CN107441512B - 一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用，制备方法包括：将乙酰丙酮盐、聚乙烯亚胺和三乙二醇加入一反应容器中；将所述反应容器置于130‑150℃条件下，且对所述反应容器内的混合物搅拌至少30分钟，得到混合溶液；向微波管中加入混合溶液，于微波反应器内进行反应得到合成产物；使用乙醇洗涤合成产物，得到产物聚乙亚胺修饰的一氧化锰；将聚乙亚胺修饰的一氧化锰加入水中得到聚乙亚胺修饰的一氧化锰水溶液，然后将聚乙亚胺修饰的一氧化锰水溶液逐滴滴加到牛血清蛋白溶液中，于室温下搅拌使其反应；待反应结束后，使用去离子水洗涤，即得产物MnO‑PEI@BSA纳米颗粒。本发明的顺磁性一氧化锰纳米颗粒制备方法简单，适合大规模产业化生产。

Description

一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用，属于生物医学材料技术领域。
背景技术
癌症、心脑血管疾病、糖尿病一同成为21世纪三大疾病，其中癌症是21世纪威胁全人类生命健康的最大杀手之一。据有关部门统计，我国每年新患癌症的病人约160万人，每年因癌症死亡的人数约130万人，癌症晚期的病人在治疗后能生存5年以上的几率很低。然而，对早期癌症病人的治疗约有80%-90%以上的治愈率。早期癌症病人治疗后，不仅提高了生存率，同时也提高了病人的生存质量，癌症病人的死亡率随之也降下来了。因此能够在肿瘤形成早期对其进行准确诊断是目前肿瘤治疗领域急需解决的问题之一。
分子影像是近年来生物医学领域中快速兴起的一种非侵入性显像模式，是利用分子显像剂靶向生物体内特定的受体或配体，在体外检测活体内部分子水平的生物学变化。分子影像学就成像手段而言，主要包括以磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）、光学成像（Optical Imaging）、核医学成像（Positron Emission Tomography，PET）、计算机断层成像（Computed Tomography，CT）以及超声成像（Ultrasound Imaging）等。在这些分子成像手段中，磁共振成像是利用生物体的不同组织在强磁场影响下产生不同的共振信号经过图象重建而形成的一种成像技术。该技术可在体内直接监测疾病的起因、发生、发展及一系列的病理生理变化，更可以实现肿瘤的早期诊断。磁共振成像能够实现无损检测，具有很高的空间分辨率，并且可以实现在三维方向上的断层扫描，进行深度检测。因此，磁共振成像必将对肿瘤的准确定性以及精确定位发挥极其重要的作用。而造影剂则是磁共振成像技术的一种起关键作用的材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法，包括下列步骤：
第一步：将乙酰丙酮盐、聚乙烯亚胺和三乙二醇加入一反应容器中；
第二步：将所述反应容器置于130~150℃条件下，且对所述反应容器内的混合物搅拌至少30分钟，得到混合溶液；
第三步：向一微波管中加入第二步得到的混合溶液，于微波反应器内进行反应得到合成产物；
第四步：使用乙醇洗涤第三步得到的合成产物，得到产物聚乙亚胺修饰的一氧化锰（MnO-PEI）；
第五步：将第四步得到的产物聚乙亚胺修饰的一氧化锰加入水中得到聚乙亚胺修饰的一氧化锰水溶液，然后将聚乙亚胺修饰的一氧化锰水溶液逐滴滴加到牛血清蛋白（BSA）溶液中，于室温下搅拌使其反应；
第六步：待第五步的反应结束后，使用去离子水洗涤，即得产物MnO-PEI@BSA纳米颗粒。
优选的技术方案为：在第一步中，以三乙二醇计算，每10mL三乙二醇，加入乙酰丙酮盐83.4mg、聚乙烯亚胺500mg。
优选的技术方案为：在第二步中，将所述反应容器置于140℃的油浴锅中。
优选的技术方案为：所述乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钙、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮钾中的一种、两种或两种以上组合。
优选的技术方案为：所述乙酰丙酮盐为乙酰丙酮锰。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的应用，将按照上述技术方案的方法制得的顺磁性一氧化锰纳米颗粒，用作磁共振成像的造影剂。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
本发明以BSA修饰的顺磁性一氧化锰纳米颗粒作为核磁共振造影剂，解决了纳米材料的生物相容性及生物安全性问题。且本发明的顺磁性一氧化锰纳米颗粒制备方法简单，适合大规模产业化生产。
附图说明
图1为MnO-PEI纳米颗粒分散在去离子水中的TEM图片。
图2为MnO-PEI@BSA纳米颗粒分散在去离子水中的TEM图片。
图3为MnO-PEI分别在乙醇、去离子水中的电位，以及包覆BSA后MnO-PEI@BSA在去离子水中的电位。
图4为MnO-PEI@BSA溶液在低场磁共振条件下测得的r1数据线性拟合。
图5为MnO-PEI@BSA溶液在给小鼠尾静脉注射前后2h的MRI数据对比。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例一：一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用
将乙酰丙酮锰、聚乙烯亚胺、三乙二醇按一定比例混合，其中每10mL三乙二醇体系包含乙酰丙酮锰84.3mg，聚乙烯亚胺500mg，混合于100mL单颈烧瓶中。
将装有混合溶液的单颈烧瓶置于140℃油浴锅中，300rpm/min磁力搅拌40min，采用封口膜将烧瓶瓶口密封。
油浴结束后，采用10mL微波管装取6mL上述混合溶液，置于微波反应器内。采用微波条件为260℃反应10min。
待上述微波反应结束后，使用乙醇将产物洗涤三遍（12000rpm离心10min），得到MnO-PEI纳米颗粒并保存于乙醇溶液中。
将乙醇溶液下保存的MnO-PEI纳米颗粒转至水溶液，配置1mg/mL的MnO-PEI溶液。
配置0.5mg/mL的BSA溶液50mL，充分分散。
将1mL * 1mg/mL的MnO-PEI溶液逐滴滴入上述0.5mg/mL BSA溶液（牛血清蛋白溶液）中，此反应在超声机中进行。
待滴加完成后，将反应置于室温下加以300rpm/min磁力搅拌12h。
待上述反应结束后，使用去离子水洗涤产物三遍（在离心机内以8000rpm离心10min），得到MnO-PEI@BSA纳米颗粒。
将按照上述技术方案的方法制得的MnO-PEI@BSA纳米颗粒，即顺磁性一氧化锰纳米颗粒，用作磁共振成像的造影剂。
图1为MnO-PEI纳米颗粒分散在去离子水中的TEM图片。图2为MnO-PEI@BSA纳米颗粒分散在去离子水中的TEM图片。图3为MnO-PEI分别在乙醇、去离子水中的电位，以及包覆BSA后MnO-PEI@BSA在去离子水中的电位。图4为MnO-PEI@BSA溶液在低场磁共振条件下测得的r1数据线性拟合。图5为MnO-PEI@BSA溶液在给小鼠尾静脉注射前后2h的MRI数据对比。
本发明制得的顺磁性的一氧化锰纳米颗粒在核磁共振成像和肿瘤造影诊断中的应用，旨在通过一氧化锰纳米颗粒的T1型核磁共振造影能力，在尾静脉注射后富集于肿瘤区域，达到核磁共振造影技术对肿瘤进行诊断的能力。
本发明由PEI作为表面活性剂，在三乙二醇溶剂中通过微波辅助一步法合成，而后通过静电吸附作用将BSA修饰于其表面。
实施例二：一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法及其应用
一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法，包括下列步骤：
第一步：将乙酰丙酮盐、聚乙烯亚胺和三乙二醇加入一反应容器中；
第二步：将所述反应容器置于135℃条件下，且对所述反应容器内的混合物搅拌50分钟，得到混合溶液；
第三步：向一微波管中加入第二步得到的混合溶液，于微波反应器内进行反应得到合成产物；
第四步：使用乙醇洗涤第三步得到的合成产物，得到产物MnO-PEI；
第五步：将第四步得到的产物MnO-PEI加入水中得到MnO-PEI水溶液，然后将MnO-PEI水溶液逐滴滴加到BSA溶液中，于室温下搅拌使其反应；
第六步：待第五步的反应结束后，使用去离子水洗涤，即得产物MnO-PEI@BSA纳米颗粒。
优选的实施方式为：在第一步中，以三乙二醇计算，每10mL三乙二醇，加入乙酰丙酮盐83.4mg、聚乙烯亚胺500mg。
优选的技术方案为：所述乙酰丙酮盐为乙酰丙酮锰。
一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的应用，将按照上述技术方案的方法制得的顺磁性一氧化锰纳米颗粒，用作磁共振成像的造影剂。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
第一步：将乙酰丙酮锰、聚乙烯亚胺和三乙二醇加入一反应容器中；
第二步：将所述反应容器置于130~150℃条件下，且对所述反应容器内的混合物搅拌至少30分钟，得到混合溶液；
第三步：向一微波管中加入第二步得到的混合溶液，于微波反应器内进行反应得到合成产物；
第四步：使用乙醇洗涤第三步得到的合成产物，得到产物聚乙烯亚胺修饰的一氧化锰；
第五步：将第四步得到的产物聚乙烯亚胺修饰的一氧化锰加入水中得到聚乙烯亚胺修饰的一氧化锰水溶液，然后将聚乙烯亚胺修饰的一氧化锰水溶液逐滴滴加到牛血清蛋白溶液中，于室温下搅拌使其反应；
第六步：待第五步的反应结束后，使用去离子水洗涤，即得产物MnO-PEI@BSA纳米颗粒。
2.根据权利要求 1所述的顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法，其特征在于：在第一步中，以三乙二醇计算，每10mL三乙二醇，加入乙酰丙酮盐83.4mg、聚乙烯亚胺500mg。
3.根据权利要求 1所述的顺磁性一氧化锰纳米颗粒的制备方法，其特征在于：在第二步中，将所述反应容器置于140℃的油浴锅中。
4.一种顺磁性一氧化锰纳米颗粒的应用，其特征在于：将按照权利要求 1~3中任一权利要求制得的顺磁性一氧化锰纳米颗粒，用于制备磁共振成像的造影剂。
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