一種磁性納米粒子、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種磁性納米粒子、制備方法及其應(yīng)用。本申請還涉及一種復合磁性納米粒子、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學影像技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，對實現(xiàn)癌癥的早診斷和早治療起到了至關(guān)重要的作用，大大提高了癌癥患者的治愈率，挽救了更多的生命。
[0003]目前，醫(yī)學影像技術(shù)主要包括正電子斷層成像(Positron Emiss1n Tomography,PET)、計算機斷層成像(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體內(nèi)不同組織質(zhì)子密度的不同，顯示出信號強度的差異實現(xiàn)成像的，由于其靈敏度高、選擇性好、檢查無創(chuàng)、多參數(shù)成像，特別是MRI不包含電尚福射(如CT中使用的X射線具有聞能福射，可能引起DNA損傷)，現(xiàn)已成為臨床中使用最為廣泛的醫(yī)學影像技術(shù)之一。
[0004]磁共振信號的強弱取決于組織內(nèi)水的含量和水分子中質(zhì)子的弛豫時間，縱向弛豫時間(Longitudinal relaxat1n time, T1)和橫向弛豫時間(Transverse relaxat1ntime, T2)。由于人體組織之間質(zhì)子密度的差異僅為10%，臨床MRI檢查中，往往通過使用成像增強劑，此成像增強劑可改變質(zhì)子周圍的局部磁場，質(zhì)子的弛豫時間T1和T2也會發(fā)生改變，從而改變組織的磁共振信號強度，提高正常組織與患病部位組織的成像對比度和清晰度。
[0005]具有多個不成對電子的金屬氧化物，例如Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO等，由于其電子自旋磁矩大，弛豫效率高，可以用作良好的MRI造影材料。一般方法制備的氧化物在水溶液中的分散性差一直是其致命的缺點，通過生物相容性好的親水性聚合物的在氧化物的表面進行改性或者直接進行包覆，可以大大改善氧化物在水中的分散性。
[0006]基于以上情況，發(fā)展一種水溶性好、生物相容性好、磁敏感性高的超小粒徑磁性納米粒子的制備方法，并將制備出的納米粒子應(yīng)用在MRI造影材料中，將有助于開發(fā)出一種成像分辨率高、信號豐富的IVT2加權(quán)信號的MRI造影劑，對降低醫(yī)學檢測和治療成本，保障人民生命和健康具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N水溶性好、生物相容性好、磁敏感性高MRI造影信號良好的超小粒徑磁性納米粒子，其特征在于，所述磁性納米粒子的組成為任選自IB族金屬的氧化物、HB族金屬的氧化物、IIIB族金屬的氧化物、IVB族金屬的氧化物、VB族金屬的氧化物、VI族金屬的氧化物、VII族金屬的氧化物和VIII族金屬氧化物中的一種或多種；所述磁性納米粒子的粒徑為0.5?15nm。
[0008]優(yōu)選地，所述磁性納米粒子的組成為任選自鐵的氧化物、鋅的氧化物、錳的氧化物、釓的氧化物、鈷的氧化物、鎳的氧化物和鉻的氧化物中的一種或多種。
[0009]優(yōu)選地，所述磁性納米粒子含有Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO、Gd2O3, ZnO, MFe2O4 或TMn2O4 ;其中MFe2O4中的M為任選自Zn、Co、N1、Cr和Mn —種或多種JMn2O4中的T為任選自Zn、Fe、Co、Ni和Cr的一種或多種。
[0010]優(yōu)選地,所述磁性納米粒子的粒徑范圍為I?10nm。
[0011]優(yōu)選地,所述磁性納米粒子的粒徑范圍為3?5nm。
[0012]優(yōu)選地,所述磁性納米粒子的粒徑范圍為2?5nm
[0013]本申請還提供了上述磁性納米粒子的制備方法，其特征在于，包含以下步驟:(a)將含有有機酸和/或有機酸鹽的溶液，與含有金屬離子的溶液混合，制得前驅(qū)體；
[0014](b)將步驟(a)所得的前驅(qū)體置于有機醇中，在惰性氣體保護下反應(yīng)，制得所述磁性納米粒子。
[0015]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸中至少有一種有機酸為具有16?24個碳原子數(shù)，含有一個羧基的直鏈不飽和有機酸。
[0016]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸為油酸和/或亞油酸。
[0017]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸鹽為有機酸的金屬鹽和/或銨鹽，有機酸為具有16?24個碳原子數(shù)，含有一個羧基的直鏈不飽和有機酸。
[0018]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸鹽為油酸鹽和/或亞油酸鹽。
[0019]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸鹽任選自油酸的堿金屬鹽、油酸的堿土金屬鹽、油酸的銨鹽、亞油酸的堿金屬鹽、亞油酸的堿土金屬鹽、亞油酸的銨鹽中的一種或多種。
[0020]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸鹽為油酸鈉和/或油酸鉀。
[0021]優(yōu)選地，步驟(a)中所述金屬離子為任選自IB族金屬離子、IIB族金屬的離子、IIIB族金屬的離子、IVB族金屬的離子、VB族金屬的離子、VI族金屬的離子、VII族金屬的離子和VIII族金屬離子中的一種或多種。
[0022]優(yōu)選地，步驟(a)中所述金屬離子為任選自鐵的離子、鋅的離子、錳的離子、釓的離子、鈷的離子、鎳的離子和鉻的離子中的一種或多種。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟(a)中，制備前驅(qū)體的溫度為40?100°C。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟(b)中，在惰性氣體保護下反應(yīng)溫度為250?400°C。
[0025]優(yōu)選地，所述步驟(b)中，在惰性氣體保護下反應(yīng)時間為10?200分鐘。
[0026]本申請還提供一種復合磁性納米粒子,其特征在于,在磁性納米粒子外面包裹有親水聚合物；所述磁性納米粒子的組成為任選自IB族金屬的氧化物、IIB族金屬的氧化物、IIIB族金屬的氧化物、IVB族金屬的氧化物、VB族金屬的氧化物、VI族金屬的氧化物、VII族金屬的氧化物和VIII族金屬氧化物中的一種或多種；所述磁性納米粒子的粒徑為0.5?15nm ;所述復合磁性納米粒子的粒徑不大于60nm。
[0027]優(yōu)選地，所述磁性納米粒子的組成為任選自鐵的氧化物、鋅的氧化物、錳的氧化物、釓的氧化物、鈷的氧化物、鎳的氧化物和鉻的氧化物中的一種或多種。
[0028]優(yōu)選地，所述磁性納米粒子含有Fe304、Y -Fe2O3, Mn3O4, GdO、Gd2O3, ZnO, MFe2O4 或TMn2O4 ;其中MFe2O4中的M為任選自Zn、Co、N1、Cr和Mn —種或多種JMn2O4中的T為任選自Zn、Fe、Co、Ni和Cr的一種或多種。
[0029]優(yōu)選地,所述磁性納米粒子的粒徑范圍為I?1nm ;所述復合磁性納米粒子的粒徑為5?30nm。
[0030]優(yōu)選地，所述磁性納米粒子的粒徑范圍為2?5nm ;所述復合磁性納米粒子的粒徑為5?20nm。
[0031]優(yōu)選地，所述親水聚合物為任選自正硅酸乙酯、聚乙二醇、葡聚糖、聚丙烯酸、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(以下簡稱為KH560)、Y-氨丙基三乙氧基硅烷(以下簡稱為KH550)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(以下簡稱為F127)、聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚(以下簡稱為C0-520)、白蛋白中的一種或多種。
[0032]優(yōu)選地，所述親水聚合物任選自正硅酸乙酯、聚乙二醇、葡聚糖和聚丙烯酸中的一種或多種。
[0033]本申請還提供上述復合磁性納米粒子的制備方法，包含以下步驟:
[0034](a)將含有有機酸和/或有機酸鹽的溶液，與含有金屬離子的溶液混合，制得前驅(qū)體；
[0035](b)將步驟(a)所得的前驅(qū)體置于有機醇中，在惰性氣體保護下反應(yīng)，制得磁性納米粒子；
[0036](C)將步驟(b)所得磁性納米粒子，置于親水聚合物和/或含有親水聚合物的溶液中，制得所述復合磁性納米粒子。
[0037]優(yōu)選地，步驟(a)中所述有機酸中至少有一種有機酸為具有16?24個碳原