CN110559453A - 一种用于显像指导的磁性纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒以Fe3O4纳米粒子为核，表面包覆介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅材料表面修饰光敏剂和嵌合金纳米粒子，所述光敏剂选自血卟啉、血卟啉单甲醚、二氢卟吩、5‑氨基酮戊酸中的一种。本发明制备的磁性纳米颗粒可作为核磁共振造影剂对肿瘤进行显像定位，再以核磁共振成像作为指导，对肿瘤进行光动力治疗。

Description

一种用于显像指导的磁性纳米颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种磁共振成像指导脑部肿瘤治疗的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用。
背景技术
肿瘤是当今威胁人类生命健康的第一类重大疾病，其中，脑部肿瘤由于其生长部位特殊，治疗困难成为肿瘤中最难攻克的难关。随着社会生活的发展，人们日常使用的电器，除了常规的电视、冰箱外，电脑、手机等已是人们不可或缺的工作生活工具，但是，这些电器都存在着电磁辐射，诱发脑部肿瘤的发生。还有一些情况是，女性在怀孕期间，经常承受电脑辐射，长期接触后影响胎儿的正常生长发育，造成新生儿先天性不足，这也是为什么儿童脑部肿瘤高发的原因。
脑部疾病尤其是脑肿瘤所带来的经济负担约占人类所有疾病负担的30％，脑肿瘤多数会引起患者剧烈头痛、喷射状呕吐、视力障碍、精神异常等，严重影响患者的生活质量，严重者甚至导致瘫痪或死亡。目前对于包括脑肿瘤在内的肿瘤治疗方案中手术治疗是最彻底的治疗方法，但是脑部肿瘤由于位置比较特殊往往导致手术操作难以进行。开颅手术存在很大的风险，到目前为止，大家也在寻找微创而有效的治疗方法，随着微创技术的不断推广，微创颅内肿瘤治疗术在治疗脑瘤中出现，但是其暴露的视野范围很小，且颅内组织复杂神经丰富，有丝毫闪失就会对患者造成不可逆转的损伤。若手术开颅后触碰到颅内重要功能区，为患者带来的损伤十分严重，甚至不可逆转。所以，目前大部分脑部疾病，如脑卒中、脑部恶性肿瘤、脑溢血等都因没有很好的显像手段而无法确定病灶，因此无法进行精准治疗。
1973年，Lauterbur首次将磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)应用于人体诊断以来，这一技术在生物、医学等领域已得到迅速发展和广泛应用。磁共振成像利用生物体不同组织在外磁场影响下产生不同的共振信号来成像，信号的强弱取决于组织内水的含量和水分子中质子的弛豫时间。MRI已广泛应用于人体的头部、神经系统、腹部及血管的造影，对检测组织坏死、局部缺血和各种恶性病变特别有效，并能进行早期诊断，监测人体循环系统的代谢。但在临床的磁共振成像中，由于病变组织或者不同组织之间的影像对比度不够大，导致无法诊断。临床常用的方法是往患者体内注射对比剂或称造影剂。据统计，目前世界上MRI检查约30％为增强检查，即需要使用磁共振成像造影剂。磁性造影剂可通过缩短所到之处的氢信号灯弛豫时间从而提高该部分的对比度，从影像上即是所到部位亮度更亮或者更暗，前者为T1造影剂，后者为T2造影剂，由于与体内背景信号容易发生混淆，因此临床上一般使用T1造影剂。
磁性纳米材料由于其在纳米尺度上的独特磁学性质，已经在磁记录、磁性探针等多个方面有了广阔的应用。近年来，磁性纳米粒子的应用已经扩展到医学领域，如磁共振成像、生物分离和磁热疗等方面。专利文献CN201910230788.8公开了一种核壳型磁性纳米材料，所述磁性纳米材料制备原理是：甲基丙烯酸与Fe3O4纳米粒子表面形成配位反应，将甲基丙烯酸“锚”定在Fe3O4粒子表面，加入魔芋葡甘聚糖、甲基丙烯酸、交联剂、引发剂、模板，通过接枝共聚法直接聚合形成微球状磁性粒子。如说明书所述，当Fe3O4磁性纳米粒子表面聚合高分子材料时虽然能提高纳米粒子的生物相容性，但是最终形成的球状粒子是否满足高弛豫率有待商榷。所以，在制备磁共振造影剂时，在保证造影剂安全性的前提下，对于磁性粒子表面修饰材料的选择应该慎重。
介孔二氧化硅纳米材料是一种具有高比表面积、大孔容、形貌和尺寸可控的新型无机材料，近年来它在各领域的应用研究引起了广泛关注。介孔二氧化硅纳米材料表面易于功能化，具有良好的生物相容性，在生物医药方面的应用受到越来越多的关注。本发明利用介孔二氧化硅纳米材料表面易修饰的特性，先制备表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米颗粒，并在其表面连接光敏材料，实现显像指导治疗的磁共振造影剂。
光动力疗法(Photodynamic Therapy，PDT)是利用光动力效应进行疾病诊断和治疗的一种新技术，其作用基础是光动力效应。这是一种有氧分子参与的伴随生物效应的光敏化反应。其过程是，用特定波长的激光照射使组织吸收的光敏剂受到激发，激发态的光敏剂把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单态氧，单态氧使相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性作用，从而导致细胞受损乃至死亡。到目前为止，已有多个医院在临床上采用光动力疗法对肿瘤进行诊断和治疗，由于光动力疗法更接近微创治疗，所以更适合应用于脑部肿瘤的治疗。
专利文献CN201510351730.0为本发明最接近的现有技术，公开了一种核壳结构纳米复合材料，所述复合材料以BaGdF5纳米晶为核，以介孔二氧化硅为壳，在介孔二氧化硅的表面修饰光敏剂二羟基硅酞菁和靶向剂透明质酸。所述纳米复合材料同时具有核磁造影、CT造影、光热治疗和光动力治疗的功能。
本发明提供的磁性纳米材料在表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米颗粒表面连接光敏材料，并在二氧化硅介孔材料表面嵌合一定粒径的金纳米颗粒，所述金纳米颗粒在一定波长的激发光下能增强光动力治疗效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒以Fe3O4纳米粒子为核，表面包覆介孔二氧化硅，通过介孔二氧化硅材料表面易修饰性在其表面修饰光敏材料，另外以介孔二氧化硅为载体，在其表面嵌合一定粒径的金纳米颗粒。所述磁性纳米颗粒能进行磁共振显像，同时以该显像指导脑部肿瘤的光动力治疗，介孔二氧化硅表面嵌合的金纳米颗粒可增强光动力治疗效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种磁性纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备Fe3O4纳米粒子；
(2)在Fe3O4纳米粒子表面包覆介孔二氧化硅；
(3)制备金纳米粒子；
(4)在步骤(2)制备的纳米粒子介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和嵌合金纳米颗粒。
所述步骤(1)中制备Fe3O4纳米粒子的方法选自化学共沉淀法、氧化共沉淀法、还原共沉淀法中的一种。
所述步骤(2)以正硅酸四乙酯为硅源，3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为共结构导向剂，在Fe3O4纳米粒子表面自组装形成表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子。
所述步骤(3)通过还原剂还原氯金酸的方法制备金纳米粒子，并利用金巯键在金纳米粒子表面修饰硫辛酸。
所述步骤(4)中先将光敏剂结构中的羧基活化，键合在介孔二氧化硅表面，再将金纳米粒子表面的羧基活化，键合在介孔二氧化硅表面，通过控制金纳米粒子的粒径，使金纳米粒子嵌合在介孔二氧化硅的孔道中。
优选的，所述步骤(1)中采用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子，将二价铁盐和三价铁盐按比例混合，加入沉淀剂，搅拌，反应0.5-1小时即得到Fe3O4纳米粒子。
其中，所述二价铁盐选自FeSO4·7H2O或FeCl2·6H2O；三价铁盐选自FeCl3·6H2O，所述二价铁盐与三价铁盐反应摩尔质量比为1-1.5:2。
在本发明的优选实施方式中，所述沉淀剂选自氨水，质量浓度为30-35％。
在本发明的最优选实施方式中，所述Fe3O4纳米粒子制备方法为：按比例将二价铁盐 FeSO4·7H2O和三价铁盐FeCl3·6H2O溶于水中，混合溶液，加入三口烧瓶中，向滴液漏斗中加入质量浓度为30％的氨水，在氮气保护下将氨水滴加到反应体系中，使体系的pH ≥10，剧烈搅拌，水浴恒温反应30-50分钟，反应结束用蒸馏水反复洗涤至中性，倾去上层清液，在55-65℃下真空干燥，研磨，即得Fe3O4纳米粒子。
优选的，所述步骤(2)制备表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子的方法为：将步骤(1)得到的Fe3O4纳米粒子分散在50-70℃水溶液中，调节pH值至8-9，依次加入正硅酸四乙酯和乙酸乙酯搅拌溶解，再加入3-氨基丙基-三乙氧基硅烷，保持反应液温度为60-65℃，搅拌反应20-24小时，将产物冷却，用乙醇离心洗涤3-6次，得到表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，分散在水中备用。
其中，正硅酸四乙酯、乙酸乙酯、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷的加入体积比为 10-15:20-40:1。
优选的，所述步骤(3)中制备金纳米粒子的过程为：将HAuCl4·3H2O晶体溶于去离子水中，取玻璃小瓶加入4-6mL ddH2O后，通氮气，同时加入硫辛酸水溶液和HAuCl4水溶液，超声条件下孵育10-15分钟，加入NaBH4溶液，超声10-20分钟，溶液颜色由淡黄色变为紫红色，4℃保存备用。
在本发明的优选实施方式中，所述金纳米粒子粒径分布在2-5nm之间。
优选的，所述步骤(4)在介孔二氧化硅表面修饰光敏剂包括：避光条件下，将光敏剂溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化3-4小时，向活化体系中加入步骤(2)制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的Fe3O4纳米粒子。
优选的，所述光敏剂选自血卟啉、血卟啉单甲醚、二氢卟吩、5-氨基酮戊酸中的一种。
最优选的，所述光敏剂选自血卟啉。
所述步骤(4)中在介孔二氧化硅表面嵌合金纳米颗粒的方法为：将步骤(3)制备的金纳米颗粒溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化3-4小时，向活化体系中加入上步制备的介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到目标产物。
所述的在介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和在介孔二氧化硅表面嵌合金纳米颗粒的过程可以同步进行或如上所述分步进行，优选两个过程同步进行，具体包括：避光条件下，将光敏剂溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化3-4小时，得到活化体系1；将步骤 (3)制备的金纳米颗粒溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1-(3-二甲氨基丙基) -3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化3-4小时，得到活化体系2；将两个活化体系合并；加入步骤(2)制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到目标产物。
第二方面，本发明提供一种磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒通过如上所述的磁性纳米颗粒的制备方法制备得到，所述磁性纳米颗粒以Fe3O4纳米粒子为核，表面包覆介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅材料表面修饰光敏剂和嵌合金纳米粒子。
优选的，所述光敏剂选自血卟啉单甲醚、二氢卟吩、5-氨基酮戊酸中的一种。
第三方面，本发明提供一种磁性纳米颗粒在肿瘤诊断和治疗中的应用，具体的，所述磁性纳米颗粒作为核磁共振造影剂对肿瘤进行显像定位，再以所述核磁成像作为指导，对肿瘤进行光动力治疗。
优选的，所述肿瘤选自脑部肿瘤或肝部肿瘤，更优选为脑部肿瘤。
本发明优势在于，所述磁性纳米颗粒可作为以显像指导治疗的多功能核磁共振影像探针，在对脑部肿瘤进行精准定位的基础上，以影像结果为指导进行光动力治疗，实现脑部肿瘤的精准治疗。
本发明制备的磁性纳米颗粒是以Fe3O4纳米粒子为核，表面包覆介孔二氧化硅，介孔二氧化硅表面存在大量氨基，可修饰多种功能基团。血卟啉等光敏剂可以经过活化后直接键合在介孔二氧化硅表面。本发明将制备的金纳米粒子先用硫辛酸进行修饰，硫辛酸结构中的二硫键可以与金纳米粒子表面形成稳定的类似共价键的结合，再经过活化后键合到介孔二氧化硅表面。由于介孔二氧化硅表面有约1-3nm的孔道，本发明制备的金纳米粒子粒径分布在2-5nm之间，所以大部分金纳米粒子可以嵌合到二氧化硅介孔中，增加稳定性，不易由于外界环境变化使功能基团脱落。
附图说明
图1 Fe3O4纳米粒子的粒径分布图
图2金纳米粒子的粒径分布图
图3磁性纳米颗粒的粒径分布图
图4磁性纳米颗粒的TEM照片
图5本发明制备的磁性纳米颗粒的T1核磁成像图
图6本发明制备的磁性纳米颗粒细胞光动力治疗效果图
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1Fe3O4纳米粒子的制备
将FeSO4·7H2O 4.2g和FeCl3·6H2O 5.4g分别溶于50mL水中，震荡使结晶充分溶解，将两种溶液加入到三口烧瓶中，震荡摇匀，向滴液漏斗中加入质量浓度为30％的氨水，向三口烧瓶中充氮气2分钟，在氮气保护下将氨水逐滴滴加到反应体系中，直至体系的pH为12.0左右，剧烈搅拌下水浴55℃恒温反应50分钟，反应结束后离心，去上清，沉淀用蒸馏水反复洗涤至中性，倾去上层清液，在65℃下真空干燥，研磨，即得Fe3O4纳米粒子。
对制备的Fe3O4纳米粒子进行表征，图1表示Fe3O4纳米粒子粒径分布图，从图中可以看到Fe3O4纳米粒子粒径在6-13nm之间，分布形式呈正态分布，其中在10-11nm粒径分布最广。从粒径分布形态可以看到制备例1制备的Fe3O4纳米粒子分散性好，无聚集现象，粒径分布均匀，粒径大小在6-15nm之间。
制备例2表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子的制备
将制备例1得到的Fe3O4纳米粒子1mmol分散在100mL 50℃水溶液中，调节pH值至9.0，搅拌状态下加入正硅酸四乙酯10mL、乙酸乙酯25mL，搅拌10min溶解，再加入3-氨基丙基-三乙氧基硅烷1.5mL，保持反应液温度为65℃，搅拌反应24小时，将产物冷却，离心，用乙醇洗涤6次，得到表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，分散在水中备用。
制备例3金纳米粒子的制备
将硫辛酸溶于去离子水中，制备浓度为0.1mM的溶液，将HAuCl4·3H2O晶体溶于去离子水中，制备浓度为1mM的溶液；将NaBH4溶于去离子水中，制备浓度为0.1M的溶液。取玻璃小瓶加入4mL ddH2O后，通氮气除氧2min，再加入硫辛酸水溶液(0.5mL， 0.1mM)和HAuCl4水溶液(0.6mL，1mM)，超声条件下37℃孵育10min后，加入NaBH4溶液(15μL，0.1M)，超声20min后直至溶液颜色由淡黄色变为紫红色，4℃保存待用。
对制备的金纳米粒子进行表征，结果如图2所示，图2是金纳米粒子的粒径分布图，从图中可以看出，金纳米粒子粒径小于5nm，整体分布均匀，TEM照片显示粒子呈圆球状，分散比较均匀，视野下小部分出现聚集。
实施例1磁性纳米颗粒的制备
S1：选择血卟啉作为光敏剂，血卟啉分子结构式如下式所示：在避光条件下，将2.7g血卟啉溶于50mL DMF中，称取2.1g EDC溶于50mL DMF中，称取 3.6gNHS溶于50mL DMF中，合并以上DMF溶液，室温震荡活化4小时，向活化体系中加入制备例2制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子3mmol，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的Fe3O4纳米粒子；
S2：将制备例3制备的金纳米粒子离心，取0.5mmol溶于10mL DMF中，称取0.6g EDC溶于20mL DMF中，称取1.0g NHS溶于20mL DMF中，合并以上DMF溶液，室温震荡活化4小时，向活化体系中加入步骤S2制备的介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的 Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到磁性纳米颗粒。
对制备的磁性纳米颗粒进行表征，图3和图4分别表示磁性纳米颗粒的粒径分布图和 TEM照片，从表征结果可以看出，如图中箭头所指，实施例1制备的纳米颗粒由于Fe3O4纳米粒子表面包覆介孔二氧化硅具有明显的核壳结构，粒径分布在40-60nm之间，虽然纳米粒子之间有黏连显像，但是粒子之间界限清楚，粒径均匀，可通过制备条件优化改善其分散性，达到无聚集状态。
实施例2磁性纳米颗粒的制备
S1：选择血卟啉作为光敏剂，在避光条件下，将2.7g血卟啉溶于50mL DMF中，称取2.1g EDC溶于50mL DMF中，称取3.6g NHS溶于50mL DMF中，合并以上DMF溶液，室温震荡活化4小时，得到活化体系1；
S2：将制备例3制备的金纳米粒子离心，取0.5mmol溶于10mL DMF中，称取0.6g EDC溶于20mL DMF中，称取1.0g NHS溶于20mL DMF中，合并以上DMF溶液，室温震荡活化4小时，得到活化体系2；
S3：将活化体系1与活化体系2合并，震荡摇匀；
S4：向活化合并体系中加入制备例2制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子3 mmol，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到磁性纳米颗粒。
对比实施例1无金纳米粒子嵌合的磁性纳米颗粒制备
选择血卟啉作为光敏剂，在避光条件下，将2.7g血卟啉溶于50mL DMF中，称取2.1g EDC溶于50mL DMF中，称取3.6g NHS溶于50mL DMF中，合并以上DMF溶液，室温震荡活化4小时，向活化体系中加入制备例2制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子3mmol，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到无金纳米粒子嵌合的磁性纳米颗粒。
效果例1磁性纳米颗粒的核磁共振成像效果
将实施例1、实施例2和对比实施例1制备的磁性纳米颗粒分散在PBS溶液中，配制成浓度为0.1mM的溶液，加入到6孔细胞培养板中，在0.5T的核磁共振仪中进行检测，结果如图5所示。
从核磁成像图可以看出，本发明所述的方法制备的磁性纳米颗粒配制的溶液T1成像效果好，实施例1和实施例2制备的磁性纳米颗粒成像效果优于对比实施例1，但没有明显差异，与实施例1和2相比，对比实施例1所述的磁性纳米颗粒表面没有嵌合金纳米粒子，说明磁性纳米颗粒表面修饰基团对核磁共振成像效果影响较小。
效果例2磁性纳米颗粒对细胞杀伤效果检测
为了检测本发明制备的磁性纳米颗粒的细胞光动力治疗效果，本试验以HeLa细胞为实验对象，以实施例1-2、对比实施例1制备的磁性纳米颗粒为实验组，设置空白对照，进行HeLa细胞光动力治疗，用MTT法测试细胞存活率，间接反映磁性纳米颗粒的光动力治疗效果。
试验具体操作如下：1，接种细胞，设计对照孔和调零孔的位置和数量，在96孔板外缘一周每孔加入200μL无菌PBS，这是为了避免因为水分蒸发造成浓度改变后影响实验结果。将HeLa细胞分散在培养基中制成单细胞悬液，在显微镜下进行细胞计数，以每孔 5000左右个细胞接种到96孔板上，每孔体积200μL，放入37℃，含5％CO2及饱和湿度的培养箱中培养24小时。2，配制实验药品，将实施例1、实施例2和对比实施例1制备的磁性纳米颗粒配置成浓度为0.1mM的溶液，用0.22μm的微孔滤膜过滤后无菌条件下保存待用。3，治疗作用，细胞培养24h后用移液枪将每孔旧培养基吸出，分别加入200μL 无菌PBS，对照孔和调零孔同样操作，将96孔板用630nm激光照射20分钟，继续培养 24h。4，呈色，小心称取MTT用无菌PBS配制成浓度为5mg/mL的溶液，取出96孔板，每孔加入20μL MTT溶液，在培养箱中孵育4h，避免将细胞吸走，我们用无菌注射器将旧培养基吸出，再每孔加入150μL DMSO，孵育10min。5，比色，选择490nm波长，在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值，记录结果。
通过公式：细胞活力＝(实验组A值-调零孔A值)/(对照孔A值-调零孔A值)计算出不同实验组细胞的细胞活力。本发明制备的磁性纳米颗粒对细胞杀伤效果如图6所示，与空白对照相比，本发明实施例1和实施例2制备的磁性纳米颗粒在630nm激光照射下细胞杀伤力更强，且实施例1与实施例2制备的磁性纳米颗粒细胞杀伤效果相当，对比实施例1制备的磁性纳米颗粒表面没有嵌合金纳米粒子，其细胞杀伤力较弱。综上可以得到如下结论：1，磁性纳米颗粒表面修饰光敏剂后可进行光动力治疗，当磁性纳米颗粒表面嵌合金纳米粒子后光动力治疗效果增强，说明金纳米粒子具有增效光敏剂的作用；2，本发明实施例1制备的磁性纳米颗粒分两步进行表面修饰，实施例2制备的磁性纳米颗粒一步修饰，通过结果可以发现两者光动力治疗效果相当，没有显著差异，由于实施例2制备方法更简单，优选实施例2所述的方法制备磁性纳米颗粒。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种磁性纳米颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备Fe3O4纳米粒子；
(2)在Fe3O4纳米粒子表面包覆介孔二氧化硅；
(3)制备金纳米粒子；
(4)在步骤(2)制备的纳米粒子介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和嵌合金纳米颗粒，从而制备得到磁性纳米颗粒；
所述步骤(1)中制备Fe3O4纳米粒子的方法选自化学共沉淀法、氧化共沉淀法、还原共沉淀法中的一种；
所述步骤(2)以正硅酸四乙酯为硅源，3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为共结构导向剂，在Fe3O4纳米粒子表面自组装形成表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子；
所述步骤(3)通过还原剂还原氯金酸的方法制备金纳米粒子，并利用金巯键在金纳米粒子表面修饰硫辛酸。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和嵌合金纳米颗粒方法包括：先将光敏剂结构中的羧基活化，键合在介孔二氧化硅表面，再将金纳米粒子表面的羧基活化，键合在介孔二氧化硅表面，通过控制金纳米粒子的粒径，使金纳米粒子嵌合在介孔二氧化硅的孔道中。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子，将二价铁盐和三价铁盐按比例混合，加入沉淀剂，搅拌，反应0.5-1小时即得到Fe3O4纳米粒子；
其中，二价铁盐选自FeSO4·7H2O或FeCl2·6H2O；三价铁盐选自FeCl3·6H2O，所述二价铁盐与三价铁盐反应摩尔质量比为1-1.5:2；所述沉淀剂选自氨水，质量浓度为30-35％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)制备表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子的方法为：将步骤(1)得到的Fe3O4纳米粒子分散在50-70℃水溶液中，调节pH值至8-9，依次加入正硅酸四乙酯和乙酸乙酯搅拌溶解，再加入3-氨基丙基-三乙氧基硅烷，保持反应液温度为60-65℃，搅拌反应20-24小时，将产物冷却，用乙醇离心洗涤3-6次，得到表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，分散在水中备用；
其中，正硅酸四乙酯、乙酸乙酯、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷的加入体积比为10-15:20-40:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中制备金纳米粒子的过程为：将HAuCl4·3H2O晶体溶于去离子水中，取玻璃小瓶加入4-6mL ddH2O后，通氮气，同时加入硫辛酸水溶液和HAuCl4水溶液，超声条件下孵育10-15分钟，加入NaBH4溶液，超声10-20分钟，溶液颜色由淡黄色变为紫红色，4℃保存备用，所述金纳米粒子粒径分布在2-5nm之间。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)在介孔二氧化硅表面修饰光敏剂包括：避光条件下，将光敏剂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化3-4小时，向活化体系中加入步骤(2)制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的Fe3O4纳米粒子；
所述步骤(4)中在介孔二氧化硅表面嵌合金纳米颗粒的方法为：将步骤(3)制备的金纳米颗粒溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化3-4小时，向活化体系中加入上步制备的介孔二氧化硅表面修饰光敏剂的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到磁性纳米颗粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的在介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和在介孔二氧化硅表面嵌合金纳米颗粒的过程可以同步进行或如权利要求6所述的分步进行。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的在介孔二氧化硅表面修饰光敏剂和在介孔二氧化硅表面嵌合金纳米颗粒的过程同步进行，具体包括：避光条件下，将光敏剂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化3-4小时，得到活化体系1；将步骤(3)制备的金纳米颗粒溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化3-4小时，得到活化体系2；将两个活化体系合并；加入步骤(2)制备的表面包覆介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子，震荡反应过夜，离心弃上清，清水洗涤，烘干，得到磁性纳米颗粒。
9.一种磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒通过权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的磁性纳米颗粒作为磁共振造影剂的应用。
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