铁氰化锰钾结晶的合成的制作方法

本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成一种分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O结晶、分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的结晶及其混合结晶的合成方法，这种方法合成的结晶、混合结晶可用于制备T1核磁共振造影剂和T2核磁共振造影剂。

背景技术：

本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成一种分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的结晶混合物的合成方法，这种方法合成的结晶混合物可用于制备T1核磁共振造影剂和T2核磁共振造影剂。按通常方法，高铁氰酸盐与二价锰盐混合后，仅能得到分子式为Mn₃[Fe(CN)₆]₂·13H₂O的结晶，难于得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶；用本发明的方法，可以确切得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶；也可得到分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的结晶；亦可得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的混合结晶，且比例可以调整，以制备不同比例的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的混合结晶为前体制备其纳米的T1核磁共振造影剂及纳米的T2核磁共振造影剂。

技术实现要素：

本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的结晶混合物的合成方法，这种方法合成的结晶混合物可用于制备T1核磁共振造影剂和T2核磁共振造影剂。按通常方法，高铁氰酸盐与二价锰盐混合后，仅能得到分子式为Mn₃[Fe(CN)₆]₂·13H₂O的结晶，难于得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶；用本发明的方法，可以确切得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]2H₂O铁氰化锰钾结晶；也可得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的混合结晶，且比例可以调整，以制备不同比例的分子式为KMn[Fe(CN)₆]2H₂O和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O的混合结晶为前体制备其纳米的T1核磁共振造影剂及纳米的T2核磁共振造影剂。

1.本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶的合成方法，主要包括以下步骤：

以可溶于乳酸水溶液的亚铁氰酸盐与可溶于乳酸水溶液的二价锰盐通过混合反应，得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶。

其中乳酸水溶液的浓度为0％-30％(重量)，可溶性二价锰盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量与可溶性亚铁氰酸盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量比值为 ≥2∶1。

分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶，其粉末X射线衍射图为图1，其结晶大小见图4。

2.本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶的合成方法，主要包括以下步骤：

以可溶于乳酸水溶液的亚铁氰酸盐与可溶于乳酸水溶液的二价锰盐通过混合反应，得到分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶。

其中乳酸水溶液的浓度为0％-30％(重量)，可溶性二价锰盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量与可溶性亚铁氰酸盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量比值为1∶≥2，其粉末X射线衍射图为图2。

3.本发明涉及一种以亚铁氰化钾为原料合成分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶的合成方法，主要包括以下步骤：

以可溶于乳酸水溶液的亚铁氰酸盐与可溶于乳酸水溶液的二价锰盐通过混合反应，得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶。

其中乳酸水溶液的浓度为0％-30％(重量)，可溶性二价锰盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量与可溶性亚铁氰酸盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量比值为1∶＜4，其粉末X射线衍射图为图3。

可以根据可溶性二价锰盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量与可溶性亚铁氰酸盐在0％-30％(重量)的乳酸水溶液中的摩尔量比值的调整得到不同比例的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰的混合结晶。

4.分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子的制备主要包括以下步骤：

将分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、烟酸、依地酸二钠、半胱氨酸的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、烟酸、依地酸二钠的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、烟酸、半胱氨酸的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、依地酸二钠、半胱氨酸的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、烟酸的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、依地酸二钠的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮、半胱氨酸的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、烟酸、依 地酸二钠、半胱氨酸的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、烟酸、依地酸二钠、的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、烟酸、半胱氨酸的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、依地酸二钠、半胱氨酸的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、烟酸的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、依地酸二钠的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；或溶蚀在配方为甘露醇、葡甲胺、半胱氨酸的水溶液中，搅拌至溶液透明后，再加入聚乙烯吡咯烷酮后继续搅拌至溶液透明；上述过程中，聚乙烯吡咯烷酮可用壳聚糖替代，或可用右旋糖酐替代，或可用羧基右旋糖酐替代，或可用葡聚糖替代，或可用羧甲基葡聚糖替代，或可用聚乙二醇替代，各成分用量为甘露醇为2-20％(重量)，葡甲胺为2％-20％(重量)，烟酸为0.01-5.0％(重量)，依地酸二钠为0.01-5.0％(重量)，半胱氨酸为0.01％-5.0％(重量)，聚乙烯吡咯烷酮为2％-20％(重量)，壳聚糖为1.0％-15％(重量)，右旋糖酐为1.0％-15％(重量)，羧基右旋糖酐为1.0％-15％(重量)，葡聚糖为1.0％-15％(重量)，羧甲基葡聚糖为1.0％-15％(重量)，聚乙二醇为1.0％-20％(重量)，上述过程中，各成分全部溶解或溶蚀后继续搅拌0.5-36小时，形成稳定透明的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子及其纳米粒子溶液。其中：

纳米粒子大小在20nm-30nm之间，其透射电电镜纳米粒子图像见图5；其透射电镜纳米粒子能谱含钾锰铁的比例约为为1∶1∶1，见图6；

纳米粒子溶液锰含量在0.1-400mM之间；

纳米粒子在PH在3.5-12.6之间稳定；

游离二价锰离子浓度小于5ppm。

分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶、分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶纳米粒子的制备方法与分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子的制备相同。

5.分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂的制备主要包括以下步骤：

分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液配制成含锰2-50mM的浓度，经过0.22μm微孔滤膜无菌过滤，无菌分装到西林瓶中，即制得液态锰的六氰金属络合物 纳米核磁共振造影剂，可供静脉注射使用；

将所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液配制成含锰2-50mM的浓度，经过0.22μm微孔滤膜无菌过滤，所得滤液按无菌喷雾冷冻真空干燥或真空冷冻干燥方法处理，得到干粉，无菌分装到西林瓶中，即制得分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米冻干粉核磁共振造影剂，其粉末X射线衍射图见图7，证明纳米粒子的分子结构为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O；使用前用注射用水或注射用生理盐水稀释，配成含锰2-50mM的浓度，可供静脉注射使用。

分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶、分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶纳米粒子的制备方法与分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂的制备相同。

6.分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验结果表明：

T1造影图像显著增强，信号增强值比平扫信号值相对增强220％以上，见图8、图9；造影实验后的大白鼠饲养2周，期间其外观和行为未见异常。

T2造影图像显著减弱，信号增强值比空白信号值相对降低65％以上，见图10、图11；造影实验后的大白鼠饲养2周，期间其外观和行为未见异常。

分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶、分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶纳米粒子的制备方法与分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验结果类似。

附图说明

图1是本发明实施例1所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶的粉末X射线衍射图。

图2是本发明实施例2所制备的分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶的粉末X射线衍射图。

图3是本发明实施例3所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶混合物的粉末X射线衍射图。

图4是本发明实施例1所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶，在1000倍光学显微镜下的结晶图像。

图5是本发明实施例4所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶粒子溶液 透射电镜图，纳米粒子粒径在20-30nm之间。

图6是本发明实施例4所制备的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶粒子溶液透射电子显微镜元素分析能谱图，测得钾∶锰∶铁的比例约为1∶1∶1。

图7是本发明实施例6中分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶粒子溶液通过冷冻真空干燥后制备的冻干粉粉末X射线衍射图。

图8是本发明实施例7分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验中，按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内之前，做核磁共振造影，得注射前的大白鼠肝脏的核磁共振造影T1图像和信号值。

图9是本发明实施例7中分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验中，按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内，做核磁共振造影，得注射后20分钟时大白鼠肝脏的核磁共振造影T1图像和信号值。

图10是本发明实施例8分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验中，按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内之前，做核磁共振造影，得注射前的大白鼠肝脏的核磁共振造影T2图像和信号值。

图11是本发明实施例8中分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子核磁共振造影剂用于大白鼠肝脏核磁共振造影实验中，按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内，做核磁共振造影，得注射后20分钟时大白鼠肝脏的核磁共振造影T2图像和信号值。

具体实施方式

实施例1：

分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶的制备

称取12.6732克K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O放入250毫升烧杯中，加入10％乳酸水溶液100ml完全溶解，简称样A；称取11.8752克MnCl₂·4H₂O放入250毫升烧瓶中，加入10％乳酸水溶液100ml完全溶解，简称样B；将A样倒入B样的烧杯中，用封口胶封住烧杯口，在避光下室温静置12小时后得到分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶，经用高纯水反复抽洗结晶，所得结晶抽干后，经真空冷冻干燥，得到干燥的结晶，其粉末X射线衍射图见图1。

实施例2：

分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶的制备

称取12.6732克K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O放入250毫升烧杯中，加入10％乳酸水溶液100ml完全溶解，简称样A；称取2.9688克MnCl₂·4H₂O放入250毫升烧瓶中，加入10％乳酸水溶液 100ml完全溶解，简称样B；将A样倒入B样的烧杯中，用封口胶封住烧杯口，在避光下室温静置12小时后得到分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰结晶，经用高纯水反复抽洗结晶，所得结晶抽干后，经真空冷冻干燥，得到干燥的结晶，其粉末X射线衍射图见图2。

实施例3：

分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶的制备

称取6.3366克K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O放入250毫升烧杯中，加入10％乳酸水溶液100ml完全溶解，简称样A；称取2.9688克MnCl₂·4H₂O放入250毫升烧瓶中，加入10％乳酸水溶液100ml完全溶解，简称样B；将A样倒入B样的烧杯中，用封口胶封住烧杯口，在避光下室温静置12小时后得到子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾和分子式为Mn₂[Fe(CN)₆]·0.5H₂O亚铁氰化锰混合结晶，经用高纯水反复抽洗结晶，所得结晶抽干后，经真空冷冻干燥，得到干燥的结晶，其粉末X射线衍射图见图3。

实施例4：

分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子的制备

称取8.00g甘露醇、葡甲胺4.00g、烟酸0.0311g、依地酸二钠0.0411g、半胱氨酸0.0511g于100ml烧杯中，加水至70ml，磁力搅拌，至完全溶解，简称样A。

再称取聚乙烯吡咯烷酮8.5g加入样A中，不断搅拌，至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，溶液呈微黄透明，然后再冷却至室温，简称样B。

称取分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶0.2736g加入到样B中，不断搅拌，至该结晶完全溶蚀，继续搅拌12小时，得分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液，简称样C。测得样C的PH值为8.5；透射电子显微镜观察到样C纳米粒子在溶液中均衡分布，粒径在20-30nm，见图5；透射电子显微镜元素分析能谱测得样C钾∶锰∶铁的比例为1∶1∶1，见图6；用反渗透装置分离样C中游离锰离子，用原子吸收法测量分离出来的游离锰离子浓度，推算样C中游离锰离子浓度为3.3ppm。

实施例5：

将实施例2中所制备的KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液样C配制成含锰10mM的浓度，经过0.22μm微孔滤膜无菌过滤，无菌分装到西林瓶中，即制得液态的分子式KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液核磁共振造影剂，简称样D，可供静脉注射使用。

实施例6：

将实施例2中所制备的KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子溶液样C配制成 含锰10mM的浓度，经过0.22μm微孔滤膜无菌过滤，无菌冷冻真空干燥，无菌分装到西林瓶中，即制得固体的分子式为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O铁氰化锰钾结晶纳米粒子冻干粉核磁共振造影剂，简称样E，可供静脉注射使用；取冻干粉做粉末X射线衍射测试，证明冻干粉中纳米粒子分子结构为KMn[Fe(CN)₆]·2H₂O，见图7。

实施例7：

将实施例3中所得到的样D按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内，做核磁共振造影实验，注射样D前测得大白鼠肝脏的核磁共振造影T1图像和信号值，见图8；注射样D后20分钟时大白鼠肝脏的核磁共振造影T1图像和信号值，见图9。

注射样D后的大白鼠肝脏核磁共振造影T1图像显著增强，信号值比注射样D前相对增强220％以上；注射样D后的大白鼠饲养2周，期间大白鼠外观及行为未发现异常。

实施例8：

将实施例6中所得到的样E加注射用水配制成10mM溶液，按1ml/300g的剂量通过尾静脉注射到大白鼠体内，做核磁共振造影实验，注射样E前测得大白鼠肝脏的核磁共振造影T2图像和信号值，见图10；注射样E后20分钟时大白鼠肝脏的核磁共振造影T2图像和信号值，见图11。

注射样E后的大白鼠肝脏核磁共振造影T2图像显著变暗，信号值比注射样E前相对降低65％以上；注射样E后的大白鼠饲养2周，期间大白鼠外观及行为未发现异常。