水溶性MnS纳米颗粒的制备方法及该纳米颗粒作为磁共振成像造影剂的用图_2

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、粒度分布等性质。
[0037]在步骤3中采用二水合柠檬酸钠作为MnS相转移的助剂,基于100重量份的溶剂二次水,所述二水合柠檬酸钠的量为I至1.5重量份,当所述二水合柠檬酸钠小于该范围时,则MnS不能实现完全相转移。
[0038]以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举,并不对本发明构成任何限制,本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。
[0039]实施例1
[0040]步骤1:称量 0.0252g MnCl2 (0.2mmol)和 0.0452g 硫代乙酰胺(0.6mmol),放在洁净的小烧杯中,顺次加入3mL辛醇、3mL辛胺、3mL丙酮、ImL油酸,搅拌10分钟使其混合均匀,之后移入20mL反应釜的聚四氟乙烯内衬中,充N2 5分钟,排除内衬里的空气。拧紧釜盖后将反应釜放入到150度的电热鼓风干燥箱中,并保持60分钟。反应结束后取出反应釜自然冷却到室温状态,离心,去除上清液,得到了 MnS沉淀。
[0041]步骤2:将步骤I中得到MnS沉淀分散在2mL环己烷中,存放于带有聚四氟乙烯盖子的安碚瓶中,摇匀静置,沉淀很好的分散在环己烷中,形成棕黄色、均一、透明状溶液。
[0042]步骤3:称量0.125g 二水合柠檬酸钠溶解在1mL的二次水中配制成柠檬酸钠水溶液。用ImL移液枪量取0.7mL在步骤2中得到的MnS的环己烷分散溶液,加入到柠檬酸钠的水溶液中,在90度下,剧烈搅拌大约15分钟,成功将MnS由有机相转移到水相中,同时并蒸发掉环己烷,得到黄色均一透明的MnS的水溶液。
[0043]图1为根据实施例1中步骤2得到的MnS沉淀的XRD图谱,其中峰强度比较高、峰宽比较窄表明产物结晶度高,且没有其他的杂质峰出现表明所合成的MnS纳米颗粒纯度高,杂质含量小。得到的MnS纳米颗粒的晶胞参数由JADE 5计算得到:a = 5.224nm、b =5.224nm、c = 5.224nm。所合成的a -MnS纳米团簇为立方相,空间群为Fm3m(225),对应的标准卡片号为06-0518 (a = 5.223nm、b = 5.223nm、c = 5.223nm),计算值与标准卡片基本相吻合。
[0044]图2a和图2b为根据实施例1中步骤2得到的MnS沉淀的不同放大倍数的TEM照片,该TEM照片表明合成的MnS纳米颗粒在环己烷体系中分散性很好、形貌可控、尺寸均匀,粒径大约为90nm左右。图2b更好地表明合成的MnS纳米颗粒的尺寸与形貌,而且表明该纳米颗粒可能由许多小颗粒构成。
[0045]图3为根据实施例1中步骤2得到的MnS沉淀的SEM照片,该照片表明所合成的MnS纳米颗粒为单分散的纳米颗粒结构,表面粗糙,粒径大约为90nm左右。但是因为颗粒较小,更高放大倍数的SEM图无法获得。
[0046]图4为根据实施例1中步骤2得到的MnS沉淀的XPS图谱,其中图谱a出现Mn、S、O、C的峰,C和O来自于分子表面的有机物,这表明样品含有Mn和S元素,在误差允许的范围内,从峰面积可以计算出Mn和S的摩尔比大约是1:1 ;图谱b是Mn 2p轨道的高分辨XPS:653.4eV 和 641.0eV 分别是 Mn2+的 2pl/2 和 2p3/2 的结合能,645.4eV 和 658.2eV 分别是他们半峰;图谱c是S的2p轨道的高分辨XPS图谱,其中161.8eV和160.8eV分别是S2pl/2and S 2p 3/2的结合能,表明S是以负二价的形式存在。Mn 2p和S 2p图谱与文献中报道的MnS的数据基本一致。
[0047]图5a为根据实施例1中步骤2得到的MnS沉淀的SAED图,其表明所合成的MnS纳米颗粒为多晶,而且还可以看到几个晶面;图5b为根据实施例1中步骤2得到的MnS分散在环己烷中的光学图片,其中可以看到MnS很好的分散在环己烷中,形成了棕黄色均匀透明的真溶液,且丁达尔效应非常明显;图5c为根据实施例1中步骤2得到的MnS纳米颗粒的HRTEM图,其中可以清晰的看到纳米颗粒的晶格条纹,进一步表明所合成的纳米颗粒结晶度高,图中面间距大约为0.1811111,对应立方相1115(220)的面间距;图5d为根据实施例1中步骤2得到的MnS纳米颗粒的EDX图谱,该图谱出现Mn、S、C、Cu元素,其中C、Cu来源于碳支持膜,S与Mn的摩尔比大约是1.07:1,表明两元素以MnS的形式存在。
[0048]图6为根据实施例1中步骤3得到的经过相转移后的MnS纳米颗粒的TEM照片,由该照片可以看到经过相转移后的MnS纳米颗粒分散成了粒径为5nm左右的纳米颗粒,且纳米颗粒在水溶液中稳定的单分散开来,该纳米颗粒可以更好的用来MRI成像。
[0049]图7a为根据实施例1中步骤2得到的MnS纳米颗粒(相转移前)的IR光谱图,图7b为根据实施例1中步骤3得到的MnS纳米颗粒(相转移后)的IR光谱图,其中624cm 1位置处为Mn-S键的振动峰,表明转相前后,未破坏Mn-S键。2925cm 1位置处的C-H键振动峰在相转移后消失,表明MnS从有机相转移到水相。而且由于溶剂的变化,峰的位置发生了移动、峰面积也有所变化。
[0050]实验实施例1:弛豫率及造影效果的测量
[0051]1、用水稀释
[0052]用二次水将实施例1中制备的MnS水溶液稀释成5份不同浓度梯度的溶液,溶液浓度由 ICP-MS 测得分别为 0.063mM、0.157mM、0.314mM、0.471mM、0.550mM。将 5 份样品分别称装在小型离心管中,待用。打开 MRI Analyzing&Imaging system MicroMR20-025H_I仪器的射频开关,队列名称设为Q-FID,将标准油样放入石英管中,放入25_探头线圈内,调整参数。队列名称设为Q-1R,然后将标准油样换为浓度最小的样品,放入石英管中,获得Tw (重复采样等待时间)和NTI (反转时间个数)。再将标准油样换为浓度最大的标准油样,得到T值,用于后面加权成像的使用。
[0053]接着进行造影剂的测量,新建一个测量项目,将测量名称、参数队列、样品序列均填写完全,依次测量上述5份不同浓度的样品,结果中,斜率即为弛豫率。结果表明实施例1中制备的MnS水溶液产物的纵向弛豫率为3.401s 1HiM、
[0054]接着,进行加权成像的测量。打开梯度开关,首先用标准油样确定参数,进行预扫描,设置选择合适的位置、厚度和视野大小。之后依次放入上述5份不同浓度梯度的样品,保存图像。
[0055]2、用BSA溶液稀释
[0056]称取0.482g的BSA(牛血清白蛋白),加二次水10mL,配制生理浓度的BSA溶液(0.725mM)。用该浓度的BSA溶液稀释转相后的MnS的水溶液,配制成不同浓度梯度的MnS *BSA溶液(0.157mM、0.314mM、0.471mM、0.550mM)。然后如同上述I中所述相同的方式测量纵向弛豫率及造影效果。结果表明MnS.BSA溶液的纵向弛豫率为8.695s 1HiM 1O
[0057]图8a和图8b分别为MnS纳米颗粒在水溶液和BSA溶液中的纵向弛豫率的测量图;其中图8a表明MnS纳米颗粒在水溶液中的纵向弛豫率为3.401s 1HiM \其中图8b表明MnS纳米颗粒在BSA溶液中的纵向弛豫率为8.695s 1HiM 1O
[0058]通常采用Γι (纵向弛豫效率,简称纵向弛豫率)评价!\造影剂的性能,图8中的纵坐标R= 1/I\(R为弛豫速率)。它们之间的关系如下l/lV+rfC。其中1/?\为存在造影剂时测出来的弛豫速率,1/?\°为纯水的弛豫速率,r i为纵向弛豫效率,C为水溶液的浓度。
[0059]图9a和图9b分别为MnS纳米颗粒的水溶液和BSA溶液的加权成像图片,可以清晰的看到无论在水溶液还是在BSA溶液中,浓度由小到大,图片越来越亮,造影效果明显。
[0060]实验实施例2:细胞毒性实验
[0061]用不同浓度梯度的MnS 水溶液(O μ g/mL、10 μ g/mL、30 μ g/mL、50 μ g/mL、70 μ g/mL)培养H印G2细胞12h,计算细胞的存活率。
[0062](一)、H印G2细胞培养
[0063]1、将细胞种于12孔板中,用10% FBS的DMEM培养基培养细胞,待细胞数量达到12孔板的50%左右加入MnS水溶液处
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