CN105770916A - 一种应用于19f磁共振成像以及光热治疗的纳米探针及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以应用于19F磁共振成像以及光热治疗的纳米探针及其制备方法。本发明采用一步装封法，将全氟冠醚通过烷基链修饰的聚琥珀酰亚胺和十八烷基三甲氧基硅烷固定到纳米颗粒Cu1.75S上，即得到应用于19F磁共振成像以及光热治疗的纳米探针。本发明合成的纳米探针内部Cu1.75S核以及表面包覆的聚氨基酸和硅层使得探针具有较高的生物稳定性。体内磁共振成像及光热治疗效果表明该纳米探针有希望成为通过灵敏度高的19F磁共振成像引导进行局部光热治疗的多功能试剂，这将在材料科学、纳米科学及生物医药等领域引起广泛的关注，适合生物医学检测应用。

Description

一种应用于19F磁共振成像以及光热治疗的纳米探针及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种具有超高19F负载率的高光热转换效率的Cu1.75S纳米探针及其制备方法，可以应用于19F磁共振成像和光热治疗。
技术背景
在多种体内成像机制中，磁共振成像由于非入侵性以及在没有放射性物质的情况下可以提供关于动物体深层组织有价值的信息而具备优势。19F磁共振成像相对1H成像来说由于其灵敏度较高没有背景信号干扰，可以直接检测细胞药物胶囊中的探针并且定性定量。为了得到高灵敏的探针，就要提高探针中F原子的个数，所以越来越多的探针采用了含F原子较多的链状或者环状的全氟聚醚。然而链状的全氟聚醚的由于F原子所处的化学环境不一样会导致F信号较低，而环状的聚醚由于亲氟性不能分散于大部分溶剂。为了增强亲水性，PFPE被成功包覆于纳米乳液中用来磁共振成像，基于分子扩散以及颗粒大小增大，该乳液是不稳定的。
此外，含F原子多的多模式探针也得到了广泛的关注。近来，一种氟化树枝状大分子染料被装载到生物相容可降解的聚合物纳米颗粒中，该颗粒的粒径达到130nm。还有就是将全氟碳连接到量子点上做成磁荧光复合物的290nm的乳液，用来磁共振成像和荧光成像。尽管在这些方面取得大的进步，但发展生物相容性高稳定性好的小尺寸单颗粒具有高的磁共振成像信号的多功能纳米探针是生物医学领域重要的需求。
发明内容
本发明提供了一种具有超高19F负载率的高光热转换效率纳米探针，可以应用于19F磁共振成像和光热治疗。
本发明采用一步装封法，将全氟冠醚通过烷基链修饰的聚琥珀酰亚胺和十八烷基三甲氧基硅烷固定到纳米颗粒Cu1.75S上，即得到应用于19F磁共振成像以及光热治疗的纳米探针。
本发明所述的纳米探针的制备方法，其具体步骤如下：
a.将有机相分散的Cu1.75S纳米颗粒，其中Cu1.75S纳米颗粒5-15mg，10-30mgTMOS，10-30mg全氟冠醚以及30-40mg聚琥珀酰亚胺，分散于1.0-3.0mL氯仿；
b.将10mL0.5-10mMNaOH水溶液加入步骤a的分散液中，100-500W超声2-10分钟；
c.常温下搅拌6-20h蒸掉有机溶剂，5000-15000转/分离心5-20min得纳米探针，将其重新分散到去离子水中。
所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为6000-8000。
将上述制备得到的纳米探针作为19F磁共振成像剂的应用。
将上述制备得到的纳米探针作为近红外成像剂的应用。
将上述制备得到的纳米探针作为光热治疗剂的应用。
本发明的有益效果：本发明制备了一种具有超高19F负载率的多功能纳米探针，颗粒尺寸小，生物相容性好，可作为19F磁共振成像和光热成像的对比剂，同时在近红外光照射下具有光热治疗的效果。本发明合成的纳米探针内部Cu1.75S核以及表面包覆的聚氨基酸和硅层使得探针具有较高的生物稳定性。体内磁共振成像及光热治疗效果表明该纳米探针有希望成为通过灵敏度高的19F磁共振成像引导进行局部光热治疗的多功能试剂，这将在材料科学、纳米科学及生物医药等领域引起广泛的关注，适合生物医学检测应用。
附图说明
图1：实施例1制备的纳米探针Cu1.75S-19FPSI-SiO2的电镜图。
图2：实施例1制备的纳米探针的核磁波谱。
图3：将实施例1制备的纳米探针原位注射到小鼠肿瘤中，在光功率密度为1W/cm2的808nm近红外光照0-10分钟的热转换曲线图。
具体实施方式
实施例1
a.将4mL氯仿分散的Cu1.75S纳米颗粒，其中Cu1.75S纳米颗粒8mg，22mgTMOS，28mg全氟冠醚以及40mg聚琥珀酰亚胺，分散于1mL氯仿中待用；
b.将10mL10mMNaOH水溶液加入步骤a的分散液中，300W超声6分钟；
c.常温下搅拌12h蒸掉氯仿，离心(15000转/分)15min得纳米探针，将其重新分散到1mL去离子水中。
将上述制得的浓度为4mg/mL纳米探针分散液在波长808nm，功率458mW/cm2的激发下，测得光热转换效率高达54.13％。
小鼠4T1肿瘤模型，原位注射上述制得的纳米探针分散液100微升，在光功率密度为1W/cm2的808nm近红外光照0-10分钟的热转换曲线如图3所示。
小鼠4T1肿瘤模型，原位注射上述制得的纳米探针分散液100微升，体内磁共振成像中，信噪比高达130。

Claims (5)

1.一种纳米探针的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤如下：
a.将有机相分散的Cu1.75S纳米颗粒，其中Cu1.75S纳米颗粒5-15mg，10-30mgTMOS，10-30mg全氟冠醚以及30-40mg聚琥珀酰亚胺，分散于1.0-3.0mL氯仿中；
b.将10mL0.5-10mMNaOH水溶液加入步骤a的分散液中，100-500W超声2-10分钟；
c.常温下搅拌6-20h蒸掉有机溶剂，5000-15000转/分离心5-20min得纳米探针，将其重新分散到去离子水中。
2.根据权利要求1所述的一种纳米探针的制备方法，其特征在于，所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为6000-8000。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法制备得到的纳米探针作为19F磁共振成像剂的应用。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法制备得到的纳米探针作为近红外成像剂的应用。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法制备得到的纳米探针作为光热治疗剂的应用。
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