搅拌30min，随后滴加0.1g/mL的PEI溶液5mL继续搅拌3h，制得I-PEI溶液，置于4℃冰箱保存，待用；
B.将上述的I-PEI溶液加纯水配成总体积为25mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃
后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与7mg TCPP混合液，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
C.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
三碘苯甲酸盐表面含有羧基，可以在EDC/NHS活化下与PEI表面的氨基发生反应，制备成I-PEI。在加热反应过程中I-PEI中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-I双亲性聚合物，在水相环境中修饰I的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了I的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，PMMA进一步聚合的时候又会包载溶液中的TCPP。利用纳米颗粒PMMA核内部包载的TCPP以及表面负载的I，可以实现FL-CT双模态成像。
实施例6
磁共振(MR)/电子计算机断层扫描(CT)双模态成像纳米探针(Gd@I PNPs)的制备：
A.cDTPAA的制备：称取8g的DTPA于50mL圆底烧瓶中，加入8mL的乙酸酐和12mL吡啶，65℃微沸回流24h，冷却至室温，有白色沉淀产生，用布氏漏斗过滤，滤饼先后用乙酸酐及无水乙醚洗涤三次，得到白色的固体,将样品放在真空干燥箱中，50℃～60℃下真空干燥，将干燥过的DTPA环酸酐放入干燥器中备用；
B.PEI-DTPA-Gd的制备：分别称取0.3g的cDTPAA，0.04g EDC和0.04g NHS，用6mL纯水溶解以上试剂，在室温下搅拌10min，随后往混合溶液中加入0.1g/mL的PEI溶液4.5mL继续搅拌反应1h，紧接着加入0.5g/mL的GdCl3溶液0.5mL继续搅拌反应2h后制得PEI-DTPA-Gd溶液，置于4℃冰箱保存，待用；
C.将上述的PEI-DTPA-Gd溶液加纯水配成总体积为20mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与5mL碘苯六醇，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
D.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
在加热反应过程中PEI-DTPA-Gd中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-DTPA-Gd双亲性聚合物，在水相环境中修饰了DTPA-Gd的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了Gd-DTPA的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，从而增加了材料表面的Gd含量，同时也降低了Gd在颗粒中间的分布。又由于磁共振纵向(T1)造影的增强来自于Gd与外环境中水质子的相互作用，从而提高水质子的纵向弛豫率(r1)，因此聚合物纳米颗粒外表面的Gd才真正起到提高T1造影效果的作用，同时聚合物核内部包载的碘苯六醇可以作为CT成像的造影剂。
实施例7
荧光(FL)/磁共振(MR)/电子计算机断层扫描(CT)三模态成像纳米探针(Gd@I FPNPs)的制备：
A.cDTPAA的制备：称取8g的DTPA于50mL圆底烧瓶中，加入8mL的乙酸酐和12mL吡啶，65℃微沸回流24h，冷却至室温，有白色沉淀产生，用布氏漏斗过滤，滤饼先后用乙酸酐及无水乙醚洗涤三次，得到白色的固体,将样品放在真空干燥箱中，50℃～60℃下真空干燥，将干燥过的DTPA环酸酐放入干燥器中备用；
B.PEI-DTPA-Gd的制备：分别称取0.3g的cDTPAA，0.04g EDC和0.04g NHS，用6mL纯水溶解以上试剂，在室温下搅拌10min，随后往混合溶液中加入0.1g/mL的PEI溶液4.5mL继续搅拌反应1h，紧接着加入0.5g/mL的GdCl3溶液0.5mL继续搅拌反应2h后制得PEI-DTPA-Gd溶液，置于4℃冰箱保存，待用；
C.将上述的PEI-DTPA-Gd溶液加纯水配成总体积为20mL，并加入2M的HCl溶液将溶液的pH值调节至pH＝7，通入氮气约30min，同时将溶液加热至80℃。待溶液温度到达80℃后，一边搅拌一边缓慢滴加1.5g液态的MMA与7mg TCPP以及5mL碘苯六醇，随后加入10mM的TBHP水溶液250μL，使上述混合液在80℃且通氮气的条件下搅拌反应2h，转速为900rpm。
D.反应完成后，把制得的样品13000rpm转速离心30min，去除上层液体，加入水重新溶解沉淀物，重复离心用纯水清洗3次。把清洗完成后的沉淀用纯水重新溶解，通过0.45μm孔径的滤膜过滤，紧接着用分子截留量为3500的透析袋在纯水中透析三天以除去反应过程中残留的小分子及低聚物，透析期间每隔4h换水一次，透析完成的样品保存于4℃冰箱，待用。
E.在加热反应过程中PEI-DTPA-Gd中的氨基会提供自由基与MMA发生自由基聚合反应，在此过程中形成PMMA-PEI-DTPA-Gd双亲性聚合物，在水相环境中修饰了DTPA-Gd的PEI端由于亲水性较高，PMMA端疏水性较高，因此在进一步聚合形成PMMA纳米颗粒的过程中，修饰了Gd-DTPA的聚乙烯亚胺会保留在聚合物纳米颗粒表面，从而增加了材料表面的Gd含量，同时也降低了Gd在颗粒中间的分布。又由于磁共振纵向(T1)造影的增强来自于Gd与外环境中水质子的相互作用，从而提高水质子的纵向弛豫率(r1)，因此聚合物纳米颗粒外表面的Gd才真正起到提高T1造影效果的作用，同时聚合物核内部包载的碘苯六醇可以作为CT成像的造影剂，内部的TCPP可以作为荧光成像的探针。以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。