CN106729772B - 一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及制备方法 - Google Patents

一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及其制备方法，属于生物医用高分子材料及分子影像领域。本发明方法通过化学共沉淀法制备水溶性四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒；通过高碘酸盐氧化葡聚糖获得醛基化葡聚糖（Dex‑CHO）水溶液并与Fe3O4纳米颗粒混合作为水相；探头超声条件下，将水相滴加入溶解了表面活性剂的有机相中得到油包水型反相微乳液；加入交联剂进行反应，离心分离、洗涤即得到负载了Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖复合凝胶微球。本发明涉及的制备工艺简单，反应条件温和，且原材料来源广泛、成本较低；获得的复合凝胶微球粒径分布均匀，具有弛豫率高、体外磁共振显影增强效果显著的特点，作为造影剂在磁共振成像领域具有潜在的应用价值。

Description

一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及其制备方法，属于生物医用高分子材料及分子影像领域。
背景技术
磁共振成像技术（Magnetic resonance imaging，MRI）利用人体组织中氢原子核在磁场中受到射频脉冲激励发生核磁共振现象，产生磁共振信号，经过电子计算机辅助系统处理重建出人体不同类型和处于不同生理状态的组织图像的一种诊断技术（Radiology,2001, 219: 316）。MRI成像技术具有无辐射损伤、非侵入性、分辨率高并能实现图像的三维重建等优点，是目前临床医学上最理想的分子影像学分析手段。但是，MRI 成像过程中某些组织与病变组织间弛豫时间的相互重叠会导致MRI灵敏度较低，不能进行动态扫描和器官功能的检测等，限制了其在临床诊断中的应用。因此，科学家们不断研究并设计具有高灵敏度的造影剂，以增强MRI成像技术的信号对比度，并提高其软组织图像的分辨率。据报道，目前超过40%的MRI 扫描都依赖于造影剂的使用（Nmr in Biomedicine, 2004, 17: 484；Coordination Chemistry Reviews, 1999, 185-186: 451）。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂及其制备方法，其特点是通过物理掺杂在葡聚糖水凝胶微球的交联反应过程中掺杂水溶性Fe3O4纳米颗粒，制得具有良好磁性和生物相容性的磁性凝胶微球，本发明方法具有反应条件温和，制备工艺简单，易于实施的特点。
一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）水溶性Fe3O4纳米颗粒的制备：将葡聚糖溶解于除氧蒸馏水中得到葡聚糖水溶液，在惰性气体氛围下，将铁盐溶解于葡聚糖水溶液中，然后在搅拌条件下加入氨水至溶液pH为11得到A混合溶液，将A混合液加热至80℃反应1~3h，冷却；将所得反应液进行透析，然后调节透析液中铁的浓度得到Fe3O4纳米颗粒水溶液；
（2）醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，将葡聚糖溶解于去离子水中得到葡聚糖水溶液；冰水浴中，在葡聚糖水溶液中加入高碘酸钠得到B混合溶液，在室温、避光、搅拌条件下，B混合溶液反应4~12h；将反应液进行透析，然后冷冻干燥透析液得醛基化葡聚糖固体；
（3）磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：将步骤（2）所得醛基化葡聚糖固体溶解于去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液，然后加入步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液；将乳化剂溶解于环己烷中得到环己烷溶液；将C混合溶液加入环己烷溶液并在超声条件下乳化得到油包水型反相微乳液，在搅拌条件下，加入胺类交联剂反应10~12h；将反应液离心得到固体，然后经乙醇、蒸馏水洗涤得到负载Fe3O4纳米颗粒的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂。
所述步骤（1）中葡聚糖分子量为40000~70000g/mol；
所述步骤（1）中铁盐为二价铁盐和三价铁盐；
所述步骤（1）中二价铁盐、三价铁盐、葡聚糖、除氧蒸馏水的固液比g:g:g:mL为0.093:0.192: 0.9:25；
进一步地，所述二价铁盐为FeCl2·4H2O，三价铁盐为FeCl3·6H2O；
所述步骤（2）葡聚糖的分子量为10000g/mol~100000g/mol；
所述步骤（2）葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为5~10:100；
所述步骤（2）B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为2:1~1:1；
所述步骤（3）醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为100~200mg/mL；
所述步骤（3）C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为0.2~1.7:100；
所述步骤（3）环己烷溶液中乳化剂与环己烷的质量比为1~3:10；
所述步骤（3）中乳化剂为失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）复配剂，其中失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的质量比为10:1~2；
所述步骤（3）中C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:5~15；
所述步骤（3）中胺类交联剂按照醛基化葡聚糖固体中醛基与胺类交联剂中氨基的摩尔比为（1~2）:（1~5）加入油包水型反相微乳液；
所述步骤（3）中胺类交联剂为乙二胺或分子量为600g/mol~1800g/mol的树枝状聚乙烯亚胺；
所述透析为溶液置于再生纤维素透析袋中用去离子水透析2~3天，每隔3~5h换一次去离子水；
所述再生纤维素透析袋的截留分子量为8~14kD。
本发明基于葡聚糖的水凝胶微球的制备过程如下（以乙二胺为交联剂为例）：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Fe3O4纳米粒子具有良好的生物安全性和超顺磁特性等优点，通过静脉注射进入机体内被细胞吞噬后，在组织局部聚集，能使相应区域信号降低，有助于提高该区域与周围组织的成像对比度。将Fe3O4纳米粒子作为磁性组分引入水凝胶三维网络结构，可以获得具有超顺磁性的水凝胶结构。由于水凝胶具有柔软的、橡胶状的性质，其物理化学性质类似于活体组织，具有良好的生物相容性，因此，磁性凝胶微球整合了水凝胶的软湿性能及磁性组分的磁响应特性等特点，是一种具有优良生物相容性的磁性材料，作为磁共振造影剂在磁共振成像领域具有潜在的应用价值，将多个Fe3O4纳米粒子引入水凝胶网络中形成团聚体，可以获得具有较高弛豫率的磁共振造影剂。
为了将磁性无机成分引入水凝胶三维网络结构获得磁性凝胶微球，物理掺杂法通过在交联反应过程中掺杂预先制备好的水溶性磁性纳米粒子并将其固载在凝胶网络结构中，获得负载有磁性成分的凝胶结构，这种方法具有反应条件简单、容易控制磁性组分掺杂量等优点。
本发明采用共沉淀法制备水溶性Fe3O4纳米颗粒，作为磁性组分通过物理掺杂法将其负载在葡聚糖凝胶微球中，获得具有磁性的葡聚糖水凝胶微球。由于葡聚糖是一类具有优异生物相容性的天然高分子材料，这种具有无机/有机复合结构的磁性葡聚糖凝胶微球可作为一类具有良好生物相容性的磁共振造影剂，用于磁共振成像的增强扫描。
本发明采用磁共振扫描对制得的磁性凝胶微球作为造影剂的体外横向弛豫效率（r 2）及显影增强效果进行了检测，具体方法如下：用元素分析法测定所得磁性凝胶微球水溶液中的铁浓度，并配制一系列具有不同铁浓度的复合粒子水溶液。室温下，应用临床1.5T磁共振扫描仪（GE，磁场强度1.5T, 自旋回波序列：TR = 2500 ms，TE = 30 ms）测量上述不同铁浓度的复合粒子溶液的体外弛豫效能和显影效果。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过在葡聚糖水凝胶微球的交联反应中物理掺杂水溶性Fe3O4纳米颗粒,制备负载Fe3O4纳米颗粒的磁性凝胶微球，反应条件温和，制备工艺简单，原料具有良好的生物相容性；
（2）本发明制备的磁性葡聚糖凝胶微球具有较高的横向弛豫效率，体外磁共振显影增强效果显著，作为磁共振造影剂具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为实施例1的Fe3O4纳米颗粒的TEM图；
图2为实施例1的Fe3O4纳米颗粒的DLS粒径分布图；
图3为实施例1的负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球SEM图；
图4为实施例1的负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球DLS粒径分布图；
图5 为实施例3的负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球TEM图；
图6为实施例3的负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球的弛豫效率曲线图；
图7为实施例3的负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球的磁共振成像图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）水溶性Fe3O4纳米颗粒的制备：称取0.9g葡聚糖（葡聚糖分子量为40000g/mol）置于两颈烧瓶中，加入25mL除氧蒸馏水搅拌至彻底溶解，称取0.093g二价铁盐FeCl2·4H2O和0.192g三价铁盐FeCl3·6H2O，在氩气的保护下，将铁盐溶解于葡聚糖水溶液中，然后在搅拌条件下逐滴加入浓度为25％的氨水至溶液pH至11得到A混合溶液，将A混合液加热至80℃反应1h，自然冷却至室温，将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8~14kD）中用去离子水透析3天，透析过程中每隔5h换一次去离子水，除去多余的碱性离子；透析液在室温下摇床振荡浓缩至铁浓度为4mg/mL得到Fe3O4纳米颗粒水溶液；Fe3O4纳米颗粒水溶液的TEM图如1所示，Fe3O4纳米颗粒的DLS粒径分布如图2所示，从图1~2中可知，Fe3O4纳米颗粒水溶液中Fe3O4纳米颗粒尺寸分布较均匀，在水溶液中的粒径为17.4±15.7nm；
（2）醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，称取5.0g葡聚糖（葡聚糖分子量为10000g/mol）溶解于50mL去离子水中得到葡聚糖水溶液（葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为10:100）；将葡聚糖水溶液置于冰水浴中，将高碘酸钠溶解于葡聚糖水溶液得到B混合溶液，其中B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为1:1；在室温、避光、磁力搅拌条件下，B混合溶液反应4h；将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8~14kD）中用去离子水透析3天，透析过程中每隔5h换一次去离子水，然后冷冻干燥透析液得到醛基化程度约为60%（即每100个糖单元中有60个被氧化）的醛基化葡聚糖固体；
（3）磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.1g步骤（2）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为100mg/mL），然后加入0.1mL步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比约为0.4:100）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:1）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的固液比g:mL为2.2:11）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:10）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与乙二胺中氨基的摩尔比为2:1的比例，加入胺类交联剂乙二胺反应12h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球分散于2.0mL去离子水中保存。
负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球SEM图如图3所示：本实施例获得的磁性葡聚糖凝胶微球具有规整的球形结构，在水溶液中具有良好的分散性和稳定性；负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球DLS粒径分布图如图4所示，磁性凝胶微球粒径为709.6±368 nm。
实施例2：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.2g实施例1步骤（2）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为200mg/mL），然后加入0.1mL步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比约为0.2:100）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:1.5）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的固液比g:mL为2.3:15）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:15）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与乙二胺中氨基的摩尔比为2:1的比例，加入胺类交联剂乙二胺反应12h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球分散于2.0mL去离子水中保存。
实施例3：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，称取5.0g葡聚糖（葡聚糖分子量为40000g/mol）溶解于50mL去离子水中得到葡聚糖水溶液（葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为10:100）；将葡聚糖水溶液置于冰水浴中，将高碘酸钠溶解于葡聚糖水溶液得到B混合溶液，其中B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为1:1；在室温、避光、磁力搅拌条件下，B混合溶液反应4h；将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8~14kD）中用去离子水透析2天，透析过程中每隔4h换一次去离子水，然后冷冻干燥透析液得到醛基化程度约为60%（即每100个糖单元中有60个被氧化）的醛基化葡聚糖固体；
（2）磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.15g步骤（1）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为150mg/mL），然后加入0.2mL实施例1步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为0.8:150）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:1）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的比例为2.2g:12mL）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:10）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与乙二胺中氨基的摩尔比为2:1的比例，加入胺类交联剂乙二胺反应10h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球分散于2.0mL去离子水中保存。
负载Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖凝胶微球SEM图如图5所示：本实施例获得的磁性葡聚糖凝胶微球具有规整的球形结构，在水溶液中具有良好的分散性，粒径分布在300-600nm之间；
负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球的体外磁共振显影效果测试：
采用元素分析法（AA800, Perkin-Elmer, US）对负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球水溶液中的铁浓度进行测定，并配制一系列具有不同铁浓度的凝胶微球水溶液，铁浓度序列为：0.3, 0.25, 0.2, 0.15, 0.1, 0.05 mM Fe；室温下，应用临床1.5T磁共振扫描仪（GE，磁场强度1.5 T, 自旋回波序列：TR = 2500 ms，TE = 30 ms）测量上述不同铁浓度复合粒子溶液的体外弛豫效能和显影效果；在不同铁浓度下Fe3O4纳米颗粒和该负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球的横向弛豫效率如图6所示，在1.5T磁场强度和室温下，负载了多个Fe3O4纳米颗粒的葡聚糖水凝胶微球作为磁共振造影剂的横向弛豫效能为277 Fe mM-1 s-1，单分散的Fe3O4纳米颗粒的横向弛豫效能为49 Fe mM-1 s-1，可以看出将多个Fe3O4纳米颗粒负载在葡聚糖凝胶微球中形成团聚体后比单个的Fe3O4纳米颗粒具有更高的弛豫效率；从显影效果图7中可以看出：与纯水相比，Fe3O4/Dex Gel凝胶微球的T2信号显著降低；且在相同的铁浓度下，Fe3O4/Dex Gel凝胶微球的T2信号显著低于单分散的Fe3O4纳米颗粒。
实施例4：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，称取5.0g葡聚糖（葡聚糖分子量为40000g/mol）溶解于100mL去离子水中得到葡聚糖水溶液（葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为5:100）；将葡聚糖水溶液置于冰水浴中，将高碘酸钠溶解于葡聚糖水溶液得到B混合溶液，其中B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为2:1；在室温、避光、磁力搅拌条件下，B混合溶液反应12h；将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8-14kD）中用去离子水透析2天，透析过程中每隔3h换一次去离子水，然后冷冻干燥透析液得到醛基化程度约为40%（即每100个糖单元中有40个被氧化）的醛基化葡聚糖固体；
（2）磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.1g步骤（1）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为100mg/mL），然后加入0.2mL实施例1的步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为0.8:100）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:2）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的比例为1.2g:6mL）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:5）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与乙二胺中氨基的摩尔比为1:1的比例，加入胺类交联剂乙二胺反应11h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球分散于2.0mL去离子水中保存。
实施例5：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）水溶性Fe3O4纳米颗粒的制备：称取0.9g葡聚糖（葡聚糖分子量为70000g/mol）置于两颈烧瓶中，加入25mL除氧水搅拌至彻底溶解，称取0.093g二价铁盐FeCl2·4H2O和0.192g三价铁盐FeCl3·6H2O，在氩气的保护下，将铁盐溶解于葡聚糖水溶液中，然后在搅拌条件下逐滴加入浓度为25％的氨水至溶液pH至11得到A混合溶液，将A混合液加热至80℃反应3h，自然冷却至室温，将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8~14kD）中用去离子水透析3天，透析过程中每隔5h换一次去离子水，除去多余的碱性离子；透析液在室温下摇床振荡浓缩至铁浓度为5mg/mL得到Fe3O4纳米颗粒水溶液
（2）醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，称取5.0g葡聚糖（葡聚糖分子量为100000g/mol）溶解于100mL去离子水中得到葡聚糖水溶液（葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为5:100）；将葡聚糖水溶液置于冰水浴中，将高碘酸钠溶解于葡聚糖水溶液得到B混合溶液，其中B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为3:2；在室温、避光、磁力搅拌条件下，B混合溶液反应8h；将所得反应液置于再生纤维素透析袋（再生纤维素透析袋的截留分子量为8-14kD）中用去离子水透析3天，透析过程中每5h换一次去离子水，然后冷冻干燥透析液得到醛基化程度约为50%（即每100个糖单元中有50个被氧化）的醛基化葡聚糖固体；
（3）磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.1g步骤（2）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为100mg/mL），然后加入0.2mL步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为1:100）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:1）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的比例为2.2g:12mL）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:10）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与树枝状聚乙烯亚胺（PEI）中氨基的摩尔比为1:2的比例，加入胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺（PEI）水溶液（胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺的分子量为600g/mol，胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺（PEI）水溶液中PEI的浓度为0.5g/mL）反应12h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球分散于2.0mL去离子水中保存。
实施例6：一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，具体步骤如下：
磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：称取0.15g实施例5步骤（2）得到的醛基化葡聚糖固体溶解于1.0mL去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液（醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为150mg/mL），然后加入0.5mL实施例5步骤（1）所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液（C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为2.5:150）；将失水山梨醇油酸酯（Span80）与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）的复配乳化剂（其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:2）溶解于环己烷中得到环己烷溶液（环己烷溶液中乳化剂与环己烷的比例为3.6g:12mL）；在室温、探头超声（功率130W，振幅75%）条件下，将C混合溶液逐滴加入并溶解于环己烷溶液（C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:8）中，超声乳化得到油包水（W/O）型反相微乳液；在搅拌条件下，按照醛基化葡聚糖中醛基与树枝状聚乙烯亚胺（PEI）中氨基的摩尔比为1:5的比例，加入胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺（PEI）水溶液（胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺的分子量为1800g/mol，胺类交联剂树枝状聚乙烯亚胺（PEI）水溶液中PEI的浓度为0.5g/mL）反应12h；在转速3000rpm条件下，将反应液离心5min得到固体，然后经乙醇洗涤5次、再蒸馏水洗涤3次得到负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球，将所得负载Fe3O4纳米颗粒的磁性葡聚糖水凝胶微球（Fe3O4/Dex Gel）分散于2.0mL去离子水中保存。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (15)

1.一种基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)水溶性Fe3O4纳米颗粒的制备：将葡聚糖溶解于除氧蒸馏水中得到葡聚糖水溶液，在惰性气体氛围下，将铁盐溶解于葡聚糖水溶液中，然后在搅拌条件下加入氨水至溶液pH为11得到A混合溶液，将A混合液加热至80℃反应1～3h，冷却；将所得反应液进行透析，然后调节透析液中铁的浓度得到Fe3O4纳米颗粒水溶液；
(2)醛基化葡聚糖的制备：在室温条件下，将葡聚糖溶解于去离子水中得到葡聚糖水溶液；冰水浴中，在葡聚糖水溶液中加入高碘酸钠得到B混合溶液，在室温、避光、搅拌条件下，B混合溶液反应4～12h；将反应液进行透析，然后冷冻干燥透析液得醛基化葡聚糖固体；
(3)磁性葡聚糖水凝胶微球的制备：将步骤(2)所得醛基化葡聚糖固体溶解于去离子水中得到醛基化葡聚糖水溶液，然后加入步骤(1)所得Fe3O4纳米颗粒水溶液，搅拌均匀得到C混合溶液；将乳化剂溶解于环己烷中得到环己烷溶液；将C混合溶液加入环己烷溶液并在超声条件下乳化得到油包水型反相微乳液，在搅拌条件下，加入胺类交联剂反应10～12h；将反应液离心得到固体，然后经乙醇、蒸馏水洗涤得到负载Fe3O4纳米颗粒的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂；其中醛基化葡聚糖水溶液中醛基化葡聚糖的浓度为100～200mg/mL，C混合溶液中Fe元素与醛基化葡聚糖的质量比为0.2～1.7:100，胺类交联剂按照醛基化葡聚糖固体中醛基与胺类交联剂中氨基的摩尔比为(1～2):(1～5)加入油包水型反相微乳液。
2.根据权利要求1所述基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中葡聚糖分子量为40000～70000g/mol。
3.根据权利要求1所述基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中铁盐为二价铁盐和三价铁盐。
4.根据权利要求3所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中二价铁盐、三价铁盐、葡聚糖、除氧蒸馏水的固液比g:g:g:mL为0.093:0.192:0.9:25。
5.根据权利要求3或4所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：二价铁盐为FeCl2·4H2O，三价铁盐为FeCl3·6H2O。
6.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)葡聚糖的分子量为10000g/mol～100000g/mol。
7.根据权利要求1或6所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)葡聚糖水溶液中葡聚糖与去离子水的固液比g:mL为5～10:100。
8.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)B混合溶液中葡聚糖的糖单元与高碘酸钠的IO4 -摩尔比为2:1～1:1。
9.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)环己烷溶液中乳化剂与环己烷的质量比为1～3:10。
10.根据权利要求1或9所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中乳化剂为失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚复配剂，其中失水山梨醇油酸酯与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的质量比为10:1～2。
11.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中C混合溶液与环己烷溶液的体积比为1:5～15。
12.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中胺类交联剂为乙二胺或分子量为600g/mol～1800g/mol的树枝状聚乙烯亚胺。
13.根据权利要求1所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：所述透析为溶液置于再生纤维素透析袋中用去离子水透析2～3天，每隔3～5h换一次去离子水。
14.根据权利要求13所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法，其特征在于：再生纤维素透析袋的截留分子量为8～14kD。
15.权利要求1至14中任一项中所述的基于磁性葡聚糖水凝胶微球的磁共振造影剂的制备方法制得的磁共振造影剂。
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