本发明专利技术涉及纳米材料与分子影像成像领域，具体涉及一种金属铱配合物溶液与核素溶液混合，在磷光成像中的应用。所述金属铱配合物溶液的浓度为0.05‑10mg/mL。所述核素溶液的活度为0.01～10mCi。本发明专利技术通过脂质体包裹的方法改善金属铱配合物的生物相容性，使其具有良好的光稳定性、化学稳定性和低细胞毒性，改变其原有只能通外界激发光源激发产生强背景噪声的磷光的成像方式，拓展其在放射性核素激发磷光中的应用，在分子影像领域或有广阔的应用前景。本发明专利技术提供了金属铱配合物磷光新的激发方式，应用于荧光成像中，能够采集到更多的光学信号，光学灵敏度高，获得更好的组织穿透性，可探测到较深的组织不能探测到的光学信号。
Application of Iridium Complex Nanoparticles in Radionuclide Excited Phosphorescence Imaging
The invention relates to the field of nanometer materials and molecular imaging, in particular to the application of iridium complex solution mixed with nuclide solution in phosphorescent imaging. The concentration of the metal iridium complex solution is 0.05 10 mg/mL. The activity of the nuclide solution is 0.01-10 mCi. The present invention improves the biocompatibility of iridium metal complexes by liposome encapsulation, makes them have good light stability, chemical stability and low cytotoxicity, changes the original phosphorescence imaging mode which can only excite strong background noise through external excitation light source, expands its application in radionuclide excitation phosphorescence, and has broad application in the field of molecular imaging. Prospects. The invention provides a new excitation method of phosphorescence of metal iridium complex, which can collect more optical signals in fluorescence imaging, has high optical sensitivity, achieves better tissue penetration, and detects optical signals which can not be detected by deeper tissues.
【技术实现步骤摘要】
一种金属铱配合物纳米粒子在核素激发磷光成像中的应用
本专利技术涉及纳米材料与分子影像成像领域，具体涉及一种金属铱配合物在核素激发磷光成像中的应用。
技术介绍
切伦科夫光学成像(Cerenkovluminescenceimaging,CLI)是基于核素的切伦科夫辐射效应(Cerenkovradiation,CR)的一种新的光学成像方法。CR是指带电粒子在介质中运行的速度大于光在介质中运行的速度时，带电粒子可将其能量的一部分转化为可见光，这种可见光可以被高灵敏度光学相机采集后进行光学显像并称之为切伦科夫光学显像。该光谱连续并且波峰主要分布在紫外和蓝光波段。目前使用的放射性核素在衰变时，常伴随产生β+、β-或α等高能带电粒子，包括β-衰变核素(131I，90Y，177Lu)、β+衰变核素(18F，64Cu，13N)和γ衰变核素(111In和99mTc)。只要满足切伦科夫辐射的产生条件就可以产生可见光和近红外光。CR产生的光主要是紫外线和蓝光的范围，通过多模的策略，即将切伦科夫放射作为一个过程中相邻荧光团的能源受体，称为切伦科夫辐射能量转移(CRET)。通过将同位素和材料混合，特定的材料可以被核素衰变过程中释放的带电粒子激发发光。同时，能够增强在切伦科夫显像下的发光强度，核素与材料的混合液能够产生红色光谱段的漂移，从而获得更好的组织穿透性。金属铱配合物具有荧光寿命长、发射波长易调节、较大的斯托克位移和光稳定性强等优良的光物理性质，使它们作为荧光探针被广泛应用于活体光学成像领域。但由于荧光成像需要外界激发光实时激发的特点，且铱配合物的激发波长范围主要在近紫外区，波长短能量高，无法深入深层组织；同时，在活体成像时，生物体内很多物质在受到激发后会产生非特异性荧光，从而在成像过程中产生很强的背景噪音，使其信噪比很低，限制了铱配合物在活体荧光成像领域的应用。本专利技术根据传统铱配合物纳米粒子性质的特点，提供一种铱配合物纳米粒子磷光新型激发方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属铱配合物在核素激发磷光成像中的应用。通过脂质体的包裹铱配合物形成水溶性的纳米粒子，与放射性核素混合，利用放射性核素在衰变过程释放带电粒子产生的能量激发铱配合物纳米粒子发光，改变传统铱配合物纳米粒子需要外界激发光的特点，是一种铱配合物纳米粒子磷光新的激发方式。对比传统荧光成像，具有无背景荧光，无需外界光源激发等优势。同时与传统切伦科夫发光相比，改变了其在蓝紫光区的光谱限制，实现辐射发光的光谱红移，将穿透性较差的切伦科夫光信号转化为穿透性较强的光信号，从而突破其在更深层组织中的应用。本专利技术是将金属铱配合物溶液与核素溶液混合，提供一种铱配合物磷光新的激发方式，应用于荧光成像中。所述金属铱配合物溶液的制备方法为，1)、将二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、胆固醇、DSPE-PEG2000、金属铱配合物，按照摩尔比10-14:3-5:1-2:1溶解于氯仿中，混合，30℃-40℃旋蒸除去溶剂；2)在步骤1)中加入水进行水合反应，45-55℃下搅拌反应0.5小时；超声粉碎；滤膜透析。所述金属铱配合物为2-苯基喹啉和2,2’-联吡啶铱配合物或2-苯基喹啉-3,3’-联吡啶二羧酸铱配合物。所述金属铱配合物的结构式为式(I)或式(Ⅱ)：所述金属铱配合物溶液的浓度为0.05-10mg/mL。优选的，所述金属铱配合物溶液的浓度为0.05-2mg/mL。所述核素的范围为具有β电子和γ射线衰减的医用核素，进一步优选的，所述核素为18F，99mTc，68Ga，32P，90Y中的一种或几种的组合。优选的，所述核素溶液的活度为0.01～10mCi。优选的，所述核素溶液的活度为0.02～1mCi。优选的，所述二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、胆固醇、DSPE-PEG2000、金属铱配合物的摩尔比12:4:1:1。在这种特定的摩尔比下，所制备出的铱配合物纳米粒子，粒径大小分布在100nm左右，且铱配合物的包封率较高，水溶性和稳定性良好，在两周内粒径未有明显的变化，有利于活体成像的应用。切伦科夫发光伦科夫光谱主要分布在400-600nm波段,最大光信号强度集中在490-540nm,在此波长范围内光信号在生物组织中由于散射和吸收作用，能量会随着深度的增加而迅速减小，从而使得体表测得的光信号不能灵敏、准确地反映深层组织中的药物代谢特性，对于较深的组织甚至不能探测到光信号。为了解决这一问题，本专利技术对增强光信号这一问题进行了研究，将金属铱配合物溶液与核素溶液混合激发金属铱配合物发光，增加组织的穿透性。结果显示核素与铱配合物的混合液比单独的核素能够采集到更多的光学信号，且多光谱的数据表明，与单独金属铱配合物和单独核素的信号相比，核素和含铱配合物纳米粒子的混合液能够产生红色光谱段的漂移，从而获得更好的组织穿透性。本专利技术是通过将放射性核素与铱配合物物理混合的方式，将核素在衰变过程中电子释放的能量，作为一种体系中的内源性光源，激发铱配合物发光，避免了因激发波长较短无法穿透深层组织和背景噪音强的特点。将传统的荧光成像与高能射线结合，提高了铱配合物在活体光学成像无创检测的灵敏度。本专利技术的有益效果是：1、通过脂质体包裹的方法改善金属铱配合物的生物相容性，使其具有良好的光稳定性、化学稳定性和低细胞毒性，改变其原有只能通外界激发光源激发产生强背景噪声的磷光的成像方式，拓展其在放射性核素激发磷光中的应用，在分子影像领域或有广阔的应用前景。2、本专利技术提供了金属铱配合物磷光新的激发方式，应用于荧光成像中，能够采集到更多的光学信号，光学灵敏度高，获得更好的组织穿透性，可探测到较深的组织不能探测到的光学信号。附图说明图1是单独的18F-FDG溶液以及铱(I)配合物纳米粒子和18F-FDG的混合溶液，在切伦科夫发光成像模式下的放射性磷光强度对比图。图2为单独的18F-FDG溶液以及铱(I)配合物纳米粒子和18F-FDG的混合溶液，在切伦科夫发光成像模式下的放射性磷光光谱对比图。图3为实施例3铱(Ⅱ)配合物纳米粒子加入不同活度18F-FDG和Na99mTcO4的放射性磷光强度对比图。图4为实施例3所制备的铱(Ⅱ)配合物纳米粒子加入一定量的核素，以及在等量单独的核素条件下的辐射发光强度大小对比图。图5为实施例3所制备的铱(Ⅱ)配合物纳米粒子，随着材料浓度变化的荧光强度和放射性磷光强度关系图。图6为实施例4中制备的铱(Ⅱ)配合物纳米粒子的放射性磷光与磷光成像、切伦科夫发光成像的穿透深度对比图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步说明：实施例11、制备金属铱配合物纳米粒子：二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、胆固醇、DSPE-PEG2000、结构式为式(I)的铱配合物，按照摩尔比6:2:0.5:0.5溶解于氯仿，混合均匀后30～40℃旋蒸除去溶剂；随后加入10mL水进行水合反应，45℃下搅拌反应0.5小时。细胞粉碎机超声10min，功率位35％。经过0.22μm滤膜，二次水中透析24h，形成铱配合物纳米粒子。2、氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)由复旦大学附属肿瘤医院核医学科提供，在100μCi下，60μg/mLIr-(I)纳米粒子的发射性激发磷光是18F-FDG的切伦科夫发光的3.8倍。具体见图1。实施例218F-FDG在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.金属铱配合物溶液与核素溶液混合，提供一种铱配合物磷光新的激发方式，应用于荧光成像中。
【技术特征摘要】
1.金属铱配合物溶液与核素溶液混合，提供一种铱配合物磷光新的激发方式，应用于荧光成像中。2.根据权利要求1的应用，其特征在于：所述金属铱配合物溶液的制备方法为，1)、将二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇、DSPE-PEG2000、2-苯基喹啉2,2’-联吡啶铱配合物，按照摩尔比10-14:3-5:1-2:1溶解于氯仿中，混合，30℃-40℃旋蒸除去溶剂；2)在步骤1)中加入水进行水合反应，45-55℃下搅拌反应0.5小时；超声粉碎；滤膜透析。3.根据权利要求1的应用，其特征在于：所述金属铱配合物为2-苯基喹啉2,2’-联吡啶铱配合物或2-苯基喹啉-3,3’-联吡啶二羧酸铱配合物。4.根据权利要求1的应用，其特征在于：所述金属铱配...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨红，侯雨桐，王晨晨，周治国，杨仕平，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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