CN114225054A - 一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用 - Google Patents
一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种杂化有机‑金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机‑金属框架磁性材料由铜金属有机框架作为载体搭载吡咯类杂环化合物而获得。所述杂化有机‑金属框架磁性材料室温下呈现超顺磁性且磁性稳定，可增强T1加权磁共振成像效果，具有良好作为核磁共振造影剂的应用前景。
Description
技术领域
本申请涉及一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，属于生物医药领域。
背景技术
众所周知，纯粹的铁磁性物质并不多见，在室温下只有3种元素具有磁性：铁、钴和镍。在过去的几十年中，科学家付出很多努力，尝试发展部分含有或者全部由有机分子构成的有机磁体，如分子磁体、磁性有机金属框架和有机-无机杂化磁性材料等。其中，结合金属中心和有机分子构筑的杂化有机-金属磁性材料，由于有机相与无机相界面处存在强的价键相互作用，容易将电子从金属上剥离下来，使之具有部分磁性，产生了不同于组成单元的、新的性质。这种创新技术能够在多个领域都有应用前景，比如为磁共振成像(MRI)提供一个具有更好生物相容性和环境友好度的造影剂等。磁有序温度高于室温，是磁性材料能够在室温或高于室温应用的前提。然而，在有机磁体中，除了极少数的分子磁体和磁性有机金属框架结构显示了磁有序温度接近或高于室温，且产生的磁性很弱、不稳定，因此，这种有机-金属杂化磁性材料还有很长的路要走。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料室温下呈现超顺磁性且磁性稳定，可增强T1加权磁共振成像效果，具有良好的作为核磁共振造影剂的应用前景。
一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料包括功能性材料和搭载功能性材料的铜金属有机框架；其中，所述功能性材料包括吡咯类杂环化合物。
本发明创造性地选择吡咯类杂环化合物，其与铜金属有机框架Cu-MOF进行配位，杂环化合物π电子体系电子云向Cu2+偏移，诱导Cu2+中心磁性化，使杂化有机-金属框架磁性材料具有部分磁性。
可选地，所述述杂化有机-金属框架磁性材料中还包括两亲性聚合物；其中，所述两亲性聚合物包覆在最外层。
可选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料中两亲性聚合物的含量为20～60wt％。
可选地，所述两亲性聚合物选自磷脂-聚乙二醇、羧基化磷脂聚乙二醇、氨基化磷脂聚乙二醇、羟基化磷脂聚乙二醇、巯基化磷脂聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。
可选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料中吡咯类杂环化合物的搭载量为10～80wt％。
可选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料的粒径尺寸为40～300nm。
可选地，所述吡咯类杂环化合物选自原卟啉及其衍生物、四苯基卟啉四磺酸及其衍生物、5，10，15，20-四(4-吡啶基)卟啉及其衍生物、5，10，15，20-四(4-甲氧苯基)卟啉及其衍生物、5-(4-羧苯基)-10，15，2-三苯基卟啉及其衍生物、间-四苯基卟吩及其衍生物、中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸及其衍生物中的至少一种。
可选地，所述吡咯类杂环化合物具有如下结构：
可选地，所述吡咯类杂环化合物通过配位键固定在所述铜金属有机框架上。
可选地，所述铜金属有机框架由含有铜金属离子的化合物和有机配体反应获得。
可选地，所述铜金属有机框架的粒径为40～300nm；所述铜金属有机框架的孔隙率为50～600m2/g。
可选地，所述铜金属有机框架的制备方法包括以下步骤：将含有铜金属离子的化合物、有机配体的溶液I在0～200℃条件下反应1～48h，得到所述铜金属有机框架。
可选地，所述溶液I的反应温度上限选自25、40、70、80、100、150、200℃；下限选自0、25、40、70、80、100、150℃。
可选地，所述溶液I的反应时间上限选自6、8、25、36、48h；下限选自1、2、6、8、25、36h。
可选地，所述溶液I在碱性条件下反应。
可选地，所述碱性条件由氢氧化钠提供。
可选地，所述有机配体选自邻间苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸、3-乙酰苯甲酸、3-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸、4-羟甲基苯甲酸、4-叔丁基苯甲酸、4-乙氧基苯甲酸、对环己基苯甲酸、4-(氨基甲基)苯甲酸、4-氨基苯二甲酸、5-氨基间苯二甲酸、邻羧基苯乙酸中的至少一种。
可选地，所述含有铜金属离子的化合物选自金属铜的硝酸盐、氯化盐、醋酸盐、硝酸盐水合物、氯化盐水合物、醋酸盐水合物中的至少一种。
可选地，所述含有铜金属离子的化合物选自Cu(NO3)2·3H2O、Cu(CH3COO)2·H2O、Cu(CH3COOH)2、Cu(NO3)2、CuCl2·2H2O、CuCl2·3H2O、CuCl2中的至少一种。
可选地，所述溶液I的溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇、正己烷、环己烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、吡啶、油酸中的至少一种。
可选地，所述溶液I的溶剂包括：油酸、乙醇、正己烷、水。
可选地，所述溶液I中，所述含有铜金属离子的化合物的浓度为1～5mg/mL。
可选地，所述溶液I中，所述含有铜金属离子的化合物的浓度为2～3mg/mL。
可选地，所述溶液I中，所述有机配体的浓度为0.1～5mg/mL。
可选地，所述溶液I中，所述有机配体的浓度上限选自0.5、1、2、3、4、5mg/mL；下限选自0.1、1、2、3、4mg/mL。
可选地，所述含有铜离子化合物与有机配体的质量比(mg/mg)为(40～50)：(2.5～50)。
可选地，所述述含有铜离子化合物与有机配体的质量比(mg/mg)为(40～50)：(10～50)。
可选地，所述述含有铜离子化合物与有机配体的质量比(mg/mg)为(40～50)：(2.5～10)。
可选地，所述述含有铜离子化合物与有机配体的质量比(mg/mg)为(40～50)：(45～50)。
可选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料的制备方法包括以下步骤：将含有铜金属有机框架、吡咯类杂环化合物的原料I进行反应，得到所述的杂化有机-金属框架磁性材料。
可选地，所述铜金属有机框架与所述吡咯类杂环化合物的质量比为2～8：1。
可选地，所述铜金属有机框架与所述吡咯类杂环化合物的质量比为2～4：1。
可选地，所述铜金属有机框架与所述吡咯类杂环化合物的质量比为4～8：1。
可选地，所述铜金属有机框架与所述吡咯类杂环化合物的质量比上限选自2:1、3:1、4:1、5:1，下限选自5:1、6:1、7:1、8:1。
可选地，所述原料I中还含有两亲性聚合物，所述两亲性聚合物选自磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)、羧基化磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG-COOH)、氨基化磷脂聚乙二醇、羟基化磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG-OH)、巯基化磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG-SH)、聚氧乙烯聚氧丙烯醚(F127)中的至少一种。
可选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料的制备方法包括以下步骤：
(S1)将含有铜金属有机框架、吡咯类杂环化合物的溶液M在10～30℃下反应4～48小时，获得中间产物I；
(S2)将含有中间产物I与两亲性聚合物的溶液N进行超声分散，获得所述杂化有机-金属框架磁性材料。
可选地，所述溶液M和溶液N的溶剂独立地选自甲醇、氯仿、丙酮、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇、正己烷、环己烷、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、吡啶中的至少一种。
可选地，所述溶液M中所述铜金属有机框架的浓度为2～40mg/mL。
可选地，所述溶液M中所述铜金属有机框架的浓度上限选自为3、4、10、15、20、30、40mg/mL；下限选自为4、10、15、20、30mg/mL。
可选地，所述溶液M中所述吡咯类杂环化合物的浓度为1～5mg/mL。
可选地，所述溶液M中所述吡咯类杂环化合物的浓度为1～2mg/mL。
可选地，所述溶液M中所述吡咯类杂环化合物的浓度为3～5mg/mL。
可选地，所述溶液N中所述中间中间产物I的浓度为2～8mg/mL。
可选地，所述溶液N中所述中间中间产物I的浓度上限选自2、3、4mg/mL；下限选自1、2、3mg/mL。
可选地，所述溶液N中所述两亲性聚合物的浓度为2～8mg/mL。
可选地，所述溶液N中所述两亲性聚合物浓度上限选自2、3、4mg/mL；下限选自1、2、3mg/mL。
可选地，所述步骤(S2)中，中间产物I与两亲性聚合物的质量比为0.5～8:1。
可选地，所述步骤(S2)中，中间产物I与两亲性聚合物的质量比为0.5～2:1。
可选地，所述步骤(S2)中，中间产物I与两亲性聚合物的质量比为0.5～1:1。
可选地，所述步骤(S2)中，中间产物I与两亲性聚合物的质量比为1～2:1。
本申请能产生的有益效果包括：
(1)本申请提供的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料由铜金属有机框架作为载体搭载吡咯类杂环化合物而获得，所述铜金属有机框架具有载体性质，能有效减少Cu2+的泄露，能增强T1加权磁共振成像效果。
(2)本申请提供的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料室温呈现超顺磁性且磁性稳定，并且其生物相容性好，对正常细胞毒性小，具有良好的临床应用前景。
(3)本申请提供的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料，本身不仅可以作为输送载体，而且可以使其在体内循环过程中更加稳定，增强了T1加权磁共振成像效果。
(4)本申请提供的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，所述杂化有机-金属框架磁性材料的制备工艺条件温和，步骤简单，易于操作，产物单一，且得率高。
附图说明
图1为实施例2中制备的铜金属框架Cu-MOF的TEM图(a)和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的TEM图(b)；
图2为实施例2中制备的铜金属有机框架Cu-MOF(图中对应金属有机框架)和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料以及中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的IR图；
图3为实施例2中制备的铜金属有机框架Cu-MOF(图中对应金属有机框架)和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的PPMS图；
图4为实施例2中制备的铜金属有机框架Cu-MOF和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的T1加权磁共振成像图；
图5为实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的细胞毒性图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
除非特别说明，本申请所用原料均可通过市场购买。未做特殊说明的情况下，本申请通用的测试条件如下：
(1)透射电镜表征(TEM)
在FEITecnai F20透射电子显微镜上进行，测试条件：200Kv，101μA。
(2)智能型傅里叶红外光谱表征(FT-IR)
在Thermo NICOLET 6700智能型傅里叶红外光谱仪上进行。
(3)M-H曲线表征
在Model-9 PPMS型物理测试系统上进行，测试条件：300k，-30-30kOe。
(4)MRI表征
测试条件为T1：TR＝200-600ms，TE＝18.2ms。
本申请所述的室温为25℃。
实施例1铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比2：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取50mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在70℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例2铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取50mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在70℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例3铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：3的乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取50mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在70℃下搅拌6小时，得到金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例4铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取25mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在70℃下搅拌8小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例5铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg CuCl2·2H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取10mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在70℃下搅拌36小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例6铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取10mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在100℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例7铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取10mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在200℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例8铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取10mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在150℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例9铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg CuCl2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取2.5mg间苯三甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在150℃下搅拌48小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例10铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取50mg邻羧基苯乙酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在100℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例11铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(CH3COO)2·H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取2.5mg邻羧基苯乙酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在150℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例12铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(CH3COOH)2，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取2.5mg邻羧基苯乙酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在150℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例13铜金属有机框架材料Cu-MOF的合成
(1)量取体积比1：1：3的油酸、乙醇和正己烷的混合物于50℃下搅拌10分钟，得到A溶液待用；
(2)称取40mgNaOH，将其溶解到4mL水中，加入到10mL A溶液中，50℃下搅拌10分钟，得到B溶液待用；
(3)称取50mg Cu(NO3)2·3H2O，将其溶解到1mL水中，加入到B溶液中，50℃下搅拌15分钟，得到C溶液待用；
(4)称取10mg苯甲酸，将其溶解到1.5mL乙醇/水(V/V＝1.5:1)中，加入到C溶液中，获得溶液I，溶液I在200℃下搅拌2小时，得到铜金属有机框架Cu-MOF；
(5)转速11000转/分钟下，环己烷/乙醇(V/V＝1:1)离心5分钟，离心3次，最后溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中待用。
实施例14杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为2：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为2mg/mL。溶液M于室温下搅拌16小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于甲醇溶液，备用；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)于装有50mL甲醇的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的质量比为2：1，其中中间产物I的浓度为4mg/mL，两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的浓度为2mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG。
实施例15杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为2：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为2mg/mL。溶液M于室温下搅拌16小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于甲醇溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)于装有50mL甲醇的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的质量比为0.5：1，其中中间产物I的浓度为4mg/mL，两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的浓度为8mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG。
实施例16杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为1：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为4mg/mL。溶液M于室温下搅拌16小时，离心收集沉淀，获得中间产物I溶于甲醇溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)于装有50mL甲醇的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的质量比为0.5：1，其中中间产物I的浓度为4mg/mL，两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的浓度为8mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG。
实施例17杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为2：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为2mg/mL。溶液M于室温下搅拌4小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于甲醇溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)于装有50mL甲醇的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的质量比为0.5：1，其中中间产物I的浓度为4mg/mL，两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的浓度为4mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG。
实施例18杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG-COOH的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为2：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为2mg/mL。溶液M于室温下搅拌4小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于甲醇溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物羧基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-COOH)于装有50mL甲醇的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物羧基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-COOH)的质量比为0.5：1，其中中间产物I的浓度为4mg/mL，两亲性聚合物羧基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-COOH)的浓度为8mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG-COOH。
实施例19杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG-NH2的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为4：1，其中Cu-MOF的浓度为4mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为1mg/mL。溶液M于室温下搅拌36小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于氯仿溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与两亲性聚合物氨基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-NH2)于装有50mL氯仿的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物氨基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-NH2)的质量比为0.5：1，其中中间产物I的浓度为5mg/mL，两亲性聚合物氨基化磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-NH2)的浓度为2.5mg/mL溶。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG-NH2。
实施例20杂化有机-金属框架磁性材料Cu-MOF/TCPP-PEG的合成
(1)将实施例2所获得的Cu-MOF溶液与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)混合，获得溶液M，所述溶液M中Cu-MOF与中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的质量比为8：1，其中Cu-MOF的浓度为40mg/mL，中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的浓度为5mg/mL。溶液M于室温下搅拌48小时，离心收集沉淀，获得中间产物I，溶于丙酮溶液；
(2)取步骤(1)中所获得的中间产物I与和两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)溶于装有50mL丙酮的单口烧瓶中，获得溶液N，所述溶液N中，中间产物I与两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG-COOH)的质量比为0.5:1，其中中间产物I的浓度为5mg/mL，两亲性聚合物磷脂-聚乙二醇(DSPE-PEG)的浓度为5mg/mL。溶液N超声分散均匀后，40℃旋转蒸发，得到产物Cu-MOF/TCPP-PEG。
实施例21形貌和结构表征
(1)透射电镜表征(TEM)
在FEITecnai F20透射电子显微镜上进行，测试条件：200Kv，101μA。
(2)智能型傅里叶红外光谱表征(FT-IR)
在Thermo NICOLET 6700智能型傅里叶红外光谱仪上进行。
(3)M-H曲线表征
在Model-9 PPMS型物理测试系统上进行，测试条件：300k，-30-30kOe。
(4)MRI表征
测试条件为T1：TR＝8000ms，TE＝200ms，T2：TR＝4000ms，TE＝200ms。
对实施例中所述铜金属有机框架Cu-MOF和杂化有机-金属框架磁性材料进行形貌和结构表征。
图1给出了实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF的TEM图(a)和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的TEM图(b)。
从图中可以看出：实施例2所述金属有机框架Cu-MOF和实施例18中制备的杂化有机-金属框架磁性材料的粒径尺寸在70～100nm。
其他铜金属有机框架Cu-MOF的测试结果与实施例2的测试结果类似；其他杂化有机-金属框架磁性材料与实施例18的测试结果类似。
图2给出了实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF(图中对应金属有机框架)和实施例18所述杂化有机-金属框架磁性材料以及中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸(TCPP)的IR图。
从图中可以看出：实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF在965cm-1出现N-H键吸收峰，而在杂化有机-金属框架磁性材料在999cm-1出现Cu-N键吸收峰，说明Cu2+取代H+与吡咯类杂环化合物发生配位。
图3给出了实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF(图中对应金属有机框架)和和实施例18所述杂化有机-金属框架磁性材料的PPMS图。
从图3中可以看出：实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF是顺磁性，实施例18所述杂化有机-金属框架磁性材料室温下呈现超顺磁性。
图4给出了实施例2所述铜金属有机框架Cu-MOF以及实施例18所述杂化有机-金属框架磁性材料的T1加权MRI图。
从图4可以看出，在相同浓度下，杂化有机-金属框架磁性材料的T1加权成像增强效果更佳。
图5给出了实施例18所述杂化有机-金属框架磁性材料的细胞毒性结果，横坐标为杂化有机-金属框架磁性材料的浓度(μg/mL)，纵坐标为细胞存活率(％)。
从图5可以看出，在300ug/mL时，细胞存活率仍有80％以上，证明材料具有良好的细胞生物相容性。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料包括功能性材料和搭载功能性材料的铜金属有机框架；
其中，所述功能性材料包括吡咯类杂环化合物。
2.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料中还包括两亲性聚合物；其中，所述两亲性聚合物包覆在最外层；
优选地，所述杂化有机-金属框架磁性材料中两亲性聚合物的含量为20～60wt％；
优选地，所述两亲性聚合物选自磷脂-聚乙二醇、羧基化磷脂聚乙二醇、氨基化磷脂聚乙二醇、羟基化磷脂聚乙二醇、巯基化磷脂聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料中吡咯类杂环化合物的搭载量为10～80wt％。
4.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料的粒径尺寸为40～300nm；
优选地，所述吡咯类杂环化合物选自原卟啉及其衍生物、四苯基卟啉四磺酸及其衍生物、5，10，15，20-四(4-吡啶基)卟啉及其衍生物、5，10，15，20-四(4-甲氧苯基)卟啉及其衍生物、5-(4-羧苯基)-10，15，2-三苯基卟啉及其衍生物、间-四苯基卟吩及其衍生物、中-四苯基卟啉-4，4’，4”，4”’-四甲酸及其衍生物中的至少一种；
优选地，所述吡咯类杂环化合物通过配位键固定在所述铜金属有机框架上。
5.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述铜金属有机框架由含有铜金属离子的化合物和有机配体反应获得；
优选地，所述铜金属有机框架的粒径为40～300nm；所述铜金属有机框架的孔隙率为50～600m2/g；
优选地，所述铜金属有机框架的制备方法包括以下步骤：将含有铜金属离子的化合物、有机配体的溶液I在0～200℃条件下反应1～48h，得到所述铜金属有机框架；
优选地，所述有机配体选自邻间苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸、3-乙酰苯甲酸、3-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸、4-羟甲基苯甲酸、4-叔丁基苯甲酸、4-乙氧基苯甲酸、对环己基苯甲酸、4-(氨基甲基)苯甲酸、4-氨基苯二甲酸、5-氨基间苯二甲酸、邻羧基苯乙酸的至少一种；
优选地，其特征在于，所述含有铜金属离子的化合物选自金属铜的硝酸盐、氯化盐、醋酸盐、硝酸盐水合物、氯化盐水合物、醋酸盐水合物中的至少一种；
优选地，所述溶液I的溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇、正己烷、环己烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、吡啶、油酸中的至少一种；
优选地，所述溶液I中，所述含有铜金属离子的化合物的浓度为1～5mg/mL；所述有机配体的浓度为0.1～5mg/mL；
优选地，其特征在于，所述含有铜离子化合物与有机配体的质量比(mg/mg)为(40～50)：(2.5～50)。
6.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料的制备方法包括以下步骤：将含有铜金属有机框架、吡咯类杂环化合物的原料I进行反应，得到所述的杂化有机-金属框架磁性材料；
优选地，所述原料I中铜金属有机框架与所述吡咯类杂环化合物的质量比为2～8：1。
7.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料的制备方法包括以下步骤：
(S1)将含有铜金属有机框架、吡咯类杂环化合物的溶液M在10～30℃下反应4～48小时，获得中间产物I；
(S2)将含有中间产物I与两亲性聚合物的溶液N进行超声分散，获得所述杂化有机-金属框架磁性材料；
优选地，所述溶液M和溶液N的溶剂独立地选自甲醇、氯仿、丙酮、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇、正己烷、环己烷、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、吡啶中的至少一种；
优选地，所述溶液M中所述铜金属有机框架的浓度为2～40mg/mL。
8.根据权利要求7所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述溶液M中所述吡咯类杂环化合物的浓度为1～5mg/mL；
优选地，所述溶液N中所述中间中间产物I的浓度为2～8mg/mL；
优选地，所述溶液N中所述两亲性聚合物的浓度为2～8mg/mL。
9.根据权利要求7所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述步骤(S2)中，中间产物I与两亲性聚合物的质量比为0.5～8:1。
10.根据权利要求1所述的杂化有机-金属框架磁性材料作为核磁共振造影剂的应用，其特征在于，所述杂化有机-金属框架磁性材料具有超顺磁性。
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