一种磁性纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种磁性纳米粒子及其制备方法和应用。具体地，所述磁性纳米粒子具有下组特征：1)所述磁性纳米粒子为铁氧体；2)所述磁性纳米粒子的粒径为0.1-30nm；3)所述磁性纳米粒子的弛豫率r

Magnetic nano particle and preparation method and application thereof

The invention relates to a magnetic nano particle and a preparation method and an application thereof. Specifically, the magnetic nanoparticles have the following set characteristics: 1) the magnetic nanoparticles are ferrite; 2) the magnetic nanoparticles have a particle size of 0.1-30nm; 3) and the relaxation rate of the magnetic nanoparticles is R;

【技术实现步骤摘要】
一种磁性纳米粒子及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料领域，具体地涉及一种磁性纳米粒子及其制备方法和应用。
技术介绍
随着科学技术的发展，医学影像技术得到迅速的发展，这对实现癌症、心脑血管等重大疾病的早诊断和早治疗起到至关重要的作用，可以大大提高癌症患者的治愈率，从而挽救更多的生命。目前，医学影像技术主要包括正电子发射断层成像(PositronEmissionTomography，PET)、计算机断层成像(ComputedTomography，CT)和磁共振成像(Magneticresonanceimaging，MRI)等。其中，磁共振成像是利用生物体内不同组织质子密度的不同所导致的信号强度的差异实现成像，由于其具有灵敏度高、选择性好、检查无创、多参数成像以及不包含电离辐射(如CT中使用的X射线具有高能辐射，可能引起DNA损伤)及无放射性核素(PET中含有)等优势，现已成为临床中使用最为广泛的医学影像技术之一。磁共振信号的强弱取决于组织内水的含量和水分子中质子的弛豫时间(纵向弛豫时间(Longitudinalrelaxationtime，T1)和横向弛豫时间(Transverserelaxationtime，T2))。由于人体组织之间质子密度的差异仅为10％，临床MRI检查中，通常采用成像增强剂，该增强剂能够改变质子周围的局部磁场，表现为质子弛豫时间T1和T2发生改变，从而改变组织的磁共振信号强度，进而提高正常组织与患病部位组织的成像对比度和清晰度。具有多个不成对电子的金属氧化物，例如Fe3O4、γ-Fe2O3、Mn3O4、GdO等，由于其电子自旋磁矩大且弛豫效率高，是良好的MRI造影材料。然而，现有方法制备的上述MRI造影材料多存在结晶性差和/或造影信号弱等不足，并且其制备方法多为毒性较大的油相法，由于在实际应用中所述造影材料均需应用于人体内，故上述油相法制备的造影材料均需采用两亲性分子进行进一步的“油转水”转相处理，而现有的转相处理往往存在产物得率低且易团聚等不足。综上所述，本领域迫切需要开发一种新型的可制得水分散性好、毒性低、结晶性能优异、造影信号强且得率较高的MRI造影材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水分散性好、毒性低、结晶性能优异、造影信号强且得率较高的MRI造影材料。本专利技术的另一目的在于提供一种环保安全、工艺简单、成本低且得率高的制备具有上述优异性能的MRI造影材料的制备方法。本专利技术的第一方面，提供了一种磁性纳米粒子，所述磁性纳米粒子具有下组特征：1)所述磁性纳米粒子为铁氧体；2)所述磁性纳米粒子的粒径为0.1-30nm；3)所述磁性纳米粒子的弛豫率r1≥1.2mM-1s-1；4)所述磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≤3.5且r2/r1≥1.05；5)0.5mM所述磁性纳米粒子的T1加权信号强度≥70。在另一优选例中，所述铁氧体的组成成分为铁氧化物，所述铁氧化物选自下组Fe3O4、γ-Fe2O3、FeOOH、或其组合。在另一优选例中，所述铁氧化物中Fe3O4的含量≥50wt％，较佳地≥60wt％，更佳地≥70wt％，更佳地≥80wt％，更佳地≥90wt％，最佳地≥95wt％(如99wt％)。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子的粒径为0.3-25nm，较佳地为0.5-20nm，更佳地为0.8-10nm，更佳地为1-8nm，更佳地为1-5nm，最佳地为1-3.5nm。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子的驰豫率r1≥1.5mM-1s-1，较佳地r1≥1.7mM-1s-1，更佳地r1≥1.8mM-1s-1。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≥1.08，较佳地r2/r1≥1.1。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≤3，较佳地r2/r1≤2.5，更佳地r2/r1≤2，更佳地r2/r1≤1.5，最佳地r2/r1≤1.2。在另一优选例中，0.5mM所述磁性纳米粒子的T1加权信号强度≥80，较佳地≥90，更佳地≥100。在另一优选例中，1mM所述磁性纳米粒子的T1加权信号强度≥100，较佳地≥120，更佳地≥130。在另一优选例中，所述T1加权信号强度是采用如下方法测定的：采用MesoMR23-060H-I核磁共振分析与成像系统测定样品溶液的T1加权成像的灰度值即为所述T1加权信号强度。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子为晶体。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子在水溶液中可稳定分散。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散60天时，所述磁性纳米粒子的平均粒径变化≤20％；和/或所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散60天时，所述磁性纳米粒子的电位变化≤20％。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散90-720天时，较佳地180-540天时，更佳地250-480天时，所述磁性纳米粒子的平均粒径变化≤15％，较佳地≤10％，更佳地≤5％，最佳地≤3％。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散90-720天时，较佳地180-540天时，更佳地250-480天时，所述磁性纳米粒子的电位变化≤18％，较佳地≤15％，更佳地≤10％，最佳地≤5％。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子的D50为20nm，较佳地为10nm，更佳地为5nm。在另一优选例中，按所述磁性纳米粒子的总个数计，70％的所述磁性纳米粒子的粒径位于±20％的所述磁性纳米粒子的D50范围内。在另一优选例中，按所述磁性纳米粒子的总个数计，80％(较佳地85％，更佳地90％，最佳地93％)的所述磁性纳米粒子的粒径位于±15％(较佳地±10％，更佳地±8％)的所述磁性纳米粒子的D50范围内。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子是水性的，即所述磁性纳米粒子中油性成分的含量≤0.1wt％，较佳地≤0.05wt％。在另一优选例中，所述磁性纳米粒子是采用本专利技术第三方面所述的方法制备的。本专利技术的第二方面，提供了一种复合磁性纳米粒子，所述复合磁性纳米粒子包括：本专利技术第一方面所述的磁性纳米粒子；和亲水性聚合物，所述亲水性聚合物包覆于所述磁性纳米粒子的外表面。在另一优选例中，所述复合磁性纳米粒子的粒径为2-230nm，较佳地为5-200nm，更佳地为10-150nm，最佳地为15-100nm。在另一优选例中，所述复合磁性纳米粒子的弛豫率r1≥1.4mM-1s-1，较佳地r1≥1.6mM-1s-1，更佳地r1≥1.8mM-1s-1。在另一优选例中，所述复合磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≤3.5，较佳地r2/r1≤3，较佳地r2/r1≤2.5，较佳地r2/r1≤2，较佳地r2/r1≤1.5，最佳地r2/r1≤1.2。在另一优选例中，所述复合磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≥1.05，较佳地r2/r1≥1.1。在另一优选例中，0.5mM所述复合磁性纳米粒子的T1加权信号强度≥60，较佳地≥70，更佳地≥80。在另一优选例中，所述复合磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散90-720天时，较佳地180-540天时，更佳地250-480天时，所述复合磁性纳米粒子的平均粒径变化≤15％，较佳地≤10％，更佳地≤5％，最佳地≤3％。在另一优选例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性纳米粒子，其特征在于，所述磁性纳米粒子具有下组特征：1)所述磁性纳米粒子为铁氧体；2)所述磁性纳米粒子的粒径为0.1‑30nm；3)所述磁性纳米粒子的弛豫率r

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米粒子，其特征在于，所述磁性纳米粒子具有下组特征：1)所述磁性纳米粒子为铁氧体；2)所述磁性纳米粒子的粒径为0.1-30nm；3)所述磁性纳米粒子的弛豫率r1≥1.2mM-1s-1；4)所述磁性纳米粒子的驰豫率比r2/r1≤3.5且r2/r1≥1.05；5)0.5mM所述磁性纳米粒子的T1加权信号强度≥70。2.如权利要求1所述的磁性纳米粒子，其特征在于，所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散60天时，所述磁性纳米粒子的平均粒径变化≤20％；和/或所述磁性纳米粒子在水或0.9％的生理盐水中分散60天时，所述磁性纳米粒子的电位变化≤20％。3.一种复合磁性纳米粒子，其特征在于，所述复合磁性纳米粒子包括：权利要求1所述的磁性纳米粒子；和亲水性聚合物，所述亲水性聚合物包覆于所述磁性纳米粒子的外表面。4.一种权利要求1所述的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a-1)提供第一溶液和第一反应剂，其中，所述第一溶液包含第一溶剂和第一铁氧体；a-2)混合所述第一溶液和所述第一反应剂，反应得到权利要求1所述的磁性纳米粒子。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一反应剂选自下组：小分子钠盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱国，陈天翔，马雪华，邹瑞芬，祖柏儿，项灵超，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33