CN102218150A - 新型肝靶向纳米Fe3O4MRI造影剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂及制备方法。本发明技术方案是共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4，mPEG-COOH的制备，乳糖化及PEG化壳聚糖的制备，制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂，所述造影剂Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。本发明解决了纳米四氧化三铁由于尺寸小，表面大易于在水介质中聚集；对生物体器官、组织无特异性；在组织、器官中的代谢时间短等缺点。本发明效果在于以生物相容的乳糖化及PEG化壳聚糖为表面改性剂，通过吸附与配位作用机理锚固在Fe3O4纳米粒子表面，粒径小、饱和磁化率高、生物相容性好、悬浮分散稳定的MRI肝靶向造影剂，低毒性、驰豫率高、生物相容性好且对肝脾具有靶向性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学材料技术领域，特别涉及一种新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂及制备方法。
背景技术
磁共振成像技术(MRI)是一种有效的医学成像诊断技术，可以用来诊断肿瘤。在临床诊断成像应用中，为了提高病变部位和正常组织间信号的对比度，超过35％的诊断需要使用造影剂。超顺磁性纳米四氧化三铁(Fe3O4)是一种具有生物相容性的磁共振造影剂。但纳米四氧化三铁由于尺寸小，表面大易于在水介质中聚集；对生物体器官、组织无特异性；在组织、器官中的代谢时间短等缺点。这些缺点限制了磁共振成像技术在肿瘤早期诊断中的应用。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述缺陷，研制一种新型肝靶向纳米Fe3O4MRI造影剂及制备方法。
本发明的技术方案是：
新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂制备方法，其主要技术步骤如下：
a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4；
b.mPEG-COOH的制备；
c.乳糖化及PEG化壳聚糖的制备；
d.制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂：
制备0.1mg/ml-0.4mg/ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液；
将步骤a中Fe3O4粉末放入步骤c中的25ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液中，室温搅拌，得到表面改性Fe3O4粒子的悬浮体系；
在反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子后，冷冻干燥得改性Fe3O4冻干粉；
将改性Fe3O4冻干粉分散在pH＝7.0的PBS溶液中，得到新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂。
本发明的另一技术方案是：
新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂，其主要技术特征在于Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。
本发明的优点和效果在于以生物相容的乳糖化及PEG化壳聚糖为表面改性剂，改性剂通过吸附与配位作用机理锚固在Fe3O4纳米粒子表面。乳糖化及PEG化壳聚糖具有两亲性，赋予纳米Fe3O4水分散稳定性。纳米Fe3O4表面的半乳糖基，具有肝组织靶向功能；纳米Fe3O4表面的PEG，有利于避开网状内皮系统，延长体内循环时间，结果易于在肝脏肿瘤部位的累积与成像。修饰后的纳米Fe3O4易于在生理介质中分散，形成纳米Fe3O4的胶体溶液；乳糖化功能基赋予纳米Fe3O4磁共振造影剂肝靶向功能；PEG化可以显著影响纳米Fe3O4的代谢时间，从而提高MRI造影效果。
本发明与现有技术相比具有以下显著的优点：制备工艺简单，易于实现大规模工业化生产；Fe3O4纳米粒子表面改性剂具有生物相容性、物理化学性质稳定等特点；表面改性剂对Fe3O4纳米粒子的超顺磁性影响小，MRI成像效果好；Fe3O4纳米粒子MRI造影剂在体内循环时间长，具有肝部位靶向特点。
本发明具有粒径小、饱和磁化率高、生物相容性好、悬浮分散稳定的MRI肝靶向造影剂，低毒性、驰豫率高、生物相容性好且对肝脾具有靶向性等优点。
本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。
附图说明
图1——改性前后悬浮稳定性比较示意图。
图2——新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂粒子形貌示意图。
图3——新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的XRD图。
图4——新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的磁化曲线图。
图5——新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的细胞毒性测试结果图。
图6——新型肝靶向Fe3O4纳米粒子MRI造影剂的活体T2加权成像图。
具体实施方式
本发明提供的肝靶向超顺磁性纳米Fe3O4磁共振造影剂总体思路是：Fe3O4纳米粒子表面用乳糖化及PEG化壳聚糖修饰。修饰后的纳米Fe3O4易于在生理介质中分散，形成纳米Fe3O4的胶体溶液；乳糖化功能基赋予纳米Fe3O4磁共振造影剂肝靶向功能；PEG化可以显著影响纳米Fe3O4的代谢时间，从而提高MRI造影效果。
下面结合具体实例对本发明进行进一步描述。
实施例1
共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子：
称取2mmol FeCl3以及1mmol FeCl2于三颈烧瓶中，加入4ml蒸馏水，在氮气保护下磁力搅拌直至完全溶解；室温下，以200r/min的搅拌速率，将6ml的2mol/L氨水溶液滴加到上述溶液中；滴加完毕，继续搅拌0.5h；然后，在外磁场作用下沉淀，用除氧水洗涤，反复沉淀与洗涤直至上清液呈现中性；冷冻干燥得到粉末状黑色Fe3O4粒子。
实施例2
mPEG-COOH的合成
反应式：
合成：
称取5g mPEG(分子量为2000)于圆底烧瓶中，用25ml无水吡啶溶解，再加入2g琥珀酸酐，60℃反应2h。然后在45℃下用旋转蒸发仪减压蒸馏除去吡啶。所得固体用30ml苯溶解，在磁力加热搅拌器上不断搅拌，缓慢加入40ml正己烷沉淀剂，得到粗产物mPEG-COOH。
粗产物经过透析提纯4天，冷冻干燥得mPEG-COOH冻干粉。
实施例3
乳糖化及PEG化壳聚糖(PGC)的制备
称取1.1g乳糖酸、0.5g mPEG-COOH，1g CS，加入0.1-10％的EDC溶于25mlTEMED/HCl缓冲溶液中，调节pH＝4.7，磁力搅拌30min。LA∶CS(摩尔比)＝1∶2，mPEG-COOH∶CS＝1∶25，机械搅拌72h，严格控制整个反应体系的pH值。产物透析4天后，冷冻干燥，得PGC。合成示意图如下：
实施例4
新型肝靶向Fe3O4粒子MRI造影剂的制备
首先将实施例3中制备的PGC配成0.1-2.5mg/mL的水溶液，将实施例1得到Fe3O4冻干粉分散于25mL PGC溶液中，室温搅拌24h，得到分散稳定的改性Fe3O4粒子的悬浮液；采用反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子，冷冻干燥得粉末状改性Fe3O4粒子；将改性Fe3O4粉末分散在PBS(pH＝7.0)中可得到悬浮分散稳定的新型肝靶向Fe3O4 MRI造影剂，浓度可高达到10mg/ml。
新型肝靶向Fe3O4 MRI造影剂的性能测定：
图1为实例1与实例4所制备的Fe3O4及表面改性Fe3O4悬浮分散体系的光学照片比较图，图1说明PGC表面修饰后可以显著提高Fe3O4纳米粒子的水体系悬浮分散稳定性。
图2为实例4所制备新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂的TEM图，结果说明Fe3O4粒子呈现类球形，粒径在5-10nm，呈现很好的单分散状态。
图3为实例4所制备新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂的XRD图，结果说明Fe3O4具有完整的晶体结构。
图4是实例4所制备新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂用振动样品磁强计测定的磁性能图谱。结果表明：新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂的饱和磁化强度为62.3emu/g，比纯Fe3O4饱和磁场强度(69.3emu/g)稍低，但是不影响其核磁照影功能。磁滞回归线中表明新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂具有超顺磁性。
图5是实例4所制备新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂的细胞毒性测试结果图，造影剂浓度从0.01-0.5mg/ml，在37℃、5％CO2孵箱中培养7天。培养液为含10％FCS的DMEM培养基。实验结果表明，该造影剂对细胞无毒性，说明这种新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂具有良好的细胞相容性。
图6是实例4所制备新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂的活体T2加权成像图。说明正常的SD大鼠在注射新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂前(A)和注射30min后(B)的肝T2W扫描图像。图中显示注射后大鼠肝脏的背景信号降低。由此可见，所制备的新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂可显著缩短T2弛豫时间，降低MRI的T2信号。从而能明显提高肿瘤与正常肝脏组织的对比度，使得两者的交界面得以清楚显示，为肝癌的早期诊断提供一种新的无创、特异性靶向对比剂。
Claims (6)
1.新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其步骤在于：
a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4；
b.mPEG-COOH的制备；
c.乳糖化及PEG化壳聚糖的制备；
d.制备新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂：
制备0.1mg/ml-0.4mg/ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液；
将步骤a中Fe3O4粉末放入步骤c中的25ml的乳糖化及PEG化壳聚糖水溶液中，室温搅拌，得到表面改性Fe3O4粒子的悬浮体系；
在反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子后，冷冻干燥得改性Fe3O4冻干粉；
将改性Fe3O4冻干粉分散在pH＝7.0的PBS溶液中，得到新型肝靶向超顺磁性Fe3O4MRI造影剂。
2.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤a.共沉淀法制备黑色粉末状纳米Fe3O4的步骤是：称取2mmol FeCl3以及1mmol FeCl2于三颈烧瓶中，加入4ml蒸馏水，在氮气保护下磁力搅拌直至完全溶解；室温下，以200r/min的搅拌速率，将6ml的2mol/L氨水溶液滴加到上述溶液中；滴加完毕，继续搅拌0.5h；在外磁场作用下沉淀，用除氧水洗涤，反复沉淀与洗涤直至上清液呈现中性；冷冻干燥得到粉末状黑色Fe3O4粒子。
3.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤b.mPEG-COOH的制备的合成反应式：
4.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤c.中乳糖化及PEG化壳聚糖的制备：
称取1.1g乳糖酸、0.5g mPEG-COOH，1g CS，加入0.1-10％的EDC溶于25mlTEMED/HCl缓冲溶液中，调节pH＝4.7，磁力搅拌30min。LA∶CS(摩尔比)＝1∶2，mPEG-COOH∶CS＝1∶25，机械搅拌，产物透析后，冷冻干燥，得PGC；合成式：
5.根据权利要求1所述的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂制备方法，其特征在于步骤d.中，将步骤c.中制备的PGC配成0.1-2.5mg/mL的水溶液，将步骤a得到Fe3O4冻干粉分散于25mL PGC溶液中，室温搅拌24h，得到分散稳定的改性Fe3O4粒子的悬浮液；采用反复高速离心、洗涤改性Fe3O4粒子，冷冻干燥得粉末状改性Fe3O4粒子；将改性Fe3O4粉末分散在pH＝7.0的PBS中，得到悬浮分散稳定的新型肝靶向Fe3O4MRI造影剂。
6.根据权利要求1所述方法制备的新型肝特异性超顺磁性MRI造影剂，其特征在于用对肝脏具有靶向功能的乳糖基及生物相容性优异的PEG表面修饰的Fe3O4纳米粒子。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109095509A (zh) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 上海师范大学 | 一种纳米级的超顺磁性空心Fe3O4纳米粒子及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1473558A (zh) * | 2003-06-27 | 2004-02-11 | 天津大学 | 复合功能超微磁性载体粒子及其制备方法 |
| CN101137398A (zh) * | 2005-01-05 | 2008-03-05 | 得克萨斯大学体系董事会 | 用于双重显像和放射化疗的缀合物：组合物、生产和应用 |
| CN101357232A (zh) * | 2007-08-03 | 2009-02-04 | 安奈根株式会社 | 热交联造影剂 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1473558A (zh) * | 2003-06-27 | 2004-02-11 | 天津大学 | 复合功能超微磁性载体粒子及其制备方法 |
| CN101137398A (zh) * | 2005-01-05 | 2008-03-05 | 得克萨斯大学体系董事会 | 用于双重显像和放射化疗的缀合物：组合物、生产和应用 |
| CN101357232A (zh) * | 2007-08-03 | 2009-02-04 | 安奈根株式会社 | 热交联造影剂 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 《Acta Biomaterialia》 20091114 Aiping Zhu et al Polysaccharide surface modified Fe3O4 nanoparticles for camptothecin loading and release 1489-1498 1-6 , 第5期 * |
| 《Chemistry Letters》 20080202 Mayu Hashimoto et al In Vitro Gene Delivery by pDNA/Chitosan Complexes Coated with Anionic PEG Derivatives that Have a Sugar Side Chain 266-267 1-6 第37卷, 第3期 * |
| 《中国药科大学学报》 20031231 张灿等 新型肝靶向载体N-乳糖酰化壳聚糖的制备与表征 387-390 1-6 第34卷, 第5期 * |
| 《化学研究与应用》 20100228 陶凤等 叶酸接枝聚乙二醇化壳聚糖衍生物的合成 182-185 1-6 第22卷, 第2期 * |
| 《化工进展》 20051231 赵朝辉等 纳米Fe3O4磁性颗粒的制备及应用现状 865-868 1-6 第24卷, 第8期 * |
| 《放射学实践》 20091231 焦志云等 壳聚糖-g-聚丙烯酸纳米Fe304磁共振体外信号的变化 1299-1303 1-6 第24卷, 第12期 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109095509A (zh) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 上海师范大学 | 一种纳米级的超顺磁性空心Fe3O4纳米粒子及其制备方法和应用 |
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