一种鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及鞣酸(TA)‑铁‑BSA纳米粒子T1‑MRI造影剂及其制备方法，该方法具体包括：制备牛血清蛋白溶液；制备铁源溶液；制备BSA‑Fe前驱体；制备BSA稳定的TA‑Fe纳米粒子分散液；超滤离心，并在4℃条件下保存，即制得所述的鞣酸(TA)‑Fe‑BSA纳米粒子T1‑MRI造影剂。与现有技术相比，本发明专利技术制备方法简单，反应条件温和，重复性高，所得鞣酸(TA)‑Fe‑BSA纳米粒子具有生物相容性好、易于排出体外、毒性小以及T1成像效果显著的特点。

A tannic acid (TA) -iron-BSA nanoparticle T1-MRI contrast agent and its preparation method

The present invention relates to tannic acid (TA) iron BSA nanoparticle T1 magnetic resonance imaging contrast agent and its preparation method. The method includes: preparation of bovine serum albumin solution; preparation of iron source solution; preparation of BSA Fe precursor; preparation of BSA stable TA Fe nanoparticle dispersion solution; ultrafiltration centrifugation and storage at 4 C, namely, preparation of tannic acid (TA) Fe BSA nanoparticle T1 magnetic resonance contrast agent. \u3002 Compared with the prior art, the preparation method of the present invention is simple, the reaction conditions are mild, and the repeatability is high. The obtained tannic acid (TA) Fe_BSA nanoparticles have the characteristics of good biocompatibility, easy discharge in vitro, low toxicity and remarkable T1 imaging effect.

【技术实现步骤摘要】
一种鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
，涉及一种鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂及其制备方法。
技术介绍
癌症即各种恶性肿瘤的总称，严重危害着人类生命健康，是造成全世界人类死亡的主要原因之一，因此，对肿瘤进行早期诊断及治疗显得尤为重要。目前，肿瘤的检测手段主要有超声成像、CT成像、核医学PET成像以及核磁共振成像(MRI)。其中核磁共振成像(MRI)是一种无侵入的早期诊断方式，现如今在临床上得到了广泛的应用。该成像技术可以对生物体内的水分子进行成像，从而在无创的情况下对活体生物进行组织或器官层次的检测。虽然MRI具有很高的软组织分辨率，但是在疾病早期，正常组织和病变组织之间的差异性非常小，因此可通过核磁造影剂(MRIcontrastagents)对磁共振进行信号放大，有效地增强成像的对比度，从而实现早期诊断，还可以有效的检测组织坏死、局部缺血和各种恶性疾病。增强MRI成像能力的造影剂有两种，分别是阳性的T1造影剂(如Gd3+和Mn2+等顺磁性金属离子配合物及其纳米粒子)和阴性的T2造影剂(如MnFe2O4(M＝Zn、Ni、Mn、Fe))。虽然两种造影剂各有其优点，但是也有其缺点。T1造影剂对于软组织的检测表现出明显的优势，但因Gd3+和Mn2+配合物固有的不稳定性，易导致其释放出具有毒副作用的Gd3+和Mn2+离子，其次T1造影剂在体内的循环时间非常短，一般在血管中循环数分钟后很快就通过肾脏排出体外，这对于需要获得高分辨的造影图像是不利的。T2造影剂具有较高的磁敏感性，在成像时会产生磁敏感伪影，造成“晕染效应”，从而导致无法得到精确的病灶图像。因此，开发出具有良好生物相容性、易于排出体外、毒性小以及T1成像效果的纳米造影剂获得了广泛的关注。此外，探索简易高效的方法来制备T1造影剂对于癌症的诊断具有重要的意义。专利申请201610547919.1公开了一种牛血清蛋白包覆四氧化三铁纳米粒子T1-MRI造影剂及其制备方法，该方法具体包括以下步骤：(1)将牛血清蛋白溶于二次水A中，超声溶解，制得牛血清蛋白溶液；(2)将可溶性三价铁盐与可溶性二价铁盐一起加入二次水B中，溶解，制得铁源溶液；(3)将牛血清蛋白溶液置于惰性氛围中，边加热边搅拌，并向牛血清蛋白溶液中加入铁源溶液，制得BSA-Fe前驱体；(4)升温至50-100℃，再迅速加入浓氨水，恒温反应5-30min，即制得所述的牛血清蛋白包覆四氧化三铁纳米粒子T1-MRI造影剂。该专利技术制备方法简单，可控性好，所得牛血清蛋白包覆的四氧化三铁纳米粒子具有生物相容性好、易于排出体外、毒性小以及T1成像效果的特点。但是，四氧化三铁纳米粒子只有在粒径超小情况下才能表现出顺磁性的磁学性质，实现T1造影。在生理环境下极易发生团聚，从而丧失超小的特点，T1造影就会变成T2成像效果，同时因团聚会滞留体内产生毒性。本专利技术则是利用已被美国食品和药品监督管理局(FDA)认证的天然植物多酚鞣酸与Fe配位作用，制备出T1造影效果稳定，安全低毒，易于排除体外的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子造影剂。专利申请201510867608.9公开了一种同时用于核磁成像和光热治疗的配位聚合物纳米点及其制备方法，所述配位聚合物纳米点所含原料质量比是聚乙烯吡咯烷酮(PVP):Fe:没食子酸(GA)＝66:20:10。所述配位聚合物纳米点首先是PVP的酰胺键与铁离子通过配位作用形成螯合物，然后GA通过配位作用与所述螯合物上的铁离子形成配位聚合物而制得的。该专利技术提供的配位聚合物纳米点由于铁离子的顺磁作用能改变周围水分子的弛豫时间，因此能作为一种很好的核磁造影剂，并且铁离子与配体没食子酸配位后，在近红外区有很好的吸收，也能作为一种潜在的光热试剂。制法简单易重复，不需要复杂的过程和昂贵设备，只需将几种原料在室温下搅拌过夜就行，而且这几种原料不仅便宜且安全无毒。但是，该纳米点的r1仅有0.89mM-1s-1，远远低于临床应用要求，难以作为T1造影剂使用。专利申请201810449099.1公开了一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将制备牛血清蛋白和可溶性铁盐的混合溶液；(2)在搅拌下，将没食子酸加入混合溶液中反应，反应结束后纯化，得到纯净的GA-Fe@BSA纳米粒子溶液；(3)在缓冲溶液中加入GA-Fe@BSA水溶液后，搅拌下加入PTX溶液反应，反应结束后纯化，得到GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子溶液。该专利技术制备方法简单易重复，所选原料廉价安全无毒，所得配位聚合物纳米点生物相容性好、生物毒性低，可用于肿瘤的高灵敏核磁共振成像，并且同时具备化疗和光热治疗双重治疗功能，对肿瘤能起到更有效的治疗效果。但是，尽管PTX可以参与组装形成配位聚合物，增强MRI效果，但该组装体的r1也仅有1.20mM-1s-1，仍显著低于商用T1造影剂。本专利技术制备出的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子，r1为4.20mM-1s-1，且在3T场强时T1造影效果接近商用造影剂，为其临床应用提供了可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用BSA-Fe配合物对铁源的强束缚力及TA与Fe的配合作用，从而制备出具有生物相容性好、易于排出体外、毒性小以及T1成像效果的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)称取牛血清蛋白(BSA)粉末溶于二次水中，超声溶解，制得牛血清蛋白溶液；(2)将可溶性三价铁盐溶于二次水中，充分溶解，制得铁源溶液；(3)在常温条件下，向牛血清蛋白溶液中加入铁源溶液，并持续搅拌约10-40min，得到均一透明黄色溶液，即BSA-Fe前驱体；(4)再称取鞣酸粉末溶于二次水中，超声溶解，制得TA溶液，并在常温下缓慢滴入持续搅拌中的BSA-Fe前驱体溶液中，继续搅拌约15-19h，制得BSA稳定的TA-Fe纳米粒子分散液，经100k超滤离心管超滤离心至合适粒径，在0-4℃条件下保存，即制得所述的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂。进一步地，步骤(1)中所述的牛血清蛋白与二次水的质量比为1:200-500。进一步地，步骤(2)所述的铁源为可溶性三价铁盐，且该可溶性三价铁盐的质量浓度为0.05-0.15g/mL。进一步地，步骤(3)所述的牛血清蛋白溶液与铁源溶液的体积比为125-40:1。进一步地，步骤(4)所述的TA溶液的质量浓度为0.005-0.015g/mL。进一步地，步骤(4)所述的TA的二次水溶液与BSA-Fe前驱体溶液的体积之比为0.08-0.15:1。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)制备方法简单：反应条件温和，重复性高。(2)生物相容性好：牛血清蛋白(BSA)，富含N-末端胺和半胱氨酸残基，这些位点与Au3+，Cu2+，Gd3+和Bi3+等过渡金属离子具有很强的配位能力，因此BSA被广泛用作表面活性剂来控制过渡金属离子基纳米粒子的合成。BSA本身具有良好的化学活性，便于BSA修饰的纳米粒子后期的表面改性。此外，BSA制备简单，成本低廉，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.鞣酸(TA)‑铁‑BSA纳米粒子T1‑MRI造影剂的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取牛血清蛋白(BSA)粉末溶于二次水中，超声溶解，制得牛血清蛋白溶液；(2)将可溶性三价铁盐溶于二次水中，充分溶解，制得铁源溶液；(3)在常温条件下，向牛血清蛋白溶液中加入铁源溶液，并持续搅拌约10‑40min，得到均一透明黄色溶液，即BSA‑Fe前驱体；(4)再称取鞣酸粉末溶于二次水中，超声溶解，制得TA溶液，并在常温下缓慢滴入持续搅拌中的BSA‑Fe前驱体溶液中，继续搅拌约15‑19h，制得BSA稳定的TA‑Fe纳米粒子分散液，经100k超滤离心管超滤离心至合适粒径，在0‑4℃条件下保存，即制得所述的鞣酸(TA)‑铁‑BSA纳米粒子T1‑MRI造影剂。

【技术特征摘要】
1.鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取牛血清蛋白(BSA)粉末溶于二次水中，超声溶解，制得牛血清蛋白溶液；(2)将可溶性三价铁盐溶于二次水中，充分溶解，制得铁源溶液；(3)在常温条件下，向牛血清蛋白溶液中加入铁源溶液，并持续搅拌约10-40min，得到均一透明黄色溶液，即BSA-Fe前驱体；(4)再称取鞣酸粉末溶于二次水中，超声溶解，制得TA溶液，并在常温下缓慢滴入持续搅拌中的BSA-Fe前驱体溶液中，继续搅拌约15-19h，制得BSA稳定的TA-Fe纳米粒子分散液，经100k超滤离心管超滤离心至合适粒径，在0-4℃条件下保存，即制得所述的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂。2.根据权利1要求所述的鞣酸(TA)-铁-BSA纳米粒子T1-MRI造影剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的牛血清蛋白与二次水的质量比为1:200...

【专利技术属性】
技术研发人员：安璐，蔡宇，田启威，杨仕平，安苗，刘梦军，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31