一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：超顺磁性纳米颗粒的制备；步骤2：将蛋白溶解在水中，然后按一定比例加入超顺磁性纳米颗粒水溶液，形成超顺磁性纳米颗粒@蛋白结构纳米颗粒；步骤3：将多酚

【技术实现步骤摘要】
一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法


[0001]本专利技术属于磁共振成像探针的领域，特别涉及一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法。

技术介绍

[0002]过去几年，越来越多的研究证明，与正常细胞相比，病灶部位由于肿瘤细胞或炎症状态的存在导致周围组织细胞的供氧量不足，只能利用无氧呼吸的糖酵解产生能量，因此产生的大量乳酸、氢离子以及二氧化碳堆积，导致病灶部位的微环境酸化，pH值在6.5
‑
6.8之间，这不仅对炎症有促进作用，同样提高肿瘤转移的风险。而近几年人们认为这种酸性微环境可以作为病灶部位的显影和治疗的有效靶标，与传统的受体
‑
配体靶标方式相比，这种方式的优势非常明显，由于大多数病灶部位的微环境都呈酸性，因此利用病灶部位的pH异常状态，可以作为疾病诊断的重要指标之一。
[0003]磁共振成像(MRI)相比于其他的成像技术，由于成像方式多样，成像原理更加复杂，使其得到的成像信息更加丰富，空间分辨率更高，另外由于磁共振成像是磁场成像，无放射性，对人体无害，同时磁共振成像摆脱了光学成像穿透性不强的缺点，不受组织穿透能力的限制，可通过不同序列(T1、T2)在病灶部位进行成像，更加适用于临床疾病的诊断，广泛用于肿瘤的检查。
[0004]人体内病灶部位由于细胞代谢改变引起pH低的特点，导致免疫抑制、炎症等，加速了疾病的进展,通过pH值分布的影像检测，可以对病灶部位的准确定位。
[0005]现有技术中，缺少一种磁共振成像纳米探针实现成像的同时还可以实现病灶微环境pH在体可视化。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，以纳米颗粒为核心构建响应型分子影像探针在有望实现对病灶部位高灵敏精准成像。其中以超顺磁性磁性纳米颗粒(T2造影效果)为核心构建的MRI造影剂，在表面修饰铁离子络合物后，到达酸性微环境时通过pH响应释放铁离子(T1造影效果)，从而可以实现pH响应激活的T1/T2磁共振比率成像。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：超顺磁性纳米颗粒的制备
[0010]步骤2：将蛋白溶解在水中，然后按一定比例加入超顺磁性纳米颗粒水溶液，形成超顺磁性纳米颗粒@蛋白结构纳米颗粒；
[0011]步骤3：将多酚
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铁溶液与步骤2制备的纳米颗粒混合在一起，充分溶解混合均匀，获得超顺磁性纳米颗粒@蛋白@多酚
‑
铁纳米颗粒；
[0012]所述用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1)超顺磁性纳米颗粒的制备
[0014]采用改进的水热法制备油酸铁：在搅拌下将4.8gNaOH、60mL水、80mL乙醇和120mL油酸混合以形成均相溶液，然后在磁搅拌条件下加入10.8gFeCl3
·
6H2O和140mL环己烷，将混合物在70℃下搅拌约4小时，并冷却至室温，将所得混合物用水洗涤去除其他残余物，通过旋蒸获得油酸铁；
[0015]疏水性Fe3O4纳米颗粒的合成：
[0016]将3.6g上述步骤制备的油酸铁和1.13g油酸溶解在25mL的1
‑
十八烯中，将所得溶液以3.3℃/min的速率加热至310℃，然后在氮气保护下保持310℃30min，通过将反应混合物冷却至室温终止制备，用乙醇沉淀得到疏水性Fe3O4纳米颗粒，通过磁选收集，用乙醇洗涤，最后再分散在环己烷中，备用；
[0017]亲水性Fe3O4纳米颗粒水溶液的制备：
[0018]将上述制备的疏水性Fe3O4纳米颗粒环己烷分散液测量氧化铁浓度(邻菲罗啉法)，取含有10mg的Fe3O4纳米颗粒的环己烷分散液，用无水乙醇沉淀、离心，除去上清液后，所得沉淀用1ml环己烷溶解，再加入10mL环己烷、7mL叔丁醇、2mL水和1mL质量百分比为5wt％K2CO3的混合物在室温下搅拌20min，然后逐滴添加4mL Lemieuxvon Rudloff试剂，将所得混合物在40℃下搅拌4小时，再通过离心分离亲水性Fe3O4纳米颗粒，并分别用去离子水、丙酮和乙醇洗涤，将产物分散在50mL pH值为4
‑
5的盐酸中，并将混合物搅拌30min，再将亲水性Fe3O4纳米颗粒通过使用30kDa MWCO超滤管的水超滤2个循环进行纯化，并分散在水中备用，测量所得溶液的氧化铁浓度；
[0019]其中，所述Lemieuxvon Rudloff试剂由5.7mM高锰酸钾和0.105M NaIO4水溶液。
[0020]步骤2)Fe3O4@BSA纳米颗粒的制备
[0021]将BSA溶解于经Milli
‑
Q处理的水中得到BSA水溶液，将制备好的亲水性Fe3O4纳米颗粒水溶液添加到BSA水溶液中，混合后最终浓度为：亲水性Fe3O4纳米颗粒0.2mg/ml，BSA 10mg/ml，以形成Fe3O4@BSA纳米颗粒，其中，Fe3O4与BSA的物质的量的比例为1:10，然后使用100kDa MWCO超滤管通过超滤去除游离BSA，得到Fe3O4@BSA纳米颗粒水溶液；
[0022]步骤3：纳米颗粒的制备
[0023]分别将TA水溶液和FeCl3溶液加入到Fe3O4@BSA纳米颗粒水溶液中，使得混合后最终TA浓度为0.5mg/ml，Fe
3+
浓度为0.08mg/ml，Fe3O4@BSA、TA、Fe
3+
的物质的量的比例是1:40:200，然后使用100kDa MWCO超滤管通过超滤去除游离TA
‑
Fe
III
络合物,超滤2个循环进行纯化,最终形成纳米颗粒溶液。
[0024]本专利技术浓度单位mM是mmol/L的简写，M是mol/L的简写。
[0025]本专利技术所述TA为单宁酸。
[0026]本专利技术以超顺磁性纳米颗粒为核心，由于纳米颗粒带负电荷，在缓冲液中不稳定，所以在纳米颗粒表面通过静电作用吸附一层蛋白作为“蛋白冠”，在蛋白外通过配位结合多酚
‑
铁络合物。当纳米颗粒进入血液中后，由于铁离子的存在，纳米颗粒会自发吸附血浆中的转铁蛋白，由于病灶部位的细胞膜会过表达转铁蛋白受体，因而纳米探针会靶向病灶部位。
[0027]当探针进入病灶部位后，在核磁共振成像仪的磁场中，超顺磁性磁性纳米颗粒具有(T2造影效果)，由于病灶部位微环境的pH低于正常组织，酸性条件会T1造影效果。由于病
灶组织内部pH分布不均匀，所以铁离子释放率不同，T1信号值则不同，通过T1/T2的比率，可以实现对病灶组织的可视化成像。
[0028]相较于现有技术，本专利技术提供一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，通过步骤1：超顺磁性纳米颗粒的制备；步骤2：将蛋白溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：超顺磁性纳米颗粒的制备步骤2：将蛋白溶解在水中，然后按一定比例加入超顺磁性纳米颗粒水溶液，形成超顺磁性纳米颗粒@蛋白结构纳米颗粒；步骤3：将多酚
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铁溶液与步骤2制备的纳米颗粒混合在一起，充分溶解混合均匀，获得超顺磁性纳米颗粒@蛋白@多酚
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铁纳米颗粒。2.如权利要求1所述的用于pH可视化的磁共振成像纳米探针的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1)超顺磁性纳米颗粒的制备采用改进的水热法制备油酸铁：在搅拌下将4.8gNaOH、60mL水、80mL乙醇和120mL油酸混合以形成均相溶液，然后在磁搅拌条件下加入10.8gFeCl3
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6H2O和140mL环己烷，将混合物在70℃下搅拌约4小时，并冷却至室温，将所得混合物用水洗涤去除其他残余物，通过旋蒸获得油酸铁；疏水性Fe3O4纳米颗粒的合成：将3.6g上述步骤制备的油酸铁和1.13g油酸溶解在25mL的1
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十八烯中，将所得溶液以3.3℃/min的速率加热至310℃，然后在氮气保护下保持310℃30min，通过将反应混合物冷却至室温终止制备，用乙醇沉淀得到疏水性Fe3O4纳米颗粒，通过磁选收集，用乙醇洗涤，最后再分散在环己烷中，备用；亲水性Fe3O4纳米颗粒水溶液的制备：将上述制备的疏水性Fe3O4纳米颗粒环己烷分散液测量氧化铁浓度，取含有10mg的Fe3O4纳米颗粒的环己烷分散液，用无水乙醇沉淀、离心，除去上清液后，所得沉淀用1ml环己烷溶解，再加入10mL环己烷、7mL叔丁醇、2mL水和1mL质量百分比为5wt％K2CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霓，乔园园，张沛森，侯毅，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：