一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂，表达式为Gd:CA‑DTPA‑PEG‑DIB‑Fe3O4，结构式如下：

T1/T2 dual mode magnetic resonance imaging contrast agent and preparation method and use thereof

The invention discloses a T1/T2 dual-mode magnetic resonance imaging contrast agent, which is expressed as Gd: CA DTPA PEG DIB Fe3O4. The structure formula is as follows:

【技术实现步骤摘要】
一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂及其制备方法和用途
本专利技术属于磁共振成像领域，具体涉及一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂及其制备方法和用途。
技术介绍
磁共振成像(MRI)是核磁共振技术在生物医学中的重要应用之一。MRI因为具有高的空间分辨率、无放射损伤、无限的组织穿透深度和快速成像等优点，可有效检测组织坏死、局部缺血和各种恶性病变(如肿瘤)等，已成为生物成像技术最优的选择之一。为了提高MRI技术的判断能力即增大正常组织和病变组织之间的反差，临床上一般采用造影剂通过改变质子的弛豫率，来增强正常组织和病变组织之间的对比度。近年来随着生物体系内分子识别功能研究的不断深入，设计并合成具有靶向识别，生物相容性好，对正常组织无毒副作用的MRI造影剂成为研究的热点。造影剂(CAs)是用来缩短成像时间、提高成像对比度和清晰度的一种成像增强对比剂，它能改变体内局部组织中水质子的弛豫速率，提高正常与患病部位的成像对比度，从而显示体内器官的功能状态。因为Fe3O4NPs本身是一种T2造影增强剂，它可以有效地增强T2信号，而钆(Ⅲ)的配合物是一种T1造影增强剂，它可以有效地增强T1信号。本专利技术拟在聚乙二醇修饰的Fe3O4NPs表面接上Gd3+和胆酸，形成一种具有肝靶向性，生物相容性好，低毒的双模式磁共振成像造影剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂，该造影剂具有更高的弛豫速率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂，表达式为Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4，结构式如下：其中，CA为胆酸，DTPAA为二乙烯三胺五乙酸酐，DIB为3,4-二羟基苯甲醛，PEG为聚乙二醇。优选地，所述聚乙二醇的平均分子量为3600～4400。上述T1/T2双模式磁共振成像造影剂的制备方法，包括：(1)双氨基聚乙二醇NH2-PEG-NH2与3,4-二羟基苯甲醛通过席夫碱反应，得到(2)胆酸与N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺通过酰胺反应，得到CA-NH2(3)二乙烯三胺五乙酸酐与NH2-PEG-DIB、CA-NH2通过酰胺反应，得到(4)将步骤(3)得到的CA-DTPA-PEG-DIB与GdCl3.6H2O、Fe3O4在溶剂中混合反应，即得到所述的T1/T2双模式磁共振成像造影剂。优选地，所述二乙烯三胺五乙酸酐与NH2-PEG-DIB、CA-NH2的摩尔比为1:1:1。优选地，所述CA-DTPA-PEG-DIB与GdCl3.6H2O、Fe3O4的质量比为10:1:1。优选地，所述Fe3O4为Fe3O4纳米颗粒。上述T1/T2双模式磁共振成像造影剂可有效地靶向肝脏，可用于肝脏磁共振成像。本专利技术具有以下优点：1)胆酸可被肝脏特异性吸收，该吸收是通过肝细胞膜上的Na+依赖性转运系统(NTCP)及Na+非依赖性转运系统(OATP)实现的，使得该造影剂具有显著的肝靶向特征。2)同时将两类造影剂负载到一种纳米复合材料中，由于两类造影剂不同的造影模式，使其在外磁场下相互影响，从而可以更准确地成像。3)该造影剂具有更高的弛豫速率，具有比马根维显(DTPA-Gd,r1＝4.7mM-1s-1)更好的造影效果。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4制备流程图。图2为本专利技术的CA-DTPA-PEG-DIB的1HNMR。图3为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4的IR光谱图。图4为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4动力学水合半径测量图。图5为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4的磁滞回线图。图6为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4的MTT细胞活力测试图。图7为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4的r1、r2测量数据统计图。图8为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4的体外磁共振成像效果图。图9为本专利技术的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4体内肿瘤部位成像造影图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本专利技术T1/T2双模式磁共振成像造影剂的制备流程如图1所示。1)7.8462g，0.02mmol的DTPA，6mL的乙酸酐，8mL的吡啶溶解于50mL的圆底烧瓶中，在80℃下恒温回流12h，冷却至室温后抽滤，先用少量乙醚洗涤两次，再用10mL乙酸酐洗涤两次，最后再用少量乙醚洗涤，得到较纯的白色产物二乙烯三胺五乙酸酐(DTPAA)。2)聚乙二醇(PEG4000)和氨水在常温搅拌48h后，得到双氨基聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)。3)NH2-PEG-DIB的具体制备过程：称取1.6gNH2-PEG-NH2溶解在30mLCH2Cl2和30mLCH3CH2OH的混合溶剂中，在冰浴条件下，缓慢加55mg，0.4mmol的3,4-二羟基苯甲醛的100mL乙醇溶液(4h)，室温下搅拌24h，再向上述体系中加入10mg，0.42mmol的硼氢化钠，反应4h后，减压蒸馏，乙醚沉淀，抽滤，真空干燥，低温保存。4)胆酸与等摩尔的N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺、1.5摩尔的DCC(二环己基碳二亚胺)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)混合，在室温搅拌24h后，得到CA-NH2。5)将DTPAA和CA-NH2分别溶解于DMF中，将NH2-PEG-DIB溶解于6mLCH2Cl2中，然后按DTPAA、NH2-PEG-DIB、CA-NH2的摩尔比为1:1:1，依次将NH2-PEG-DIB、CA-NH2缓慢滴加到DTPAA溶液中，常温持续搅拌24h。待反应结束后所得的产物用乙醚离心，用少量DMF洗涤，最后真空干燥保存以待使用，得到CA-DTPA-PEG-DIB。6)GdCl3.6H2O的制备：称取0.7g的Gd2O3热溶于过量的盐酸，搅拌至完全溶解，让其盐酸挥发至干，收集白色固体真空干燥，保存待用。7)将100mgCA-DTPA-PEG-DIB溶解在10mLDMF中，直接加入10mg的GdCl3.6H2O，常温持续搅拌24h，乙醚离心，乙醇洗涤，得到Gd:CA-DTPA-PEG-DIB。8)T2类造影剂Fe3O4纳米粒子(NPs)的制备：0.706g，2mmol的乙酰丙酮铁溶于10mL的二苄醚和10mL的油胺中，在氮气保护下，120℃预反应1h后，迅速升温至300℃条件下反应2h，反应结束后室温条件下自然冷却，然后加入50mL乙醇，充分搅拌后4000r/min离心洗涤，产物分散于正己烷中保存。9)将Fe3O4NPs负载在Gd:CA-DTPA-PEG-DIB上，具体的操作步骤是：量取800μL的步骤8)制备的Fe3O4NPs，通过溶剂转换将其分散于2mL的CHCl3中，然后缓慢将其滴加于溶解有12mg的Gd:CA-DTPA-PEG-DIB50mL的CHCl3溶液中，常温搅拌12h。用大量的石油醚离心洗涤，真空干燥保存。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂，表达式为Gd:CA‑DTPA‑PEG‑DIB‑Fe3O4，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种T1/T2双模式磁共振成像造影剂，表达式为Gd:CA-DTPA-PEG-DIB-Fe3O4，结构式如下：其中，CA为胆酸，DTPAA为二乙烯三胺五乙酸酐，DIB为3,4-二羟基苯甲醛，PEG为聚乙二醇。2.根据权利要求1所述的T1/T2双模式磁共振成像造影剂，其特征在于：所述聚乙二醇的平均分子量为3600～4400。3.权利要求1所述T1/T2双模式磁共振成像造影剂的制备方法，包括：(1)双氨基聚乙二醇NH2-PEG-NH2与3,4-二羟基苯甲醛通过席夫碱反应，得到NH2-PEG-DIB；(2)胆酸与N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺通过酰胺反应，得到CA-NH2；(3)二乙烯三胺五乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢小泉，尚登辉，张守婷，汪天胜，魏红娟，毛翔，张振，张东旭，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62