一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，包括：将三价铁盐溶解于水中，搅拌，通入氮气，并逐滴加入聚谷氨酸PGA溶液，随后边搅拌边逐滴加入亚硫酸钠Na2SO3水溶液，得到混合溶液，然后移入水浴中，边搅拌边滴加NH3·H2O，反应20-30min，然后在室温条件下反应0.5-1.5h，离心，透析，即得。本发明专利技术工艺十分简单，反应条件温和，易于操作，安全无污染；本发明专利技术制备的SPIO-PGA纳米颗粒粒径分布均匀、粒径较小，弛豫率高、造影效果显著，具有良好的水溶性、胶体稳定性、生物相容性和血液相容性，对生物体无不良影响，成本低廉，易于保存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于磁共振造影剂的制备领域，特别涉及一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁 性氧化铁纳米颗粒的制备方法。
技术介绍
磁共振成像（MRI)技术是一种分辨率高的成像技术，具有较高的空间和断层成像 能力，MRI没有放射引起的电离损害，同时可获得解剖及生理信息，具有其他医学成像无可 比拟的优点。磁共振成像技术在疾病监测领域发挥越来越重要的作用。但MRI的弱点是其 敏感性较低，而且不同器官或肿瘤组织的弛豫时间相互重叠使MRI诊断困难。近年来，通过 注射MRI造影剂的方法可以有效解决MRI敏感性较低的问题。因此选择合适的MRI造影剂 就显得尤为重要。 超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒（SPIO)近年来在生物医学领域有着越来越广泛的 应用，尤其是在磁共振成像造影剂方面的应用更是受到了普遍的关注。SPIO纳米颗粒具 有独特的磁学性质以及较高的信号强度、较低的使用剂量、良好的生物相容性和较低的制 造成本等特点。目前已有商业化SPIO纳米颗粒作为MRI造影剂应用于临床疾病诊断。然 而，这些商业化的SPIO造影剂用于肿瘤分子影像领域时，还存在着诸多挑战。例如，商业化 SPIO造影剂往往弛豫率较低，不能达到对疫病灵敏检测的目的。 采用温和还原法制备超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIO)的结果表明，通过温和还 原法制备的四氧化三铁纳米颗粒尺寸较小，粒径均匀，并且表现出极高的r 2弛豫率（沈明 武，李静超，胡勇，孙文杰，史向阳。一种叶酸修饰的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法。 中国专利技术专利，【申请号】201410182821. 1，申请日期：2014-4-30)。但是上述方法主要采用 携带正电荷的聚乙烯亚胺（PEI)作为稳定剂，需要进一步的功能化才可以用于细胞或肿瘤 MR成像。 检索国内外文献，尚没有发现关于用温和还原法制备PGA包覆的SPIO纳米颗粒作 为MRI造影剂研宄的相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳 米颗粒的制备方法，本专利技术采用温和还原法制备SPIO-PGA用于MR成像造影剂，制备方法简 单，反应条件温和，易于操作处理，所用的稳定剂为廉价和环境友好型的聚谷氨酸，具有产 业化实施的前景。 本专利技术的一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，包括： 将三价铁盐溶解于水中，搅拌，通入氮气，并逐滴加入聚谷氨酸PGA溶液，随后边 搅拌边逐滴加入亚硫酸钠 Na2SO3水溶液，得到混合溶液，然后移入水浴中，边搅拌边滴加 NH3 · H2O,反应20-30min，然后在室温条件下反应0. 5-1. 5h，离心，透析，即得聚谷氨酸PGA 包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒。 所述三价铁盐为FeCl3 · 6H20 ;水为超纯水。 所述三价铁盐溶解于水中后的浓度不高于13mg/mL ;聚谷氨酸PGA的分子量为100 万。 所述通入氮气时间为5-15min。 所述搅拌转速均为1000-5000转/分钟。 所述 FeCl3 · 6H20 与 Na2SO3的质量比为 7:1 ;FeCl 3 · 6H20 与 PGA 的质量比为 7:1 ; FeCl3 · 6H20与质量分数为91 %的NH3 · H2O的质量比为4:5。 所述FeCl3 · 6H20溶液滴加Na2SO3后颜色从红棕色变为黄色后再转移至水浴中滴 加 NH3 · H2O0 所述水浴温度为50-65 °C。 所述离心转速为5000-8000转/分钟。 所述透析为采用截留分子量为8000-14000的透析袋，透析用水为蒸馏水，透析三 天，每天换水三次。 所述聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒作为制备用于肝脏和肿瘤模 型的T2磁共振成像诊断的造影剂的应用。 本专利技术采用在还原法制备纳米颗粒的过程中，向反应溶液中加入聚谷氨酸（PGA)， 从而制备PGA包覆的SPIO纳米颗粒（SPIO-PGA)。PGA具有优良的水溶性、超强的吸附性和 生物可降解性，可降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料。PGA分子 链上丰富的-COOH使其具有良好的生物相容性，在水溶液中呈负电性，不需要进一步修饰 就可以进行生物应用，减少了工作量，同时降低了生产成本。丰富的-COOH也可进一步修 饰功能化基团，为本专利技术的进一步深入研宄开发提供了很大的空间。表征数据表明，制备 的SPIO-PGA具有良好的水溶性和胶体稳定性，经过一系列生物学实验考察，本专利技术制备的 SPIO-PGA具有良好的生物相容性和血液相容性，而且其r2的弛豫率高达333. TmlT1iT1,具有 显著的T2加权的MRI成像效果，有望作为MRI造影剂应用于临床疾病诊断。 本专利技术操作简便易行，原材料成本低。制备的纳米颗粒具有良好的水溶性、胶体稳 定性、血液相容性和生物相容性。经过裸鼠体内成像造影实验，本专利技术制备的SPIO-PGA纳 米颗粒具有显著的造影效果，在磁共振成像造影剂领域有潜在的应用价值。 本专利技术使用透射电子显微镜（TEM)、X射线衍射分析（XRD)、Zeta电势及动态光散 射分析（DLS)、傅里叶转换红外光谱分析（FTIR)、热重分析（TGA)、电感耦合等离子体原子 发射光谱法（ICP-OES)和磁共振分析（MR)等手段表征制备的SPIO-PGA纳米颗粒。然后利 用MTT法评价纳米颗粒的细胞毒性，并用相差显微镜获取与材料共培养后的细胞的形貌； 通过溶血实验评价本专利技术的血液相容性。最后进行体外细胞和裸鼠体内肿瘤模型的磁共振 成像实验，考察SPIO-PGA纳米颗粒的体外细胞和体内肿瘤模型的MR成像效果。此外，通过 组织分布实验研宄SPIO-PGA纳米颗粒在生物体内的代谢过程。具体测试结果如下： (1)透射电子显微镜（TEM)测试结果 本专利技术制备的SPIO-PGA纳米颗粒的TEM图片和粒度分布直方图（参见附图1)表 明：所形成的SPIO纳米颗粒的形貌呈球形或准球形，尺寸均匀，没有明显的团聚现象，在溶 液中分散良好而且不发生聚集，经统计分析得出颗粒直径大小为5. 3±2. 6nm，粒径分布在 较窄的范围内。 (2) X射线衍射分析（XRD)测试结果 本方法制备的PGA包裹的SPIO纳米颗粒的XRD图谱（参见附图2)表明：所制备 材料的衍射峰在位点220、311、400、422、511和440处与四氧化三铁纳米颗粒的衍射峰位点 非常吻合。衍射峰峰型尖锐，说明反应制得了晶型良好的四氧化三铁晶体。 (3) Zeta电势和动态光散射仪（DLS)测试结果 Zeta电势结果显示SPIO-PGA纳米颗粒的表面电势为-38. 6mV，水动力学直径为 217. 5±3· 75nm〇 (4)傅里叶变换红外光谱（FTIR)测试结果 本方法制备的PGA包裹的SPIO纳米颗粒的FTIR图谱（参见附图3)表明：在 IOSOcnr1(C-O) UAlOcnT1(O-H)、1637CHT1 (C = 0)三处，相比于裸露的四氧化三铁纳米颗粒， 吸收峰强度明显增加。这说明PGA很好的包裹在了 SPIO纳米颗粒上，形成包覆的纳米结构。 (5)热重分析仪（TGA)测试结果 本方法制备的SPIO-PGA纳米颗粒的TGA分析结果（参见附图4)表明SPIO-PGA 纳米颗粒中四氧化三铁含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，包括：将三价铁盐溶解于水中，搅拌，通入氮气，并逐滴加入聚谷氨酸PGA溶液，随后边搅拌边逐滴加入亚硫酸钠Na2SO3水溶液，得到混合溶液，然后移入水浴中，边搅拌边滴加NH3·H2O，反应20‑30min，然后在室温条件下反应0.5‑1.5h，离心，透析，即得聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，于智博，罗宇，彭琛，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31