一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂及其制备方法。该超声造影剂包括改性壳聚糖以及包裹在改性壳聚糖内部的生物惰性气体，生物惰性气体包括十二氟戊烷和六氟化硫中的一种以上，壳聚糖外层连接纳米金属氧化物，接着以改性后的壳聚糖为膜材，包裹生物惰性气体。本发明专利技术超声造影剂的粒径为300~700 nm。本发明专利技术超声造影剂制备工艺简单，生产成本低，易于工业化生产，同时克服了现有的超声造影剂组织穿透力低的缺点，提供了一种组织穿透力强、具有靶向性的纳米金属氧化物修饰超声造影剂。

Nano metal oxide modified ultrasonic contrast agent and preparation method thereof

The invention discloses a nano metal oxide modified ultrasonic contrast agent and a preparation method thereof. The ultrasound contrast agent including modified chitosan and wrapped in biological inert gas modification of chitosan, biological inert gas including a more than twelve fluorine pentane and six sulfur hexafluoride in the outer connection of chitosan nano metal oxide, followed by the modified chitosan as membrane material, wrapping biological inert gas. The invention of ultrasound contrast agent with particle size of 300~700 nm. The invention of ultrasound contrast agent has simple preparation process and low production cost, easy industrial production, while overcoming the existing organization of ultrasound contrast agent penetration is low, provides a strong tissue penetration, targeted nano metal oxide modified ultrasound contrast agent.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂及其制备方法
本专利技术涉及超声造影剂制备
，具体涉及一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂及其制备方法。
技术介绍
从1967年首次发现可增强超声显影的微小空气泡后的数十年间，超声造影剂（UCAs）从第1代到第3代得到了长足发展。其中，超声造影剂由于具有分子成像、促进血栓溶解、促进药物体内运输、定点释放和基因转染等作用，因而重点受到关注。超声分子影像诊断技术作为无创、价格相对低廉的诊断技术，已在临床上得到了广泛应用。目前超声诊断的图像清晰度和对比度与CT、MRI相比存在一定的差距，其临床应用受到一定限制。由于常规超声造影剂为微米级，平均直径约2-4µm，不能穿过血管，是一种血池显影剂。因为超声微泡的组织靶向性较低，缺乏对病变组织的特殊亲和力，不能有效滞留于靶组织，只能在短暂的动脉相中使靶器官血管显影，较大影响了诊断的准确性和特异性。针对常规超声造影剂粒径相对较大，组织穿透力弱和靶向性低等问题，发展新的分子超声造影技术具有可观的价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的超声造影剂的组织穿透力低的缺点，提供一种组织穿透力强的纳米金属氧化物修饰超声造影剂。该超声造影剂包括改性壳聚糖以及包裹在改性壳聚糖内部的生物惰性气体，生物惰性气体包括十二氟戊烷和六氟化硫中的一种以上，壳聚糖外层连接纳米金属氧化物进行改性，并以改性壳聚糖为膜材包裹生物惰性气体。本专利技术目的还在于提供所述超声造影剂的制备方法。本专利技术通过如下技术方案实现。一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将壳聚糖、硅烷偶联剂和金属氧化物混合均匀，加热反应，将反应产物抽滤，研磨，得到改性壳聚糖；（2）将改性壳聚糖溶于水中得到改性壳聚糖的水溶液，添加生物惰性气体，搅拌混合均匀，使改性壳聚糖初步成球；（3）在改性壳聚糖初步成球的溶液中，添加香草醛，进行交联；添加缓冲液调节pH，静置使改性壳聚糖沉降；（4）除去静置沉降的大颗粒，离心，弃去上清液，收集固体颗粒，冷冻干燥，得到所述纳米金属氧化物修饰超声造影剂。进一步地，步骤（1）中，所述壳聚糖包括分子量为2000~4000的壳聚糖。进一步地，步骤（1）中，所述硅烷偶联剂为商品牌号KH560或KH550的硅烷偶联剂。进一步地，步骤（1）中，所述纳米金属氧化物包括纳米氧化锌和纳米三氧化二铁中的一种以上。纳米金属氧化物具有包括颗粒小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多、无毒性以及吸附能力强的特性，在临床医学上具有广泛的应用；纳米金属氧化物能诱导细胞膜的纳米级穿孔及脂质的瞬时氧化，从而改变细胞膜的通透性，且纳米金属氧化物进入细胞后能与细胞中的蛋白质和酶发生相互作用，具有靶向性。同时，研究显示，纳米氧化锌和纳米三氧化二铁具有明显的抗肿瘤作用以及靶向性。因此，将包括纳米氧化锌和纳米三氧化二铁中的一种以上的纳米金属氧化物连接在超声造影剂的表面，得到纳米金属氧化物修饰的超声造影剂，使超声造影剂具有组织靶向性、组织穿透性强、无毒无害的特点，加强了微泡显影的特异性。进一步地，步骤（1）中，所述壳聚糖、硅烷偶联剂和纳米金属氧化物的质量比为1:1:1。进一步地，步骤（1）中，所述加热反应是在温度60-80℃反应12小时。进一步地，步骤（2）中，所述改性壳聚糖与水的质量比为1:1。进一步地，步骤（2）中，所述生物惰性气体包括十二氟戊烷和六氟化硫中的一种以上。进一步地，步骤（2）中，所述搅拌混合的时间为1~2小时。进一步地，步骤（3）中，所述交联的时间为2~3小时。进一步地，步骤（3）中，所述缓冲液为pH=8的磷酸氢钾-磷酸二氢钾缓冲液。进一步地，步骤（3）中，所述调节pH为调节pH=7~8。进一步地，步骤（3）中，所述静置的时间为12~15小时。进一步地，步骤（4）中，所述离心的转速为6000~20000r/min，时间为40-60min。进一步地，所述改性壳聚糖：生物惰性气体：香草醛的质量比为（10~30）：（5~15）：（5~10）。由上述任一项所述制备方法制得的一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂，包括改性壳聚糖以及包裹在改性壳聚糖内部的膜内气体；纳米金属氧化物连接在改性壳聚糖的外表面，具有组织靶向作用。进一步地，所述纳米金属氧化物修饰超声造影剂的粒径为300~700nm。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：（1）本专利技术的纳米金属氧化物修饰超声造影剂，纳米级金属氧化物结合在壳聚糖外壳上，使改性后的超声造影剂粒子具有组织穿透力强以及组织靶向性的特点；（2）本专利技术的纳米金属氧化物修饰超声造影剂的微泡粒径小，粒径范围为300-700nm，壳聚糖结合的纳米级金属氧化物具有组织靶向性，能够进入血管外间隙，对血管外组织进行局部超声加强显影，加强了微泡显影的特异性，克服了现有的超声造影剂组织穿透力低的缺点，在疾病的精准医疗方面具有很好的应用前景；（3）本专利技术的纳米金属氧化物修饰超声造影剂生产成本低，易于工业化生产，提供了一种组织穿透力强和具有组织靶向性的纳米金属氧化物修饰超声造影剂；（4）本专利技术的纳米金属氧化物修饰超声造影剂在超声波作用下，利用超声微泡的声学非线性效应，可获取高对比度的管腔影像，得到的B超图像的灰度值显示成像效果好，可清晰观察管腔的结构形态。附图说明图1为本专利技术的一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的结构示意图；图2为实施例1中的纳米金属氧化物修饰超声造影剂的B超显影图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。本专利技术的纳米金属氧化物修饰超声造影剂的结构示意图如图1所示，包括生物惰性气体1、改性壳聚糖2和纳米金属氧化物3，壳聚糖外层连接纳米金属氧化物3，接着以改性壳聚糖2为膜材，包裹生物惰性气体1。实施例1（1）将10重量份壳聚糖（分子量为2000）、10重量份硅烷偶联剂KH550和10重量份纳米氧化锌混合均匀，60℃下加热反应12小时，将反应产物抽滤，研磨，得到纳米氧化锌改性壳聚糖；（2）将10重量份纳米氧化锌改性壳聚糖溶于10重量份水中得到改性壳聚糖的水溶液，添加5重量份十二氟戊烷，搅拌1小时使其混合均匀，使改性壳聚糖初步成球；（3）在改性壳聚糖初步成球的溶液中，添加5重量份香草醛，交联2小时；添加40重量份pH=8、浓度为0.05moL/L的磷酸氢钾-磷酸二氢钾缓冲液，调节pH=7，使改性壳聚糖沉淀，静置沉降12小时；（4）除去静置沉降的大颗粒，6000r/min离心60分钟，弃去上清液，收集固体颗粒，冷冻干燥，得到所述纳米氧化锌修饰超声造影剂。制备所得的纳米氧化锌超声造影剂的包封率为85.2%，体外实验显示，该造影剂的粒径为400-680nm，对前列腺癌细胞具有靶向性；在超声影像中，具有明显增强显影，如图2所示，图中白亮部分为微泡增强显影后图像，与周围无微泡增强显影的部分对比明显。实施例2（1）将30重量份壳聚糖（分子量为4000）、30重量份硅烷偶联剂KH550和30重量份纳米三氧化二铁混合均匀，80℃下加热反应12小时，将反应产物抽滤，研磨，得到纳米三氧化二铁改性壳聚糖；（2）将30重量份纳米三氧化二铁改性壳聚糖溶于30重量份水得到改性壳聚糖的水溶液，添加15重量份生物惰性气体（10重量份十二氟戊烷和5重量份六本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将壳聚糖、硅烷偶联剂和纳米金属氧化物混合均匀，加热反应，将反应产物抽滤，研磨，得到改性壳聚糖；（2）将改性壳聚糖溶于水中得到改性壳聚糖的水溶液，添加生物惰性气体，搅拌混合均匀，使改性壳聚糖初步成球；（3）在改性壳聚糖初步成球的溶液中，添加香草醛，进行交联；添加缓冲液调节pH，静置使改性壳聚糖沉降；（4）除去静置沉降的大颗粒，离心，弃去上清液，收集固体颗粒，冷冻干燥，得到所述纳米金属氧化物修饰超声造影剂。

【技术特征摘要】
1.一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将壳聚糖、硅烷偶联剂和纳米金属氧化物混合均匀，加热反应，将反应产物抽滤，研磨，得到改性壳聚糖；（2）将改性壳聚糖溶于水中得到改性壳聚糖的水溶液，添加生物惰性气体，搅拌混合均匀，使改性壳聚糖初步成球；（3）在改性壳聚糖初步成球的溶液中，添加香草醛，进行交联；添加缓冲液调节pH，静置使改性壳聚糖沉降；（4）除去静置沉降的大颗粒，离心，弃去上清液，收集固体颗粒，冷冻干燥，得到所述纳米金属氧化物修饰超声造影剂。2.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述壳聚糖包括分子量为2000~4000的壳聚糖；所述硅烷偶联剂为商品牌号KH560或KH550的硅烷偶联剂；所述纳米金属氧化物包括纳米氧化锌和纳米三氧化二铁中的一种以上。3.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述壳聚糖、硅烷偶联剂和纳米金属氧化物的质量比为1:1:1；所述加热反应是在温度60-80℃反应12小时。4.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物修饰超声造影剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述改性壳聚糖与水的质量比为1:1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅娟，邓惠良，黄岳山，郭圣文，黄育铭，劳永华，杨家彬，揭光灵，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44