磁共振、荧光双显影纳米凝胶探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了磁共振、荧光双显影的复合纳米凝胶、探针及其制备方法。该方法包括将纳米凝胶与核磁显影分子偶联制备磁共振显影功能化纳米凝胶步骤、及进一步与荧光分子偶联制备磁共振、荧光双显影功能化纳米凝胶步骤。本发明专利技术实现了红外显影和磁共振显影的双重显影，使得具有互补性的高分辨率磁共振显影和高灵敏性的荧光显影得以结合。此外，纳米凝胶还具有还原性物质及弱酸性环境的响应性，可在肿瘤环境中“解体”从而促进荧光和磁共振显影信号的突变，在肿瘤的高灵敏度诊断中具有良好的应用前景。

Magnetic resonance and fluorescent double developing nano gel probe and preparation method thereof

The invention discloses a composite nanometer gel and probe with magnetic resonance and fluorescent double development and a preparation method thereof. The method includes coupling magnetic nano gel and preparation of functional magnetic resonance imaging of molecular imaging of nano gel and further steps, and fluorescent molecules were prepared by coupling the magnetic resonance and fluorescence imaging of functionalized nano gel steps. The invention realizes the dual development of infrared development and magnetic resonance development, so that the complementary high resolution magnetic resonance development and the high sensitivity fluorescent development can be combined. In addition, nano gel has reduced substance and weak acid environment response, in the tumor environment so as to promote the \disintegration\ fluorescence and magnetic resonance imaging signal mutation, has good application prospect in high sensitivity in the diagnosis of tumor.

【技术实现步骤摘要】
磁共振、荧光双显影纳米凝胶探针及其制备方法
本专利技术涉及一种功能性纳米凝胶探针及其制备方法，具体是一种磁共振荧光双显影功能性纳米凝胶探针及其制备方法,属于生物医用材料

技术介绍
纳米凝胶的粒径小，有较大的比表面积，很强的吸附性和生物活性，且稳定性良好，易于在肝脏和淋巴系统汇聚而具有靶向性。纳米凝胶容易通过细胞膜进入细胞，可以实现药物和DNA、RNA等的输送，并可保护药物及所载物质，提高运送效率和生物利用度，被广泛应用于生物医学领域。因此，对功能性纳米凝胶载体在生物体内的运行轨迹、药物释放部位、释放方式、治疗效果等进行精确的监测具有十分重要的意义。然而，由于生物组织对光的高散射和高吸收的制约，传统的光学成像技术已难以达到要求。近红外荧光探针具有较大的组织穿透距离，且在650-1000nm的波段范围内生物组织的自发荧光干扰较为微弱，使得在一定深度的组织内可获得较好的近红外荧光信号，提高细胞显影的准确性，且相比传统荧光探针，可降低对生物组织造成的光损伤。文献(ZhouS,MinX，DouH,etal.Facilefabricationofdextran-basedfluorescentnanogelsaspotentialglucosesensors[J].ChemicalCommunications,2013,49:9473-9475)公开了一种荧光探针的制备方法，在氮气保护下，依次加入引发剂、单体、交联剂后透析得到纳米凝胶，最后加入3HF-AM荧光分子制备成荧光显影探针。但是近红外显影的显示分辨率低。MRI显影是另外一类广泛应用的生物医学显影方式，文献(DarrasV,NeleaM,WinnikFM,etal.ChitosanmodifiedwithgadoliniumdiethylenetriaminepentaaceticacidformagneticresonanceimagingofDNA/chitosannanoparticles[J].CarbohydratePolymers,2010,80(4):1137-1146.)公开了一种制备磁共振显影探针的方法，通过在纳米粒子中加入螯合有钆离子的DTPA的方法，将核磁显影试剂连接至壳聚糖纳米粒子之上形成磁共振显影探针。磁共振显影虽然能够提供高分辨的组织信息以及三维成像结构，但是其灵敏度和靶向性较差，在临床应用中受到限制。现有探针都只具备单功能显影能力，无法同时实现两种显影方式，因此无法积聚两种显影方式的优势于一身。若将两者结合，制备兼具近红外光和MRI双显影性能的显影探针，则可实现磁共振显影的高分辨率与光学显影形成良好的互补，对于疾病的准确诊断无疑具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何实现具备近红外光和MRI双显影能力的探针。为实现上述目的，本专利技术提供了磁共振荧光双显影探针及其制备方法。技术方案一:一种磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将纳米凝胶与核磁显影分子偶联；生成磁共振显影化纳米凝胶；步骤2：将步骤1生成的磁共振显影化纳米凝胶与荧光分子偶联，生成磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶。进一步，所述核磁显影分子为螯合有钆离子的DTPA或DOTA分子。进一步，所述荧光分子为甲基菁染料Cy3、Cy5、Cy5.5或Cy7。进一步，所述纳米凝胶以多糖为基体,由对还原性物质或弱酸性环境具有响应性的交联剂交联而成；其制备方法包括以下步骤：步骤N1：在隔绝空气的条件下，将多糖基体充分溶解后，加入引发剂，所述引发剂为可在多糖上引发自由基的化合物；步骤N2：在多糖基体反应15-30分钟后，加入疏水性单体和对还原性物质或弱酸性环境敏感的交联剂进一步反应；更进一步，所述多糖基体为葡聚糖、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基葡聚糖或二乙氨基葡聚糖。更进一步，所述引发剂过氧化二苯甲酰、N，N-二甲苯基胺、过氧化十二酰、过硫酸铵或硝酸铈铵。更进一步，所述单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸丁酯。更进一步，所述交联剂为含有二硫键的化合物或N,N-亚甲基双丙烯酰胺。更进一步，还包括对所述磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶的透析处理步骤。技术方案二：一种磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶，根据技术方案一所述的制备方法制备而成。技术方案三：一种探针，所述探针的基体为磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶，根据技术方案一中所述的制备方法制备。技术效果本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术同步实现了红外显影和磁共振显影，既具有磁共振显影的高分辨性又有荧光显影的高灵敏性，两者互为辅助，对研究探针在体内的运行轨迹和其上负载药物的作用机理有极大帮助，从而在生物医用材料领域具有很大的应用潜力。2、本方法的基体同时对还原性及弱酸性环境具有响应性，可在肿瘤环境中“解体”从而促进荧光和磁共振显影信号的突变，在肿瘤的高灵敏度诊断中具有良好的应用前景。3、本专利技术合成方法简单，成本低，且高效便捷。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的制备示意图。具体实施方式实施例1：一种磁共振荧光双显影探针的制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备纳米凝胶；包括以下步骤：步骤N1：在隔绝空气的条件下，将壳聚糖加入到一定量的醋酸溶液中，并于室温下进行磁力搅拌24h，使充分溶解；取50mL的壳聚糖溶液加入三口烧瓶，氮气保护，在30℃油浴下恒温搅拌后，加入引发剂硝酸铈铵；在多糖单体反应15分钟后，用微量进样器加入单体丙烯酸甲酯0.640mL进行反应；并加入对还原性物质环境敏感的交联剂DADS；并在在氮气保护下继续反应4h；步骤N2：将反应后的凝胶进行透析，以去除其中的杂质；步骤2：将制备得到的纳米凝胶与含有磁性粒子的核磁显影分子偶联；取15.0mgDTPA，溶于5mL的TEMED/HCL缓冲溶液中，加入14mg的EDC与6mg的NHS；待全部溶解后与壳聚糖凝胶混合，磁力搅拌72h后转入透析袋透析；将6.9mg的无水氯化钆加入已偶联有DTPA的凝胶，磁力搅拌12h后透析；步骤3：将与所述磁性粒子偶联的纳米凝胶进一步偶联荧光分子，使其具有荧光显影的功能，得到功能化纳米凝胶；取10mL步骤2的透析产物与Cy5.5-NHS酯以1:25的质量比混合，在室温下磁力搅拌24h；反应后将凝胶透析，得到壳聚糖基双显影的功能化纳米凝胶。通过动态光散射在MalvernZetasizerZS90上进行表征，壳聚糖基双显影功能化纳米凝胶的粒径在206nm。实施例2：一种磁共振荧光双显影探针的制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备纳米凝胶；包括以下步骤：步骤N1：在隔绝空气的条件下，羧甲基葡聚糖加入到一定量的去离子水中，加热并进行磁力搅拌24h使充分溶解；取50mL的羧甲基葡聚糖溶液加入三口烧瓶，氮气保护，在50℃油浴下恒温搅拌后，加入引发剂过氧化二苯甲酰；在多糖单体反应30分钟后，用微量进样器加入单体甲基丙烯酸甲酯0.360mL进行反应；并加入对还原性物质敏感的交联剂DADS；在氮气保护下继续反应12h；步骤N2：将反应后的凝胶进行透析，以去除其中的杂质；步骤2：将制备得到的纳米凝胶与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振、荧光双显影复纳米凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将纳米凝胶与核磁显影分子偶联；生成磁共振显影功能化纳米凝胶；步骤2：将所述磁共振显影化纳米凝胶与荧光分子偶联，生成磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振、荧光双显影复纳米凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将纳米凝胶与核磁显影分子偶联；生成磁共振显影功能化纳米凝胶；步骤2：将所述磁共振显影化纳米凝胶与荧光分子偶联，生成磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶。2.根据权利要求1所述的磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶的制备方法，其特征在于：所述核磁显影分子为螯合有钆离子的DTPA或DOTA分子。3.根据权利要求1所述的磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶的制备方法，其特征在于：所述荧光分子为甲基菁染料Cy3、Cy5、Cy5.5或Cy7。4.根据权利要求1所述的磁共振荧光双显影功能化纳米凝胶的制备方法，其特征在于：所述纳米凝胶以多糖为基体,由对还原性物质或弱酸性环境敏感的交联剂交联而成；其制备方法包括以下步骤：步骤N1：在隔绝空气的条件下，将多糖基体充分溶解后，加入引发剂，所述引发剂为可在多糖上引发自由基的化合物；步骤N2：在多糖基体反应15-30分钟后，加入疏水性单体和对还原性物质或弱酸性环境敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦红静，袁晓菁，代振邦，梅传能，李文，姚昊，王灏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31