一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的应用制造技术

本文发明专利技术公开了一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料在制备多模态成像剂中的应用，所述的复合纳米材料以金属有机框架材料ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的应用


[0001]本专利技术属于生物医学影像成像
，具体涉及一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的应用。

技术介绍

[0002]磁共振成像(MRI)是目前在临床中应用最为成熟的影像技术之一，它能提供全身器官及肿瘤的三维解剖式结构信息，具有很高的空间分辨率。但传统MRI信号来源于体内的质子，背景信号强，且灵敏度较低，因此，需要使用造影剂来提高成像对比度。
[0003]目前临床上所用的磁共振造影剂(T1造影剂、T2造影剂)一般含有重金属离子(如钆)，对肾脏等器官造成一定的负担，可能会造成一定的危害。研究发现，无毒无害惰性气体
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Xe，在利用自旋交换光泵技术超极化后，其磁共振灵敏度提高了数万倍。超极化后的气体
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Xe可实现肺部气体MRI，对肺部疾病从结构和功能性方面进行成像。但是，由于
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Xe本身不具有靶向性，若将
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Xe直接作为探针进行成像，难以得到指定区域的靶向性成像检测结果。因此，研究人员考虑利用一种笼状分子将
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Xe封装，通过对笼状分子进行靶向修饰，从而赋予
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Xe靶向性。然而最初发现的分子笼如穴番，存在合成复杂价格高、水溶性差修饰难等问题，而且部分修饰了靶向基团的分子笼对于相应生物标志物的响应不明显。
[0004]近年来发现金属有机框架材料具有规则的孔道结构，对多种气体具有良好的吸附效果。研究人员发现一种水稳定性金属有机框架材料ZIF
‑
8对
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Xe具有较好的装载效果。并且ZIF
‑
8廉价易得，可拓展性强，易于修饰。因此可采用ZIF
‑
8封装
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Xe，构建超极化
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Xe分子探针，进行靶向性超极化
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Xe MRI的相关研究，但是单一的影像方式所获取的病灶信息有限。
[0005]多模态影像结合了多种影像方法的优点，多种影像方法相互辅助，可获取病灶区多角度多尺度的信息，因此，多模态成像逐渐成为当前热门的影像方法。光声成像(photoacoustic imaging，PAI)是基于光声效应的生物医学光学功能性成像方法，该方法具有灵敏度高，无标记，功能性、高深空比(深度/空间分辨率比)、多对比度和多尺度等优点，但是由于光散射而导致空间分辨率较低，很难精确定位。若将高分辨率磁共振成像和高灵敏度光声成像技术相结合，即可得到多角度多尺度成像信息，并且可以适当提高分辨率和灵敏度。
[0006]部分产生良好光声信号的材料，同时拥有优异的光热转换性能。硫化铜(CuS)纳米晶体作为一种以铜和硫元素为基础的纳米材料，既具有优异的光热转换效率，又具有良好的光声成像效果，但是如何将
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Xe MRI和光热、光声成像有机地整合在一个平台，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]基于上述现有技术，本专利技术提供了一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的应用，该复合纳米材料制备方法简单，制备成本低，能同时应用于
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Xe磁共振成像、光声成像
和光热成像，从而得到多角度多尺度成像信息，提高了病灶诊断的正确率。
[0008]实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：
[0009]一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料在制备多模态成像剂中的应用，所述的复合纳米材料以金属有机框架材料ZIF
‑
8为载体，负载PVP修饰的硫化铜纳米颗粒。
[0010]进一步，所述的多模态成像包括
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Xe磁共振成像、光声成像和光热成像。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的优点与有益效果在于：
[0012]1、该复合纳米材料以金属有机框架材料ZIF
‑
8为载体，负载PVP修饰的硫化铜纳米颗粒，不仅可用于超极化
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Xe成像，而且在吸收近红外光后可用于光热光声成像，同时因其优异的光热转换效率，还有望用于癌症的光热治疗，可见，该复合纳米材料可将
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Xe磁共振成像、光声成像和光热成像有机地整合在一个纳米平台，实现多模态成像，其在生物医学诊断治疗方面具有很好的应用前景。
[0013]2、该复合纳米材料制备方法相对简单，操作便捷，制备成本相对较低，进一步扩大了其在磁共振成型方面的应用前景。
[0014]3、该复合纳米材料相容性好，水分散性好，适合用于活体成像，在肿瘤的早期诊断方面具有很好的应用前景，而ZIF
‑
8负载的
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Xe不能用于活体试验，大大限制了其在实际中的应用。
附图说明
[0015]图1为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的电镜图，其中图1(a)硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的TEM图，图1(b)为硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的SEM图。
[0016]图2为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的XRD图。
[0017]图3为实施例1制备的PVP修饰的硫化铜纳米颗粒和硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的紫外吸收光谱图。
[0018]图4为实施例1制备的PVP修饰的硫化铜纳米颗粒和硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的红外光谱图。
[0019]图5为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的
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Xe NMR图谱。
[0020]图6为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的CEST信号图和
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Xe CEST成像效果图，其中，图6(a)为CEST信号图，图6(b)为
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Xe CEST成像效果图。
[0021]图7为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的光热成像图。
[0022]图8为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的模体光声成像图。
[0023]图9为实施例1制备的硫化铜与金属有机框架复合纳米材料的活体光声成像图。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0025]以下实施例中所使用的试剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30，Mw＝40KDa)、2
‑
甲基咪唑、六水合硝酸锌均选购自Sigma
‑
Aldrich；试剂二水合氯化铜、硫化钠、甲醇均选购自国药集团化学试剂有限公司。
[0026]实施例1
[0027]1、PVP修饰的硫化铜纳米颗粒的制备：
[0028]1.1、取200mg聚乙烯吡咯烷酮溶于200mL去离子水中，超声溶解，制得聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
[0029]1.2、将35mg CuC12·
2H2O加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，于室温下均匀搅拌30min至完全溶解，制得混合溶液，随后将0.8mL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫化铜与金属有机框架复合纳米材料在制备多模态成像剂中的应用，其特征在于：所述的复合纳米材料以金属有机框架材料ZIF
‑
8为载体，负载PVP修饰的硫化铜纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，乐曲儿，曾庆斌，郭茜旎，孙献平，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：