一种双模态功能成像的纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于材料制备技术领域，涉及一种双模态功能成像的纳米材料及其制备方法和应用。所述双模态功能成像的纳米材料为铋铁硒纳米复合物，其分子式为Bi1‑

【技术实现步骤摘要】
一种双模态功能成像的纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料制备
，涉及一种双模态功能成像的纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]纳米生物材料由于其独特的性质：生物相容性好、小尺寸、高表比面积，使其在生物医学领域方面具有突出的应用。核磁共振(MRI)成像作为一种非侵入性医学成像技术，具有安全、高对比度的独特优势，在临床疾病诊断方面得到广泛应用。计算机断层扫描技术(CT)是利用不同组织吸收不同量的X
‑
射线而表现出不同的成像效果，一般应用于致密组织的成像。传统的MRI和CT平扫不能得到良好的成像对比度，因此需要添加一定量的造影剂来增强成像对比度，有利于更好更准确对疾病进行诊断。临床上MRI造影剂通常是钆基螯合物，包括钆喷酸葡胺，而CT造影剂一般采用碘制剂，例如碘佛醇。硒化铁具有合适的禁带宽度，在光学、磁学领域得到广泛的应用和研究，纳米尺寸的硒化铁具备纳米尺寸的优势，同时具有一定的光热转换能力，在磁共振成像、生物传感、癌症治疗方面展现出巨大的应用潜力。铋拥有较高的原子系数(z＝83)和较高的x
‑
射线衰减系数，在CT成像方面得到广泛的研究，目前研究较多的CT造影材料还是以铋基纳米材料为主。
[0003]传统的MRI造影剂和CT造影剂是两种不同的物质成分，目前临床上还没有一种药物可以同时实现CT和MRI成像增强效果，而联合CT和MRI成像技术可以有效提高对肿瘤或其他疾病的检出率和正确率，具有重要的临床意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双模态功能成像的纳米材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种双模态功能成像的纳米材料，所述双模态功能成像的纳米材料为铋铁硒纳米复合物，其分子式为Bi1‑
x
Fe
x
Se2，其中，0＜x＜1。
[0006]作为优选，所述铋铁硒纳米复合物的粒径为5～20nm。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供上述双模态功能成像的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将硫酸亚铁、半胱氨酸加入溶剂中搅拌均匀，然后加入铋盐充分搅拌，再加入亚硒酸钠进行加热反应，得到铋铁硒纳米复合物。
[0009]将硫酸亚铁、铋盐和亚硒酸钠在半胱氨酸的作用下，于溶剂中加热反应制备得到铋铁硒纳米复合物，该铋铁硒纳米复合物尺寸均一、形貌规则，且水相分散性良好。
[0010]通过上述方法制备的铋铁硒纳米复合物具有同时增强MRI成像和CT成像的性能。
[0011]硫酸亚铁可以为FeSO4无水物，也可以为FeSO4水合物。
[0012]作为优选，所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、N,N
‑
二甲基乙酰胺(DMA)、N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种。
[0013]作为优选，所述铋盐为三氯化铋和/或硝酸铋。三氯化铋和/或硝酸铋可以为无水物，也可以为水合物。
[0014]作为优选，硫酸亚铁与半胱氨酸的摩尔比为1：(1～5)。
[0015]作为优选，硫酸亚铁和铋盐的总摩尔量与亚硒酸钠的摩尔量的比例为0.9：2.0～1.1：2.5。
[0016]作为优选，硫酸亚铁和铋盐的摩尔比大于1。
[0017]作为优选，上述双模态功能成像的纳米材料的制备方法中，加热反应为在120～180℃下反应15～40h。
[0018]本专利技术的另一个目的在于提供上述双模态功能成像的纳米材料的应用，所述双模态功能成像的纳米材料用于MRI成像和/或CT成像。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术整合硒化铁和铋元素的强大优势，通过离子掺杂的方式以溶剂热法合成铋铁硒纳米材料，获得CT和MRI双模态成像功能，用于肿瘤的诊断和实时成像以及通过光热治疗癌症；
[0021]2、目前临床上还没有一种药物可以同时实现CT和MR成像增强效果，本专利技术提供的铋铁硒纳米复合物集成了CT和MRI双模态成像性能，为解决临床上联合MR和CT增强效果提供了良好的可行性思路。
附图说明
[0022]图1a为实施例1制备的Bi
0.025
Fe
0.975
Se2的透射电子显微镜(TEM)图，图1b为实施例2制备的Bi
0.05
Fe
0.95
Se2的透射电子显微镜(TEM)图，图1c为实施例3制备的Bi
0.1
Fe
0.9
Se2的透射电子显微镜(TEM)图，图1d为实施例4制备的Bi
0.2
Fe
0.8
Se
22
的透射电子显微镜(TEM)图，图1e为实施例5制备的Bi
0.3
Fe
0.7
Se2的透射电子显微镜(TEM)图；
[0023]图2为实施例1制备的Bi
0.025
Fe
0.975
Se2的MRI成像图；
[0024]图3为实施例2制备的Bi
0.05
Fe
0.95
Se2的MRI成像图；
[0025]图4为实施例3制备的Bi
0.1
Fe
0.9
Se2的MRI成像图；
[0026]图5为实施例1制备的Bi
0.025
Fe
0.975
Se2和实施例2制备的Bi
0.05
Fe
0.95
Se2的CT成像图。
具体实施方式
[0027]下面通过具体实施例和附图，对本专利技术的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本专利技术，不用于本专利技术的具体限制。且本文中所使用的附图，仅仅是为了更好地说明本专利技术所公开内容，对保护范围并不具有限制作用。如果无特殊说明，本专利技术的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
[0028]实施例1
[0029]本实施例的铋铁硒纳米复合物分子式为Bi
0.025
Fe
0.975
Se2，其通过以下方法制备而得：
[0030]称量0.975mmol FeSO4·
7H2O和2mmol半胱氨酸加入到35ml DMF中，充分搅拌均匀，然后加入0.025mmol五水硝酸铋，充分搅拌使其溶解，再加入2mmol亚硒酸钠(Na2SeO3)，超声
五分钟使其溶解充分，最后转移至50ml反应釜中，于140℃温度下反应20h，待反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇和去离子水依次洗涤两次，最后分散在20ml去离子水中，于4℃冰箱内保存，备用。
[0031]图1a为实施例1制备的Bi
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模态功能成像的纳米材料，其特征在于，所述双模态功能成像的纳米材料为铋铁硒纳米复合物，其分子式为Bi1‑
x
Fe
x
Se2，其中，0＜x＜1。2.根据权利要求1所述的一种双模态功能成像的纳米材料，其特征在于，所述铋铁硒纳米复合物的粒径为5～10nm。3.如权利要求1所述的一种双模态功能成像的纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硫酸亚铁、半胱氨酸加入溶剂中搅拌均匀，然后加入铋盐充分搅拌，再加入亚硒酸钠进行加热反应，得到铋铁硒纳米复合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱国，刘竹胜，陈天翔，洪承远，马雪华，林杰，
申请(专利权)人：宁波慈溪生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：