一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针及其制备方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种新型的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针及其制备方法，属于医学影像材料制备技术领域。本发明专利技术的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，表达式为Gd/Yb@CDs。本发明专利技术还提供双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针的制备方法，该方法制备流程简单，制得的纳米探针不需要进一步修饰，纵向弛豫效率可以达到6.65mM

Double rare earth doped carbon dot magnetic resonance /CT/ fluorescence multimode imaging probe and preparation method thereof

The aim of the invention is to provide a new type of double rare earth doped carbon point magnetic resonance /CT/ fluorescent multimode imaging probe and its preparation method, which belongs to the technical field of medical image material preparation. The double rare earth doped carbon point magnetic resonance /CT/ fluorescence multimodal imaging probe is a Co doped carbon, nitrogen, oxygen, gadolinium and ytterbium, and the expression is Gd/Yb@CDs. The invention also provides a preparation method of double rare earth doped carbon point magnetic resonance /CT/ fluorescence multimodal imaging probe. The preparation process is simple, the prepared nano probe is not required to be further modified, and the longitudinal relaxation efficiency can reach 6.65mM.

【技术实现步骤摘要】
一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针及其制备方法
本专利技术属于医学影像材料制备
，具体涉及一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针及其制备方法。
技术介绍
磁共振成像技术因对人体无创、任意方向断层扫描三维图像且分辨率较高、提供形态与功能两方面诊断评价等突出优点，成为了临床上用于疾病诊断的重要手段之一。临床上使用磁共振造影剂可以提高成像的分辨率和灵敏度，提高图像质量，增强对比度和可读性。但是，各种成像技术由于实现原理不同，具有各自的优势和缺陷，靠传统单一的诊断模式无法提供疾病的全面信息，因而在对各种复杂疾病进行诊断时会受到一定的限制。因此，将磁共振成像与其他成像技术如CT成像、荧光成像、超声成像等联合起来使用，则可以达到优势互补的效果，能为疾病的临床诊断提供更快捷精确的信息，同时可将磁共振成像与各种治疗方式结合在一起，即开发基于磁共振成像的诊断治疗一体化试剂，以实现对疾病的及时治疗和实时监控。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针及其制备方法，该探针是一种适用于MRI/CT/FI多模式成像的Gd/Yb@CDs纳米探针，其纵向弛豫效率可以达到6.65mM-1s-1，高于临床使用的Gd-DTPA(3.69mM-1s-1)，是已报道的Gd@CDs(5.88mM-1s-1)的1.13倍。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，表达式为Gd/Yb@CDs。在上述技术方案中，所述镱元素还可以替换为镝或钬元素。在上述技术方案中，所述双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针呈单分散球形，平均粒径为5.26±0.93nm。在上述技术方案中，所述碳、氮、氧、钆和镱元素的百分含量分别为30.35％、8.67％、32.20％、7.40％和21.38％。一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将Na2EDTA、GdCl3、YbCl3和L-精氨酸溶于去离子水中，磁力搅拌，得到无色透明的溶液；步骤2、将步骤1得到的无色透明的溶液转移到反应釜中，于200℃下反应10h，待其冷却至室温后，通过离心收集上清液；步骤3、将步骤2得到的上清液转移到透析膜中，并用超纯水透析；步骤4、将透析后的溶液用微滤膜过滤、冷冻干燥后获得Gd/Yb@CDs。在上述技术方案中，所述GdCl3还可以替换为DyCl3或HoCl3。在上述技术方案中，所述Na2EDTA、GdCl3、YbCl3和L-精氨酸的摩尔比为250.00:3.34:30.06:70.00。在上述技术方案中，步骤1中磁力搅拌的时间为15min。在上述技术方案中，步骤2中离心收集上清液时的转速为11000rpm，时间为20min。在上述技术方案中，步骤4中所述微滤膜的孔径为0.22μm。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，该探针适用于磁共振成像、CT成像和荧光成像，纵向弛豫效率可以达到6.65mM-1s-1，高于临床使用的Gd-DTPA(3.69mM-1s-1)。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针与Gd@CDs相比，不仅增加了CT成像功能，其纵向弛豫效率也是已报道的Gd@CDs(5.88mM-1s-1)的1.13倍。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针中的Gd、Yb不会泄露。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针具有较高的化学稳定性和较低的毒性。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针在MRI/CT/FI成像中作为局部对比增强探针具有很大的应用潜力。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针的制备方法，其制备流程简单，制得的纳米探针不需要进一步修饰，其纵向弛豫效率就可以达到6.65mM-1s-1。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子的HRTEM照片。图2为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子的XPS谱图。图3为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子的FTIR谱图。图4为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子中Gd3+的泄露情况图表。图5为HeLa细胞和4T1细胞与不同浓度的Gd/Yb@CDs共同孵育4h和24h后的细胞存活率。图6为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs的UV-Vis的光谱图，其中图6A为吸收光谱、图6B为激发/发射荧光光谱。图7为HeLa细胞和Gd/Yb@CDs(1mg/mL)共同孵育2h后的细胞图像，其中(A)为亮场图像；(B)为荧光图像。图8为不同浓度的本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子和Gd-DTPA的体外MRI成像。图9为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子和Gd-DTPA的纵向弛豫效率1/T1随造影剂浓度变化的线性关系图。图10为不同浓度的本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子和碘比醇溶液的体外CT成像。图11为本专利技术实施例制备的Gd/Yb@CDs纳米粒子和碘比醇溶液的CT值随纳米粒子浓度变化的线性关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做以详细说明。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，表达式为Gd/Yb@CDs，呈单分散球形，平均粒径为5.26±0.93nm。其中的镱元素还可以替换为镝或钬元素。优选所述碳、氮、氧、钆和镱元素的百分含量分别为30.35％、8.67％、32.20％、7.40％和21.38％。本专利技术提供的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将Na2EDTA、GdCl3、YbCl3和L-精氨酸溶于去离子水中，磁力搅拌15min，得到无色透明的溶液；优选所述Na2EDTA、GdCl3、YbCl3和L-精氨酸的摩尔比为250.00:3.34:30.06:70.00；所述GdCl3还可以替换为DyCl3或HoCl3；步骤2、将步骤1得到的无色透明的溶液转移到反应釜中，于200℃下反应10h，待其冷却至室温后，通过离心收集上清液，转速为11000rpm，时间为20min；步骤3、将步骤2得到的上清液转移到透析膜中，并用超纯水透析；步骤4、将透析后的溶液用孔径为0.22μm的微滤膜过滤、冷冻干燥后获得Gd/Yb@CDs。实施例用天平称量Na2EDTA(93.06mg，0.25mmol)，GdCl3(0.88mg，3.34μmol)，YbCl3(8.48mg，30.06μmol)和L-精氨酸(12.54mg，0.07mmol)溶于20mL去离子水中，将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌15min，得到无色透明的溶液。将该溶液转移到50毫升聚四氟乙烯反应釜中，并将其放入烘箱中200℃下反应10h。待其冷却至室温后，通过离心收集上清液，转速为11000rpm，离心20min以除去黑色沉淀，反复三次。将得到的棕黄色上清液转移到透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，其特征在于，是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，表达式为Gd/Yb@CDs。

【技术特征摘要】
1.一种双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，其特征在于，是由碳、氮、氧、钆和镱元素组成的钆和镱共掺杂碳点，表达式为Gd/Yb@CDs。2.根据权利要求1所述的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，其特征在于，所述镱元素还可以替换为镝或钬元素。3.根据权利要求1所述的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，其特征在于，其呈单分散球形，平均粒径为5.26±0.93nm。4.根据权利要求1所述的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针，其特征在于，所述碳、氮、氧、钆和镱元素的百分含量分别为30.35％、8.67％、32.20％、7.40％和21.38％。5.根据权利要求1所述的双稀土掺杂碳点磁共振/CT/荧光多模态成像探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将Na2EDTA、GdCl3、YbCl3和L-精氨酸溶于去离子水中，磁力搅拌，得到无色透明的溶液；步骤2、将步骤1得到的无色透明的溶液转移到反应釜中，于200℃下反应10h，待其冷却至室温后，通过离心收集上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国英，赵彦芝，姜春竹，张海悦，陆伟，王若明，单雪茹，陈潜，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22