一种磁性纳米粒子、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种磁性纳米粒子、制备方法及其应用。本申请还涉及一种复合磁性纳米粒子、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，医学影像技术得到了迅速的发展，对实现癌症的早诊断和早治疗起到了至关重要的作用，大大提高了癌症患者的治愈率，挽救了更多的生命。
[0003]目前，医学影像技术主要包括正电子断层成像(Positron Emiss1n Tomography,PET)、计算机断层成像(Computed Tomography, CT)和磁共振成像(Magnetic resonanceimaging,MRI)等等。其中，磁共振成像是利用生物体内不同组织质子密度的不同，显示出信号强度的差异实现成像的，由于其灵敏度高、选择性好、检查无创、多参数成像，特别是MRI不包含电尚福射(如CT中使用的X射线具有闻能福射，可能引起DNA损伤)，现已成为临床中使用最为广泛的医学影像技术之一。
[0004]磁共振信号的强弱取决于组织内水的含量和水分子中质子的弛豫时间，纵向弛豫时间(Longitudinal relaxat1n time, T1)和横向弛豫时间(Transverse relaxat1ntime, T2)。由于人体组织之间质子密度的差异仅为10%，临床MRI检查中，往往通过使用成像增强剂，此成像增强剂可改变质子周围的局部磁场，质子的弛豫时间T1和T2也会发生改变，从而改变组织的磁共振信号强度，提高正常组织与患病部位组织的成像对比度和清晰度。
[0005]具有多个不成对电子的金属氧化物，例如Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO等，由于其电子自旋磁矩大，弛豫效率高，可以用作良好的MRI造影材料。一般方法制备的氧化物在水溶液中的分散性差一直是其致命的缺点，通过生物相容性好的亲水性聚合物的在氧化物的表面进行改性或者直接进行包覆，可以大大改善氧化物在水中的分散性。
[0006]基于以上情况，发展一种水溶性好、生物相容性好、磁敏感性高的超小粒径磁性纳米粒子的制备方法，并将制备出的纳米粒子应用在MRI造影材料中，将有助于开发出一种成像分辨率高、信号丰富的IVT2加权信号的MRI造影剂，对降低医学检测和治疗成本，保障人民生命和健康具有重要的意义。
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本申请提供一种水溶性好、生物相容性好、磁敏感性高MRI造影信号良好的超小粒径磁性纳米粒子，其特征在于，所述磁性纳米粒子的组成为任选自IB族金属的氧化物、HB族金属的氧化物、IIIB族金属的氧化物、IVB族金属的氧化物、VB族金属的氧化物、VI族金属的氧化物、VII族金属的氧化物和VIII族金属氧化物中的一种或多种；所述磁性纳米粒子的粒径为0.5?15nm。
[0008]优选地，所述磁性纳米粒子的组成为任选自铁的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物、钆的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物和铬的氧化物中的一种或多种。
[0009]优选地，所述磁性纳米粒子含有Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO、Gd2O3, ZnO, MFe2O4 或TMn2O4 ;其中MFe2O4中的M为任选自Zn、Co、N1、Cr和Mn —种或多种JMn2O4中的T为任选自Zn、Fe、Co、Ni和Cr的一种或多种。
[0010]优选地,所述磁性纳米粒子的粒径范围为I?10nm。
[0011]优选地,所述磁性纳米粒子的粒径范围为3?5nm。
[0012]优选地,所述磁性纳米粒子的粒径范围为2?5nm
[0013]本申请还提供了上述磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于，包含以下步骤:(a)将含有有机酸和/或有机酸盐的溶液，与含有金属离子的溶液混合，制得前驱体；
[0014](b)将步骤(a)所得的前驱体置于有机醇中，在惰性气体保护下反应，制得所述磁性纳米粒子。
[0015]优选地，步骤(a)中所述有机酸中至少有一种有机酸为具有16?24个碳原子数，含有一个羧基的直链不饱和有机酸。
[0016]优选地，步骤(a)中所述有机酸为油酸和/或亚油酸。
[0017]优选地，步骤(a)中所述有机酸盐为有机酸的金属盐和/或铵盐，有机酸为具有16?24个碳原子数，含有一个羧基的直链不饱和有机酸。
[0018]优选地，步骤(a)中所述有机酸盐为油酸盐和/或亚油酸盐。
[0019]优选地，步骤(a)中所述有机酸盐任选自油酸的碱金属盐、油酸的碱土金属盐、油酸的铵盐、亚油酸的碱金属盐、亚油酸的碱土金属盐、亚油酸的铵盐中的一种或多种。
[0020]优选地，步骤(a)中所述有机酸盐为油酸钠和/或油酸钾。
[0021]优选地，步骤(a)中所述金属离子为任选自IB族金属离子、IIB族金属的离子、IIIB族金属的离子、IVB族金属的离子、VB族金属的离子、VI族金属的离子、VII族金属的离子和VIII族金属离子中的一种或多种。
[0022]优选地，步骤(a)中所述金属离子为任选自铁的离子、锌的离子、锰的离子、钆的离子、钴的离子、镍的离子和铬的离子中的一种或多种。
[0023]优选地，所述步骤(a)中，制备前驱体的温度为40?100°C。
[0024]优选地，所述步骤(b)中，在惰性气体保护下反应温度为250?400°C。
[0025]优选地，所述步骤(b)中，在惰性气体保护下反应时间为10?200分钟。
[0026]本申请还提供一种复合磁性纳米粒子,其特征在于,在磁性纳米粒子外面包裹有亲水聚合物；所述磁性纳米粒子的组成为任选自IB族金属的氧化物、IIB族金属的氧化物、IIIB族金属的氧化物、IVB族金属的氧化物、VB族金属的氧化物、VI族金属的氧化物、VII族金属的氧化物和VIII族金属氧化物中的一种或多种；所述磁性纳米粒子的粒径为0.5?15nm ;所述复合磁性纳米粒子的粒径不大于60nm。
[0027]优选地，所述磁性纳米粒子的组成为任选自铁的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物、钆的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物和铬的氧化物中的一种或多种。
[0028]优选地，所述磁性纳米粒子含有Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO、Gd2O3, ZnO, MFe2O4 或TMn2O4 ;其中MFe2O4中的M为任选自Zn、Co、N1、Cr和Mn —种或多种JMn2O4中的T为任选自Zn、Fe、Co、Ni和Cr的一种或多种。
[0029]优选地,所述磁性纳米粒子的粒径范围为I?1nm ;所述复合磁性纳米粒子的粒径为5?30nm。
[0030]优选地，所述磁性纳米粒子的粒径范围为2?5nm ;所述复合磁性纳米粒子的粒径为5?20nm。
[0031]优选地，所述亲水聚合物为任选自正硅酸乙酯、聚乙二醇、葡聚糖、聚丙烯酸、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(以下简称为KH560)、Y-氨丙基三乙氧基硅烷(以下简称为KH550)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(以下简称为F127)、聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚(以下简称为C0-520)、白蛋白中的一种或多种。
[0032]优选地，所述亲水聚合物任选自正硅酸乙酯、聚乙二醇、葡聚糖和聚丙烯酸中的一种或多种。
[0033]本申请还提供上述复合磁性纳米粒子的制备方法，包含以下步骤:
[0034](a)将含有有机酸和/或有机酸盐的溶液，与含有金属离子的溶液混合，制得前驱体；
[0035](b)将步骤(a)所得的前驱体置于有机醇中，在惰性气体保护下反应，制得磁性纳米粒子；
[0036](C)将步骤(b)所得磁性纳米粒子，置于亲水聚合物和/或含有亲水聚合物的溶液中，制得所述复合磁性纳米粒子。
[0037]优选地，步骤(a)中所述有机酸中至少有一种有机酸为具有16?24个碳原