一种高分散碳纳米管光声造影剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高分散碳纳米管光声造影剂及其制备方法。制备方法包括：(1)伴随超声、搅拌，将羧基化多壁碳纳米管分散体系逐滴加入多胺基阳离子聚合物溶液中，滴加完成后超声10-30min，搅拌30-60min，之后在60℃-90℃保温20-36小时，冷却到15℃-30℃，离心，洗涤并分散沉淀，制得多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系；(2)将胆酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步骤(1)多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系中，伴随超声搅拌反应，制得所述高分散碳纳米管光声造影剂。该制备方法操作简便，绿色环保，本发明专利技术碳纳米管光声造影剂分散性好，稳定性强，具有良好的生物相容性。

High dispersion carbon nanotube photoacoustic contrast agent and preparation method thereof

The invention discloses a high dispersion carbon nanotube photoacoustic contrast agent and a preparation method thereof. The preparation method comprises: (1) with ultrasonic stirring, the carboxylated multi walled carbon nanotube dispersion system by dropwise addition of polyamine cationic polymer solution, adding after ultrasonic stirring 30-60min, 10-30min, 20-36 hours after heat preservation at 60 DEG -90 DEG to 15 DEG -30 DEG C, cooling, washing and centrifugation. Dispersed precipitation, prepared polyamine cationic polymer carbon nanotube dispersion system; (2) the PEGylated cholic acid solution added drop by drop into steps (1) polyamine cationic polymer carbon nanotube dispersion system, with ultrasonic stirring, prepared by the high dispersion of carbon nanotubes photoacoustic contrast agent. The preparation method has the advantages of simple and convenient operation and environmental protection, and the carbon nanotube photoacoustic contrast agent has good dispersivity, strong stability and good biocompatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种高分散碳纳米管光声造影剂及其制备方法
本专利技术涉及材料
，一种高分散碳纳米管光声造影剂及其制备方法。
技术介绍
光声成像是近年来发展起来的一种新型无损生物医学成像方法。光声成像结合了纯光学成像高对比度特性和纯超声成像高穿透深度特性的优点，从原理上避开了光散射的影响，突破了高分辨率光学成像深度“软极限”(～1mm)，可实现50mm的深层活体内分子成像。由于肿瘤组织和正常组织对光吸收的差异(在近红外激光的照射下，癌变组织和周围正常组织的光吸收差异至少5倍以上)和不同生理状态的生物组织对光的吸收不同，利用光声成像就可以反映了组织的结构特征，同时还可能反映组织的代谢状态、病变特征、甚至神经活动。因此，光声成像目前生物无损检测技术的研究热点。碳纳米管(CNTs)独特的分子结构决定了它具有优异的力学、热学、光学以及电磁性能，近年来，碳纳米管在生物医学方向的潜在应用逐渐成为新的热点。CNTs在近红外光区能有效吸收光，然后产生热，是光声成像良好的造影剂，可以在复杂的生物体环境中被检测，但是要求碳管本身结构完整，同时需要呈单分散，而碳纳米管之间Π-Π相互作用，易于团聚，难以分散，并且缺乏功能基团，不利于功能化，这就在一定程度上限制了其应用，而且纯的碳纳米管在生物体有一定的毒性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的碳纳米管材料易于团聚、分散度不高，缺乏功能基团，不利于功能化以及对生物体具有一定毒性的缺点，提供了一种高分散碳纳米管光声造影剂及其制备方法。本专利技术通过下述技术方案来解决上述技术问题：本专利技术技术方案之一：一种高分散碳纳米管光声造影剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)伴随超声、搅拌，将羧基化多壁碳纳米管分散体系逐滴加入多胺基阳离子聚合物溶液中，滴加完成后超声10-30min，搅拌30-60min，之后在60℃-90℃保温20-36小时，冷却到15℃-30℃，离心，洗涤并分散沉淀，制得多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系；(2)将胆酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步骤(1)所述多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系中，伴随超声搅拌反应，制得所述高分散碳纳米管光声造影剂。本专利技术中，步骤(1)为：伴随超声、搅拌，将羧基化多壁碳纳米管分散体系逐滴加入多胺基阳离子聚合物溶液中，滴加完成后超声10-30min，搅拌30-60min，之后在60℃-90℃保温20-36小时，冷却到15℃-30℃，离心，洗涤并分散沉淀，制得多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系。步骤(1)中，所述羧基化多壁碳纳米管的羧基含量较佳地为0.5-3％，更佳地为1.23％，所述百分比为质量百分比。所述羧基化多壁碳纳米管的长度较佳地为0.5-2μm，直径较佳地为20-30nm，所述羧基化多壁碳纳米管分散体系的浓度较佳地为0.3-1.3mg/mL，更佳地为0.6mg/mL。所述多胺基阳离子聚合物为本领域常规的多胺基阳离子聚合物，较佳地为支化聚乙烯亚胺(Branched-PEI)、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(PAM)、四乙烯五胺(TEPA)或三乙烯四胺(TETA)，更佳地为支化聚乙烯亚胺。所述多胺基阳离子聚合物分子量可以为本领域多胺基阳离子聚合物的常规的分子量，较佳地为Mn10000-Mn1800。所述多胺基阳离子聚合物的制备方法为本领域常规制备方，或市售可得。所述多胺基阳离子聚合物溶液的浓度较佳地为1-22mg/mL，更佳地为1-5mg/mL，最佳地为1mg/mL。所述羧基化多壁碳纳米管与所述多胺基阳离子聚合物的质量比较佳地为1∶1-1∶50，更佳地为1∶3-1∶20，进一步更佳地为1∶5-1∶10，最佳地为1∶10。步骤(1)中，所述超声的方法为本领域常规的超声分散方法，所述滴加完成后超声的强度为常规的超声强度，较佳地为200w。所述超声的时间为10-30min，较佳地为30min。所述搅拌的时间为30-60min，较佳地为60min。所述保温的温度为60℃-90℃，较佳地为65℃-85℃，进一步较佳地为65℃-80℃，更佳地为65℃-75℃，进一步更佳地为65℃-70℃，最佳地为65℃。所述保温的时间为20-36小时，较佳地为24-36小时，更佳地为36小时。所述离心的转速可以为本领域常规的转速，较佳地为10000r/min。所述离心的时间可以为本领域常规的时长，较佳地为15min。所述洗涤较佳地用去离子水洗涤，更佳地为用去离子水抽滤洗涤。所述分散可以用本领域常规的溶剂进行分散，如用PBS缓冲液或去离子水分散，较佳地用去离子水分散。步骤(2)为：将胆酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步骤(1)所述多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系中，伴随超声搅拌反应，制得所述高分散碳纳米管光声造影剂。步骤(2)中，所述胆酸化聚乙二醇溶液的浓度可以为本领域常规的浓度，较佳地为0.05-0.1mg/mL，更佳地为0.1mg/mL。所述胆酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量可以为本领域常规的分子量，较佳地为0.5-20kDa。所述多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系与胆酸化聚乙二醇的质量比较佳地为1∶0.5-1∶20，更佳地为1∶1-1∶10，进一步更佳地为1∶2-1∶5，最佳地为1∶3。其中所述超声的方法为本领域常规的超声分散方法，所述超声的强度为常规的超声强度，较佳地为200w。所述搅拌的时间可以为本领域常规的时长，较佳地为45-50h，更佳地为50h。步骤(2)较佳地还可以包括离心和洗涤沉淀，所述离心和洗涤沉淀在所述伴随超声搅拌进行反应后发生。所述离心的转速可以本领域常规的转速，较佳地为10000r/min。所述离心的时间可以为本领域常规的时长，较佳地为10-15min，更佳地为10min。所述洗涤较佳地为用去离子水洗涤，更佳地为用去离子水抽滤洗涤。本专利技术较佳地还可以包括步骤(3)，步骤(3)为：将步骤(2)所得高分散碳纳米管光声造影剂配成分散体系，离心洗涤、干燥。步骤(3)中，所述分散体系较佳地用去离子水配制。所述离心洗涤可以为本领域常规的离心洗涤操作，较佳地为用去离子水离心洗涤。所述离心洗涤的离心的转速可以为常规的转速，较佳地为10000r/min。所述干燥可以为本领域常规的干燥，较佳地为真空干燥。所述干燥的时间可以为本领域常规的时长，较佳地为24h。本专利技术采取的技术方案之二为：一种高分散碳纳米管光声造影剂，其是通过如前所述的制备方法所制得的。本专利技术中，所述高分散碳纳米管光声造影剂较佳地是由羧基化多壁碳纳米管、多胺基阳离子聚合物和胆酸化聚乙二醇通过物理吸附结合化学共价结合而成。所述多胺基阳离子聚合物可以为本领域常规的多胺基阳离子聚合物，较佳地为支化聚乙烯亚胺、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、四乙烯五胺或三乙烯四胺，更佳地为支化聚乙烯亚胺。所述羧基化多壁碳纳米管的长度较佳地为0.5-2μm，直径较佳地为20-30nm，羧基含量较佳地为0.5％-3％，更佳地为0.5％，所述百分比为质量百分比。其中所述胆酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量较佳地为0.5-20kDa。所述多胺基阳离子聚合物-碳纳米管与胆酸化聚乙二醇的质量比较佳地为1∶0.5-1∶20，更佳地为1∶1-1∶10，进一步更佳地为1∶2-1∶5，最佳地为1∶3。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分散碳纳米管光声造影剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)伴随超声、搅拌，将羧基化多壁碳纳米管分散体系逐滴加入多胺基阳离子聚合物溶液中，滴加完成后超声10‑30分钟，搅拌30‑60分钟，之后在60℃‑90℃保温20‑36小时，冷却到15℃‑30℃，离心，洗涤并分散沉淀，制得多胺基阳离子聚合物‑碳纳米管分散体系；(2)将胆酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步骤(1)所述多胺基阳离子聚合物‑碳纳米管分散体系中，伴随超声搅拌反应，制得所述高分散碳纳米管光声造影剂。

【技术特征摘要】
1.一种高分散碳纳米管光声造影剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)伴随超声、搅拌，将羧基化多壁碳纳米管分散体系逐滴加入多胺基阳离子聚合物溶液中，滴加完成后超声10-30分钟，搅拌30-60分钟，之后在60℃-90℃保温20-36小时，冷却到15℃-30℃，离心，洗涤并分散沉淀，制得多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系；(2)将胆酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步骤(1)所述多胺基阳离子聚合物-碳纳米管分散体系中，伴随超声搅拌反应，制得所述高分散碳纳米管光声造影剂。2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多胺基阳离子聚合物为支化聚乙烯亚胺、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、四乙烯五胺或三乙烯四胺；和/或，所述羧基化多壁碳纳米管的长度为0.5-2微米；和/或，所述羧基化多壁碳纳米管的直径为20-30纳米；和/或，所述超声的时间为30分钟；和/或，所述搅拌的时间为60分钟；和/或，所述保温的温度为65℃-85℃；和/或，所述保温的时间为24-36小时；和/或，所述多胺基阳离子聚合物溶液的浓度为1-22毫克/毫升；和/或，所述羧基化多壁碳纳米管与所述多胺基阳离子聚合物的质量比为1∶1-1∶50；和/或，所述滴加完成后超声的强度为200瓦；和/或，所述离心的转速为10000转/分钟；和/或，所述离心的时间为15分钟；和/或，所述洗涤用去离子水洗涤；和/或，所述分散用去离子水分散。3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的时间为45-50小时；和/或，所述胆酸化聚乙二醇溶液的浓度为0.05-0.1毫克/毫升；和/或，所述胆酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量为0.5-20kDa；和/或，所述多胺基阳离子聚合物-碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖斌，谭庆刚，王宁，周坚，李茂岚，马强，赵帅，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属新华医院，
类型：发明
国别省市：上海,31