多模态成像探针的制备方法技术

本发明专利技术公开一种多模态成像探针的制备方法，包括以下步骤：取20重量份黑磷单晶放入玛瑙研钵中研磨，直至晶体呈粉状；将研磨后的黑磷粉末放入容器中，加入20000~40000重量份去离子水，搅拌均匀后密封，将黑磷溶液放入超声波清洗器中进行超声处理，并控制温度不超过30℃；将上述超声后的溶液进一步通过超声波细胞粉碎仪进行探头式超声8h，超声功率为200W，超声过程继续控制其温度在30℃以下，离心、清洗，得到黑磷纳米层。本发明专利技术多模态成像探针的制备方法提高了成像的灵敏度、分辨率和诊疗效率，同时具有好的生物相容性。同时具有好的生物相容性。同时具有好的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
多模态成像探针的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物探针
，尤其涉及一种多模态成像探针的制备方法。

技术介绍

[0002]磁共振成像组织穿透深度大，在现代临床诊断中有广泛应用，然而，它的灵敏度相对较低，不能用于携带有心脏起搏器、支架等病人术中的实时监测。相较而言，荧光成像具有高的灵敏度和实时成像的能力，但空间分辨率和穿透能力则比较有限。如果能够将磁共振成像和荧光成像二者结合起来，则既可以获取亚细胞水平的微观细节，又可以获得亚毫米尺度的宏观信息(Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3107
−
3115)。因此，荧光和磁共振成像集成的多模态造影剂对于临床诊断和手术治疗具有重要的应用价值。
[0003]纳米技术在生物医学领域的发展为多模态成像造影剂的构筑带来了很多机遇。通常，大家会通过构建荧光和磁性复合结构的方法来获得多模态成像体系。然而，这样的体系的合成过程通常比较复杂，性能在复合的过程往往也会受到影响，且尺寸和形貌难于准确控制，还会增加人体代谢的压力。因此，得到具有荧光和磁共振成像的单一纳米体系在纳米医学领域具有重要意义 (Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1700250)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多模态成像探针的制备方法，该多模态成像探针的制备方法提高了成像的灵敏度、分辨率和诊疗效率，同时具有好的生物相容性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多模态成像探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、取20重量份黑磷单晶放入玛瑙研钵中研磨，直至晶体呈粉状；步骤二、将研磨后的黑磷粉末放入容器中，加入20000~40000重量份去离子水，搅拌均匀后密封，将黑磷溶液放入超声波清洗器中进行超声处理，并控制温度不超过30℃；步骤三、将上述超声后的溶液进一步通过超声波细胞粉碎仪进行探头式超声8h，超声功率为200W，超声过程继续控制其温度在30℃以下，离心、清洗，得到黑磷纳米层；步骤四、将上述得到的黑磷纳米层分为至少3份置于玻璃管中，在波长380 nm 功率0.6 mW cm
‑2的LED灯照射下，与干燥氧气分别作用第一时间、第二时间和第三时间，得到具有不同氧化程度的黑磷纳米层，第三时间大于第二时间，第二时间大于第一时间；步骤五、将上述氧化的黑磷纳米层在密封箱中与4000~6000重量份浓度为0.2%的色氨酸水溶液进行充分混合；步骤六、将混合后的溶液进行超声搅拌、离心、清洗，在 40摄氏度下的真空旋转蒸发仪中均匀蒸发，得到兼具荧光和磁共振成像功能的色氨酸修饰的氧化黑磷纳米探针。
[0006]上述技术方案中进一步改进的方案如下：1、上述方案中，所述步骤一中在手套箱中研磨0.5~2小时。
[0007]2、上述方案中，所述步骤二通过保鲜膜密封，超声处理时间为2~4h。
[0008]3、上述方案中，所述步骤三超声处理时间为6~10h。
[0009]4、上述方案中，所述步骤四中第一时间、第二时间和第三时间分别为1h、2h和5h。
[0010]5、上述方案中，所述步骤六中进行超声搅拌2h，清洗至少3次。
[0011]6、上述方案中，所述步骤四中利用用功率为 200 W 的细胞粉碎机进行探头式超声8 h。
[0012]7、上述方案中，所述步骤四中干燥氧气（纯度为99.999%）。
[0013]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术多模态成像探针的制备方法，其获得的多模态造影剂既具有高的灵敏度和实时成像的能力，也具有较大的组织穿透深度和高的空间分辨率，可以更大限度地发挥其诊疗性能。通过利用探针式超声仪，得到尺寸在50nm左右的黑磷纳米层，从而满足其生物医学应用的尺寸需要。通过可控氧化的方法，引入P=O键的轨道杂化，从而在引入磁性的同时保留了纳米层好的荧光特性。纳米层的荧光和磁性可以通过控制氧化的时间进行有效调谐，从而可以提升其诊疗效果，实现个体化诊疗。在此基础上，通过色氨酸修饰，进一步提高了材料的生物相溶性、延长了其体内半衰期和降低了免疫原性，为材料在体内的应用奠定了基础。
[0014]2、本专利技术得到的尺寸分布均匀、荧光和磁性可调谐的多模态黑磷探针，兼具良好的生物相容性，具有好的生物相容性和长的体内半衰期，可以实现荧光和磁共振成像的多模态诊断以及磁热治疗等联合治疗，用于病人的个体化治疗，是一种理想的多模态生物探针。
附图说明
[0015]附图1为本专利技术的多模态黑磷探针的原子力显微镜照片和尺寸分布；附图2为本专利技术的多模态黑磷探针的可调谐的荧光图；附图3为本专利技术的多模态黑磷探针的的磁性测量图；附图4为本专利技术的多模态黑磷探针的的荧光成像和r2弛豫图；附图5为本专利技术的多模态黑磷探针的磁热光热测试图；附图6为本专利技术的多模态黑磷探针的的生物相容性测试。
具体实施方式
[0016]实施例：一种多模态成像探针的制备方法，包括以下步骤：步骤一、在手套箱中，取20mg黑磷单晶放入玛瑙研钵中研磨1h,直至晶体呈粉状；步骤二、将研磨后的黑磷粉末放入烧杯中，加入30ml去离子水，搅拌均匀后用保鲜膜密封。将黑磷溶液放入超声波清洗器中进行超声3h,利用冰袋控制其温度不超过30℃；步骤三、将上述超声后的溶液进一步通过超声波细胞粉碎仪进行探头式超声8h, 超声功率为200W，超声过程继续借助冰块控制其温度在30℃以下，离心、清洗，得到黑磷纳米层；步骤四、将上述得到的黑磷纳米层置于玻璃管中，在波长380 nm 功率0.6 mW cm
‑2的LED灯照射下，与干燥氧气（纯度为99.999%）分别作用1、 2、 5或 8 min，得到具有不同氧化程度的黑磷纳米层；
步骤五、将上述氧化的黑磷纳米层在手套箱中与5 mL浓度为0.2%的色氨酸水溶液进行充分混合；步骤六、将混合后的溶液进行超声搅拌2h，离心、清洗5次，在 40摄氏度下的真空旋转蒸发仪中均匀蒸发，得到兼具荧光和磁共振成像功能的色氨酸修饰的氧化黑磷纳米探针。
[0017]图1为本专利技术制备的多功能氧化黑磷纳米探针的原子力显微镜照片和尺寸分布图，可以看出，纳米层的厚度不超过10nm，尺寸分布均匀，平均尺寸为50nm,满足生物医学需要纳米材料尺寸小于200nm的要求。
[0018]图2为本专利技术制备的可控氧化的多功能黑磷探针的可调谐的荧光图，可以看到随着激发波长的增加，探针由于量子尺寸效应呈现出明显的红移，证实了材料可调谐的荧光特性。
[0019]图3为本专利技术制备的可控氧化的多功能黑磷探针的的磁性测量图，可以看到，室温下，氧化1min、2min和5min纳米层的饱和磁化强度分别为0.005emu/g、0.037emu/g和0.058emu/g。这表明我们通过P=O键的轨道杂化确实在黑磷中引入磁性，并且该磁性可以通过控制氧化时间进行有效调谐。此外我们也对纳米探针磁化强度随温度变化（M
‑
T）的情况进行了研究，绿色曲线为零场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模态成像探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、取20重量份黑磷单晶放入玛瑙研钵中研磨，直至晶体呈粉状；步骤二、将研磨后的黑磷粉末放入容器中，加入20000~40000重量份去离子水，搅拌均匀后密封，将黑磷溶液放入超声波清洗器中进行超声处理，并控制温度不超过30℃；步骤三、将上述超声后的溶液进一步通过超声波细胞粉碎仪进行探头式超声8h，超声功率为200W，超声过程继续控制其温度在30℃以下，离心、清洗，得到黑磷纳米层；步骤四、将上述得到的黑磷纳米层分为至少3份置于玻璃管中，在波长380 nm 功率0.6 mW cm
‑2的LED灯照射下，与干燥氧气分别作用第一时间、第二时间和第三时间，得到具有不同氧化程度的黑磷纳米层，第三时间大于第二时间，第二时间大于第一时间；步骤五、将上述氧化的黑磷纳米层在密封箱中与4000~6000重量份浓度为0.2%的色氨酸水溶液进行充分混合；步骤六、将混合后的溶液进行超声搅拌、离心、清洗，在 40摄氏度下的真空旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴淑毅，钱睿琳，吴毅杰，马春兰，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：