一种造影材料、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种造影材料，具体涉及一种可用于超声、磁共振及荧光的多模态靶 向型造影材料。
【背景技术】
[0002] 癌症已成为世界范围内危害人类生命与健康的重大疾病之一，近三十年来癌症已 成为人类第一位死因，超过艾滋病、结核、疟疾致死病例的总和。目前针对癌症最好的治疗 手段即早发现、早治疗。按目前的医疗水平，80%~90%早期癌症病人是可以治愈的。据报 道，世界水平的癌症检测，可发现15_左右大小的早期肿瘤细胞，而在我国，通过仪器可以 发现的，大概是几厘米以上的中晚期肿瘤细胞，因此造影剂的造影信号增强功能作用显得 尤为重要。但目前上市的造影剂只针对单一检测模式，靶向能力差，很难或无法到达肿瘤病 灶部位发挥造影效果。
[0003] 为实现肿瘤早期的准确诊断，减少多次用药产生的毒副作用，多模态成像技术应 运而生，它通过将多种成像诊断模式相互融合以达到取长补短，优势互补的目的。随着多模 态成像技术的发展，为提高新型成像设备的临床和经济效益，迫切需要开发与多模态成像 系统相应的新型多模态造影剂，即只需使用一种造影剂则可实现两种或多种成像功能。它 能够提供更快捷、精确、高解析度、高分辨率的结构与功能成像。随着可视化治疗技术的发 展，兼具成像、靶向、甚至治疗功能的多模态造影剂已成为当前生物医学领域的研宄前沿与 热点。因此，为提高肿瘤诊断效率、降低毒副作用、提升造影材料的靶向能力，有必要发展一 种水溶性好、造影功能强的祀向型多模态造影材料。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本申请的一个目的在于提供一种超声、磁共振及荧光的多模态 靶向型造影材料，以提高肿瘤诊断效率、降低毒副作用、提升造影材料的靶向能力。所述造 影材料为至少包裹有亲水性磁性纳米粒子和气体A的牛血清白蛋白微球；所述牛血清白 蛋白微球表面含有牛血清白蛋白中的赖氨酸残基与至少含有2个醛基的化合物交联形成 的西佛碱；所述牛血清白蛋白微球表面含具有肿瘤靶向功能的靶向配基；所述亲水性磁性 纳米粒子为亲水性聚合物包覆的磁性纳米粒子，所述亲水性聚合物任选自葡聚糖及其衍生 物、壳聚糖及其衍生物、纤维素及其衍生物中的一种或几种，所述磁性纳米粒子任选自具有 磁性的金属氧化物纳米粒子中的一种或几种；所述气体A任选自空气、氮气、氦气、氩气、二 氧化碳中的一种或几种。
[0005] 优选地，所述造影材料的粒径为0. 5 μ m~3 μ m。进一步优选地，所述造影材料的 粒径范围上限任选自2. 5 μπι、2 μπκ?. 5 μπι或1. 3 μπι ;粒径范围下限任选0. 8 μπι或1 μπι。
[0006] 所述亲水性磁性纳米粒子为亲水性聚合物包覆的磁性纳米粒子，其中亲水性聚合 物与磁性纳米粒子的质量比不小于1 : 5;优选地，亲水性聚合物与磁性纳米粒子的质量比 为1 : 4~2 : 1;进一步优选地，亲水性聚合物与磁性纳米粒子的质量比为1 : 3~2 : 1; 进一步优选地，亲水性聚合物与磁性纳米粒子的质量比为I : 2~I : 1。
[0007] 优选地，所述牛血清白蛋白微球中的亲水性磁性纳米粒子的质量百分含量为 10~95%。进一步优选地，所述牛血清白蛋白微球中的亲水性磁性纳米粒子的质量百分含 量范围上限任选自 90%、85%、80%、75%、70%、65% ;下限任选自 15%、20%、25%、30%、 35%、40%、45%〇
[0008] 所述牛血清白蛋白微球表面所含有的牛血清白蛋白中的赖氨酸残基与至少含有2 个醛基的化合物形成的西佛碱，由含有2个醛基的化合物中的任一个醛基与赖氨酸残基的 氨基中的氮原子，通过-N = C-双键连接形成。优选地，所述牛血清白蛋白微球表面所含的 西佛碱与牛血清白蛋白中赖氨酸残基的摩尔比例不小于1 : 9;进一步优选地，所述牛血清 白蛋白微球表面所含的西佛碱与牛血清白蛋白中赖氨酸残基的摩尔比例为3 : 7~7 : 3; 进一步优选地，所述牛血清白蛋白微球表面所含的西佛碱与牛血清白蛋白中赖氨酸残基的 摩尔比例为2 : 3~3 : 2。
[0009] 优选地，所述牛血清白蛋白微球表面的靶向配基在所述牛血清白蛋白微球中的质 量占比为1~20%。进一步优选地，所述牛血清白蛋白微球表面的靶向配基在所述牛血清 白蛋白微球中的质量占比范围上限任选自20%、18%、15% ;下限任选自1%、3%或5%。 [0010] 优选地，所述亲水性聚合物任选自右旋糖酐、右旋糖酐衍生物中的一种或几种。
[0011] 本申请中，所述磁性纳米粒子任选自含有铁磁性的物质，优选地，任选自铁的氧化 物纳米粒子、钴的氧化物纳米粒子、镍的氧化物纳米粒子中的一种或几种。
[0012] 本申请中，所述磁性纳米粒子具有纳米尺度的粒径。根据本领域公职常识，纳米尺 度为Inm至100nm。本领域技术人员，可以根据实际检测的需要，在Inm至IOOnm范围内选 择合适尺度的磁性纳米粒子。优选地，所述亲水性磁性纳米粒子的粒径范围为5~25nm。
[0013] 优选地，所述磁性纳米粒子为Fe3O4和/或γ -Fe 203纳米粒子。
[0014] 优选地，所述至少含有2个醛基的化合物任选自碳原子为2~20含有2个醛基的 化合物。碳原子为2~20含有2个醛基的化合物，指碳原子数为2~20含有2个醛基的 有机物，所述有机物可以仅含有两个醛基官能团，也可以包含其他官能团，如脂基、羧基、卤 素取代基等等。所述有机物的结构式即可以为直链也可以含有支链。
[0015] 优选地，所述至少含有2个醛基的化合物所含碳原子数的上限任选自18、15、10 ; 所述至少含有2个醛基的化合物所含碳原子数的下限任选自3、5、8。
[0016] 优选地，所述至少含有2个醛基的化合物为戊二醛。
[0017] 本申请中，所述具有肿瘤靶向功能的靶向配基是指能够针对已经明确的致癌位点 (肿瘤细胞内部的一个蛋白分子，或者一个基因片段）结合发生作用的基团。
[0018] 优选地，所述具有肿瘤靶向功能的靶向配基为与牛血清白蛋白偶联的叶酸。
[0019] 本申请又一目的在于提供一种制备所述造影材料的方法，其特征在于，至少含有 如下步骤：
[0020] a)向分散有磁性纳米粒子的体系中，加入亲水性聚合物，搅拌均匀后，经磁分离、 洗涤后，得到亲水性磁性纳米粒子；
[0021] b)将步骤a)所得到的亲水性磁性纳米粒子，加入到含有牛血清白蛋白和至少含 有2个醛基的化合物的液相体系中，混合均匀后，在与液相体系表面接触的气体中含有气 体A的条件下，对气、液两相界面进行超声处理，得到包裹有亲水性磁性纳米粒子和气体A 且表面含有西佛碱的牛血清白蛋白微球；
[0022] c)将含有肿瘤靶向功能的靶向配基的化合物与步骤b)所得到的包裹有亲水性磁 性纳米粒子和气体A且表面含有西佛碱的牛血清白蛋白微球混合均匀，经过分离得到所述 造影材料。
[0023] 本申请中，步骤a)亲水性磁性纳米粒子的制备过程中，亲水聚合物的加入量应能 够充分包覆磁性纳米粒子，在此范围内，本领域技术人员可以根据具体的要求，选择合适的 亲水性聚合物与磁性纳米粒子的比例。优选地，步骤a)所述亲水性聚合物与磁性纳米粒子 的质量比不小于1 : 5。进一步优选的范围为，所述亲水性聚合物与磁性纳米粒子的质量比 为 1 : 2 ~1 : 1〇
[0024] 优选地，步骤a)所述亲水性聚合物为右旋糖酐和/或右旋糖酐的衍生物。
[0025] 优选地，步骤a)所述亲水性磁性纳米粒子为包覆右旋糖酐的磁性纳米粒子。
[0026] 优选地，步骤a)所述分散有磁性纳米粒子的体系的制备至少含有以下步骤：在充 满气体A的容器中，搅拌条件下，向含有金属离子的溶液滴加氨水至沉淀完全后，持续搅拌 一段时间，即得所述分散有磁性纳米粒子的体系；所述金属离子任选自二价钴离子、三价钴 离子、二价铁离子、三价铁离子或二价镍离子中的至少一种；所述持续搅拌一段时间，为在 30~80°C下持续搅拌0. 5~24小时。优选地，在30~60°C下持续搅拌0. 5~12小时； 进一步优选地，在40~60°C下持续搅拌0. 5~2小时。
[0027] 优选地，步骤b)所述含有牛血清白蛋白和至少含有2个醛基的化合物的液相体 系，为牛血清白蛋白和至少含有2个醛基的化合物溶解于pH为6. 5~7. 5磷酸缓冲盐溶液 后形成。
[0028]