CN105267993A - 一种荧光/t1-mri双功能造影剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种荧光/t1-mri双功能造影剂、其制备方法及应用 Download PDF

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本发明属于材料科学与生物医学交叉技术领域，具体涉及一种荧光/T1-MRI双功能造影剂、其制备方法及应用。本发明所提供的荧光/T1-MRI双功能造影剂，具有核壳结构，其中：核为Poly(St-co-GMA)，壳层由Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen与组成。本发明的新型荧光/T1-MRI造影剂外壳部分的含钆配合物赋予其T1-MRI成像功能，含铕配合物赋予其荧光成像功能。所述核壳结构造影剂粒径均一，结构稳定，合成条件简单，生物相容性良好，具有较好的荧光成像和T1-MRI成像效果，属于材料和生物医药的交叉领域，具有潜在的应用价值。

Description

一种荧光/T1-MRI双功能造影剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于材料科学与生物医学交叉技术领域，具体涉及一种荧光/T1-MRI双功能造影剂、其制备方法及应用。
背景技术
磁共振成像(MRI)以其高分辨率、无电离辐射损伤及多参数、多序列成像等优点已成为当代临床诊断中最有力的检测手段之一。为了凸显组织间的差异，尤其是正常组织与病患部位间的差别，一种有效提高成像对比度的方法就是使用造影剂。在当前临床诊断中，35％以上MRI扫描使用了造影剂，并且比例还在不断增加。
随着现代医疗的迅速发展，对诊断精确度要求越来越高，单一模式磁共振成像，由于其弛豫效率较低，检测灵敏度较低，越发不能满足医疗检测的要求。而荧光成像具有高的灵敏度，这两种成像模式的结合可以得到互补的诊断信息，能够通过有益的对比提供高度准确的诊断信息。因此将MRI造影剂与荧光材料一体化的多功能成像在生物医用方向具有潜在的意义。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种荧光/T1-MRI双功能造影剂、其制备方法及应用。
本发明的技术方案如下：
一种荧光/T1-MRI双功能造影剂，具有核壳结构，其中：核为Poly(St-co-GMA)，壳层由Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen与组成。
具体的，Poly(St-co-GMA)中，St单体与GMA单体的质量之比为(1.5～2.5)：0.3。
壳层中Gd(AA)3Phen与Eu(AA)3Phen的物量之比为1:(1～1.6)。
在荧光/T1-MRI双功能造影剂的壳层结构中，St与GMA首先共聚形成种子微球，后滴加的Gd(AA)3Phen及Eu(AA)3Phen在种子微球外聚合形成壳层。
优选的，Eu(AA)3Phen主要分布在外侧壳层。
优选的，St的质量与Gd(AA)3Phen的质量之比为20～50：1。
本发明所提供的荧光/T1-MRI双功能造影剂为微球结构，粒径一般在90nm左右。
本发明还提供了上述所提供的荧光/T1-MRI双功能造影剂的制备方法，包括如下步骤：
1)以单体苯乙烯和单体甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料，加入引发剂，通过无皂乳液聚合得到种子微球Poly(St-co-GMA)；
2)以步骤1)得到的种子微球Poly(St-co-GMA)为核，依次滴加功能单体Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen，继续引发聚合，制备功能微球，得到荧光/T1-MRI双功能造影剂。
具体的，步骤1)中，单体苯乙烯与单体甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为(1.5～2.5)：0.3。
步骤2)中，功能单体Gd(AA)3Phen与功能单体Eu(AA)3Phen的质量比为1:(1～1.6)。
具体的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的任意一种或多种的混合物。
优选的，功能单体Gd(AA)3Phen与功能单体Eu(AA)3Phen的总的质量与单体甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA的质量之比为(1～1.3)：3。
本发明还提供了上述荧光/T1-MRI双功能造影剂在MRI造影技术中的应用。
本发明的新型荧光/T1-MRI造影剂外壳部分的含钆配合物赋予其T1-MRI成像功能，含铕配合物赋予其荧光成像功能。所述核壳结构造影剂粒径均一，结构稳定，合成条件简单，生物相容性良好，具有较好的荧光成像和T1-MRI成像效果，属于材料和生物医药的交叉领域，具有潜在的应用价值。
相比较于现有技术，本发明的积极效果如下：
1)采用种子无皂乳液聚合制备造影剂，该制备方法具有操作简单、反应条件温和、环境友好、成本低廉、便于推广的特点。
2)制备的造影剂是一种荧光/T1-MRI双功能造影剂，多功能成像能够更好提供对比信息、更具有优势并更有应用价值。
3)具有明显的T1-MRI增强对比效果，是一种优异的潜在诊疗材料。
附图说明
图1是本发明实施例2得到的荧光/T1-MRI双功能造影剂的透射电镜图。
图2a是本发明实施例2得到的荧光/T1-MRI双功能造影剂的荧光激发图谱。
图2b是本发明实施例2得到的荧光/T1-MRI双功能造影剂的荧光发射图谱。
图3是本发明实施例2得到的荧光/T1-MRI双功能造影剂的体外MRI造影图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
步骤一：将2.5g苯乙烯，0.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及50mL去离子水加到装有回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，N2保护下搅拌使之均匀分散，升温至75℃时，加入0.12g过硫酸钾，反应0.5h。
步骤二：分别以15mL去离子水溶解0.05gGd(AA)3Phen及0.05gEu(AA)3Phen，依次滴加，滴加时间分别控制在15min内，反应3h后，制备出荧光/T1-MRI双功能造影剂。
实施例2
步骤一：将2.5g苯乙烯，0.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及50mL去离子水加到装有回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，N2保护下搅拌使之均匀分散，升温至75℃时，加入0.12g过硫酸钾，反应0.5h。
步骤二：分别以15mL去离子水溶解0.05gGd(AA)3Phen及0.06gEu(AA)3Phen，依次滴加，滴加时间分别控制在15min内，反应3h后，制备出荧光/T1-MRI双功能造影剂。
实施例3
步骤一：将2.5g苯乙烯，0.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及50mL去离子水加到装有回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，N2保护下搅拌使之均匀分散，升温至75℃时，加入0.12g过硫酸钾，反应0.5h。
步骤二：分别以15mL去离子水溶解0.05gGd(AA)3Phen及0.07gEu(AA)3Phen，依次滴加，滴加时间分别控制在15min内，反应3h后，制备出荧光/T1-MRI双功能造影剂。
实施例4
步骤一：将2.5g苯乙烯，0.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯以及50mL去离子水加到装有回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，N2保护下搅拌使之均匀分散，升温至75℃时，加入0.12g过硫酸钾，反应0.5h。
步骤二：分别以15mL去离子水溶解0.05gGd(AA)3Phen及0.08gEu(AA)3Phen，依次滴加，滴加时间分别控制在15min内，反应3h后，制备出荧光/T1-MRI双功能造影剂。
图1为本发明实例2的透射电镜图，从图1中可以看出本发明制备的荧光/T1-MRI双功能造影剂微球具有明显的核壳结构，单分散性较好，粒径较为均一，约为90nm。
图2a为本发明的实施例2中新型荧光/T1-MRI双功能造影剂的荧光激发图谱。
图2b为本发明的实施例2中新型荧光/T1-MRI双功能造影剂的荧光发射图谱，从图2b中可以看到，在590nm和615nm处有非常明显Eu3+的发射峰。
图3为本发明的实施例2中新型荧光/T1-MRI造影剂的体外MRI造影图。从左至右，随着浓度的增加，图像逐渐变亮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种荧光/T1-MRI双功能造影剂，其特征在于，具有核壳结构，其中：核为Poly(St-co-GMA)，壳层由Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen与组成。
2.根据权利要求1所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂，其特征在于：Poly(St-co-GMA)中，St单体与GMA单体的质量之比为(1.5～2.5)：0.3；壳层中Gd(AA)3Phen与Eu(AA)3Phen的质量之比为1:(1～1.6)。
3.根据权利要求2所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂，其特征在于：St与GMA共聚形成种子微球，Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen在所述种子微球外聚合形成壳层。
4.根据权利要求1至3任一所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂，其特征在于：Eu(AA)3Phen分布在外侧壳层。
5.根据权利要求4所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂，其特征在于：St单体与Gd(AA)3Phen的质量之比为(20～50)：1。
6.一种荧光/T1-MRI双功能造影剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)以单体苯乙烯和单体甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料，加入引发剂，通过无皂乳液聚合得到种子微球Poly(St-co-GMA)；
2)以步骤1)得到的种子微球Poly(St-co-GMA)为核，依次滴加功能单体Gd(AA)3Phen和Eu(AA)3Phen，继续引发聚合，制备功能微球，得到荧光/T1-MRI双功能造影剂。
7.根据权利要求6所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，单体苯乙烯与单体甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为(1.5～2.5)：0.3；步骤2)中，功能单体Gd(AA)3Phen与功能单体Eu(AA)3Phen的质量比为1:(1～1.6)。
8.根据权利要求7所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的任意一种或多种的混合物。
9.根据权利要求8所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂的制备方法，其特征在于：功能单体Gd(AA)3Phen与功能单体Eu(AA)3Phen的总的质量与单体甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量之比为(1～1.3)：3。
10.一种根据权利要求1至5任一所述的荧光/T1-MRI双功能造影剂在MRI造影技术中的应用。
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