一种亲水磁性实心纳米球及其制备方法与应用技术

本申请公开了一种亲水磁性实心纳米球及其制备方法与应用。一种亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述亲水磁性实心纳米球为核壳结构；所述壳为亲水性聚合物；所述核为包裹有聚合物I的磁性纳米粒子；所述聚合物I和所述亲水性聚合物通过酰胺键和/或酯键连接；所述磁性纳米粒子选自具有式I所示通式的物质中的至少一种；Zn

【技术实现步骤摘要】
一种亲水磁性实心纳米球及其制备方法与应用


[0001]本申请涉及一种亲水磁性实心纳米球及其制备方法与应用，属于医学材料


技术介绍

[0002]随着科技的发展，磁共振成像(MRI)已成为一种非侵入性且功能强大的医学诊断技术。该诊断技术具有成像灵活、非电离、患者无害、患者接受度高等特点，并通过计算机硬件使用的脉冲序列发生变化生成的信号和路径，根据原始数据重建图像从而获得高分辨率的图像，具有优异的软组织对比度，可以提供生理参数获得独特的临床信息。
[0003]虽然与其他诊断技术相比较，MRI技术具有高超的时空分辨率，但其探针的灵敏度十分受限。过去数十年间，研究人员已尝试使用具有高信噪比的磁性纳米粒子作为造影剂来提高MRI灵敏度，以实现可提供丰富生物学和功能信息的成像。
[0004]传统的MRI造影剂可分为T1造影剂和T2造影剂。其中，T1造影剂一般拥有较大的永久磁矩，能够缩短水质子T1纵向弛豫时间，提高成像灵敏度，但对含水量较高区域的信号弱。T2造影剂则具有较大的饱和磁感应强度，能够区分正常的组织和病变组织，但其以降低成像信号实现成像，易导致正常组织与病变组织的界限混淆。因此，T1
‑
T2双模成像策略应运而生以克服单模成像的局限性，实现优势互补。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供一种亲水磁性实心纳米球，所述亲水磁性实心纳米球是一种超顺磁性纳米材料，可作为一种MRI造影剂用于诊断，实现磁响应性T1和T2切换成像功能。
[0006]一种亲水磁性实心纳米球，所述亲水磁性实心纳米球为核壳结构；
[0007]所述壳为亲水性聚合物；
[0008]所述核为包裹有聚合物I的磁性纳米粒子；
[0009]所述聚合物I和所述亲水性聚合物通过酰胺键和/或酯键连接；
[0010]所述磁性纳米粒子选自具有式I所示通式的物质中的至少一种；
[0011]Zn
x
Fe3‑
x
O4ꢀꢀꢀꢀ
式I；
[0012]x取值范围为0.1～0.9。
[0013]可选地，x取值范围为0.1～0.5。
[0014]可选地，所述磁性纳米粒子选自Zn
0.1
Fe
2.9
O4、Zn
0.2
Fe
2.8
O4、Zn
0.3
Fe
2.7
O4、Zn
0.4
Fe
2.6
O4中的至少一种。
[0015]可选地，所述壳中包覆至少一个核；所述核为包裹有聚合物I的磁性纳米粒子；
[0016]可选地，所述壳中包覆至少两个核；所述核均匀分散在壳中。
[0017]可选地，所述聚合物I表面含有羧基和/或酸酐基团；
[0018]所述亲水性聚合物的单体中含有碳碳不饱和键、羟基和/或氨基；
[0019]可选地，所述聚合物I选自聚异丁烯
‑
顺丁烯二酸酸酐、巯基
‑
聚乙二醇
‑
羧基、氨基
‑
聚乙二醇
‑
羧基中的至少一种；
[0020]可选地，所述亲水性聚合物的单体选自丙烯酸酯类化合物中的至少一种；
[0021]可选地，所述亲水性聚合物的单体选自2
‑
羟基乙基甲基丙烯酸酯、糖基氧乙基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
[0022]可选地，所述磁性纳米粒子的粒径为1nm～20nm；
[0023]所述亲水磁性实心纳米球的粒径为50nm～1000nm。
[0024]可选地，所述磁性纳米粒子的粒径上限选自4、7、10、20nm；下限选自1、4、7、10nm。
[0025]可选地，所述亲水磁性实心纳米球的粒径上限选自80、100、150、200、300、500、800、1000nm；下限选自50、80、100、150、200、300、500、800nm。
[0026]根据本申请的另一个方面，提供根据上述任一项所述的亲水磁性实心纳米球的制备方法，所述制备方法包括：
[0027](S1)将含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子和亲水性聚合物的聚合单体II的原料在催化剂存在下接触反应II，得到前驱体；
[0028](S2)向前驱体中加入自由基引发剂，经聚合反应III获得所述亲水磁性实心纳米球。
[0029]可选地，(S1)中，所述反应II的条件为：温度II为10～40℃，时间II不少于1h；
[0030]所述催化剂选自偶联剂中的至少一种；
[0031]所述单体II选自丙烯酸酯类化合物中的至少一种；
[0032](S2)中，所述自由基引发剂选自偶氮化合物中的至少一种；
[0033](S2)中，所述聚合反应III的条件为：温度III为40℃～100℃，时间III不超过8h。
[0034]可选地，所述偶联剂选自1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、二环己基碳二亚胺、N
‑
羟基丁二酰亚胺、4
‑
二甲氨基吡啶中的至少一种。
[0035]可选地，所述丙烯酸酯类化合物选自2
‑
羟基乙基甲基丙烯酸酯和/或糖基氧乙基甲基丙烯酸酯。
[0036]可选地，(S1)中，所述含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子、单体II、催化剂的摩尔比例为：
[0037]含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子：单体II：催化剂＝1：1～3000：1～4096000；
[0038]其中，含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子的摩尔数以其中所含金属元素的摩尔数计。
[0039]可选地，(S1)中，所述含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子、单体II、催化剂的摩尔比例为：
[0040]含有包裹有聚合物I的磁性纳米粒子：单体II：催化剂＝1：1～1500：1～1100000。
[0041]可选地，(S2)中，所述前驱体与所述自由基引发剂的摩尔比例为：
[0042]前驱体：自由基引发剂＝1：1～312500；
[0043]其中，前驱体的摩尔数以其中所含的金属元素的摩尔数计。
[0044]根据本申请的另一个方面，提供一种亲水磁性实心纳米球作为磁响应性T1和T2切换型MRI造影剂的应用，
[0045]所述亲水磁性实心纳米球包括：磁性纳米粒子、聚合物I的和聚合物II；
[0046]所述磁性纳米粒子选自锌掺杂的铁氧纳米粒子中的至少一种；
[0047]所述聚合物II为亲水性聚合物；
[0048]所述聚合物I包覆于所述磁性纳米粒子外形成中间体I，所述纳米球I分布在所述聚合物II中；
[0049]所述聚合物I和所述聚合物II通过酰胺键和/或酯键连接。
[0050]可选地，所述亲水磁性实心纳米球选自上述任一项所述的亲水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述亲水磁性实心纳米球为核壳结构；所述壳为亲水性聚合物；所述核为包裹有聚合物I的磁性纳米粒子；所述聚合物I和所述亲水性聚合物通过酰胺键和/或酯键连接；所述磁性纳米粒子选自具有式I所示通式的物质中的至少一种；Zn
x
Fe3‑
x
O4ꢀꢀꢀꢀꢀ
式I；x取值范围为0.1～0.9。2.根据权利要求1所述的亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述磁性纳米粒子选自Zn
0.1
Fe
2.9
O4、Zn
0.2
Fe
2.8
O4、Zn
0.3
Fe
2.7
O4、Zn
0.4
Fe
2.6
O4中的至少一种。3.根据权利要求1所述的亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述壳中包覆至少一个核；所述核为包裹有聚合物I的磁性纳米粒子；优选地，所述壳中包覆至少两个核；所述核均匀分散在壳中。4.根据权利要求1所述的亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述聚合物I表面含有羧基和/或酸酐基团；所述亲水性聚合物的单体中含有碳碳不饱和键、羟基和/或氨基。5.根据权利要求1所述的亲水磁性实心纳米球，其特征在于，所述聚合物I选自聚异丁烯
‑
顺丁烯二酸酸酐、巯基
‑
聚乙二醇
‑
羧基、氨基
‑
聚乙二醇
‑
羧基中的至少一种；优选地，所述亲水性聚合物的单体选自丙烯酸酯类化合物中的至少一种；进一步优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨方，姚俊列，郑方，吴爱国，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：