一种水溶性纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种水溶性纳米复合材料的制备方法，以具有CT造影功能的水溶性材料或者具有MRI造影功能的水溶性材料，通过化学试剂和反应试剂的作用下，得到复合结构的兼具MRI和CT造影功能的水溶性纳米复合材料，复合结构为具有CT造影功能的水溶性材料与具有MRI造影功能的水溶性材料通过静电吸附或者化学键合连接形成的结构。该制备方法具有制备简单、可控性好、生产效率高、易于工业化生产等优点。本发明专利技术还公开了该制备方法制备的水溶性纳米复合材料，具有水溶性好、结构性能稳定、生物相容性好、CT/MRI造影灵敏准确等优点，适用于作为CT/MRI双模式医学造影剂，特别适用于肿瘤细胞的双模式医学成像检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有造影功能的纳米复合材料制备及应用领域，具体涉及一种具有 CT/MRI双模式造影功能的水溶性纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着医学成像技术在癌症检测诊断中的应用，核磁共振成像(MRI)诊断技术以其无创、相对快速准确的特点备受关注。配合核磁共振成像诊断技术使用的MRI纳米医学造影剂，在外加磁场的作用下，可以与不同的生物组织相互作用呈现相应的磁共振信号，根据其在磁场中与病变部位的肿瘤细胞作用结果的区别分类，可分为T1和T2造影剂。目前，国内外市场化的MRI医学造影剂以T1检测用的钆试剂和T2检测用的纳米超顺磁性氧化铁 (SPION)构建的MRI造影剂为典型代表。科研工作者通过对钆和SPION进行表面修饰，在钆和SPION材料结构改进方面做了大量工作，以实现钆和SPION材料的水溶性、稳定性、靶向性和生物相容性的改善。虽然通过在钆和SPION材料结构改进，改善了钆和SPION材料的水溶性、稳定性、 靶向性和生物相容性，但是单一模式造影剂的敏感性和特异性不够高仍然是MPI诊断技术难以突破的难关，为了克服这种MRI诊断技术单一模式医学检测手段的缺陷，MRI诊断技术可以结合CT诊断技术以使得到人体组织的任意断面清晰图像。相应地，由于MRI诊断技术与CT诊断技术的结合，配合该结合诊断技术的新型CT/MRI双模式医学造影剂的研发艮口成为石if究热点之一 (Angelique Louie. Multimodality Imaging Probes :Design and Challenges Chem. Rev. 2010，110，3146-3195)，新型CT/MRI双模式医学造影剂既要能提高诊断的灵敏度和准确度，同时又要具有低毒高效的特点。具有CT医学成像功能的试剂有水溶性碘造影剂、金纳米粒子、银纳米粒子以及合金纳米颗粒等。具有MRI造影功能的造影剂主要有钆试剂、SPION等。通过特定手段实现能够产生CT和MRI造影增强信号的两种材料的复合，以获得具有CT/MRI造影功能的双模式造影剂，可以提高MRI与CT结合的诊断技术在医学检测、医学诊断中的检测灵敏度与准确性。现有技术中，有关此类具有CT/MRI造影功能的复合材料的制备已经有大量报道， 一般通过溶胶-凝胶法、化学水解法、有机溶剂高温热解法、相转移法、气相沉积法以及物理碾磨等手段进行材料的修饰、包覆、混合，制备具有核/壳、核/冕/壳、哑铃状、多孔结构、管状、笼状及无规则共混等结构的复合材料。获得的复合材料根据其不同的结构、性能可以广泛应用于生物医学检测、药物缓释和多功能医学成像等方面。然而，制备复合材料的结构性能由反应物及其所进行反应的机制决定，要以满足 MRI、CT医学检测诊断需求为目的，采用简捷的方法，高效制备出具备相应功能的材料仍是这一领域亟待克服的难关
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够通过水相反应制备具有CT/MRI造影功能的水溶性纳米复合材料的制备方法，该制备方法通过结合现有医学造影剂的研究背景，简化CT/MRI双模式造影剂制备方法，具有制备简单、可控性好、生产效率高、易于工业化生产等特点。一种水溶性纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤(1)选取具有CT造影功能的水溶性材料；(2)将具有CT造影功能的水溶性材料经过化学试剂M修饰得到经化学试剂M修饰的具有CT造影功能的水溶性材料；所述的化学试剂M能用于与具有CT造影功能的水溶性材料经物理反应或者化学反应连接在具有CT造影功能的水溶性材料表面，并提供用于下一步反应的官能团；(3)将步骤(1)中具有CT造影功能的水溶性材料或者步骤( 中经化学试剂M修饰的具有CT造影功能的水溶性材料与具有MRI造影功能的水溶性材料或者能形成具有MRI 造影功能的水溶性材料的反应试剂N发生反应形成复合结构，得到复合结构的兼具MRI和 CT造影功能的水溶性纳米复合材料。为了得到更好的专利技术效果，对本专利技术进行进一步的优选所述的化学试剂M能用于与具有CT造影功能的水溶性材料经物理反应或者化学反应连接在具有CT造影功能的水溶性材料表面，连接主要通过化学试剂M与具有CT造影功能的水溶性材料表面之间的相互作用而形成的，如通过静电吸附或者化学键的形式。所述的具有CT造影功能的水溶性材料的表面或者经化学试剂M修饰的具有CT造影功能的水溶性材料中的化学试剂M的官能团能够与具有MRI造影功能的水溶性材料或者反应试剂N发生物理反应或者化学反应，使得具有CT造影功能的水溶性材料与具有MRI造影功能的水溶性材料连接在一起形成复合结构，反应试剂N在形成具有MRI造影功能的水溶性材料时，可以选择加入一些常用试剂，如氢氧化钠水溶液、盐酸水溶液进行调节。所述的复合结构为具有CT造影功能的水溶性材料与具有MRI造影功能的水溶性材料通过静电吸附或者化学键合连接形成的结构。步骤(1)中，选取的具有CT造影功能的水溶性材料需要具有良好的水溶性，所述的具有CT造影功能的水溶性材料为水溶性金属材料、水溶性金属氧化物材料、水溶性无机盐材料、水溶性的碘制剂、水溶性树状大分子螯合物中的一种或两种以上；所述的水溶性金属材料为金纳米粒子材料、钼纳米粒子材料、银纳米粒子材料中的一种或两种以上；所述的水溶性金属氧化物材料为纳米二氧化锆材料；所述的水溶性无机盐材料为纳米硫酸钡材料、纳米硫化铋材料中的一种或两种；所述的水溶性碘制剂为泛影葡胺材料、碘海醇材料、碘普胺材料、碘曲伦材料、碘化油材料中的一种或两种以上；所述的水溶性树状大分子螯合物为聚酰胺胺-金材料(PAMAM-Au)、聚酰胺胺-钼材料(PAMAM-Pt)、聚酰胺胺-银材料(PAMAM-Ag)、聚酰胺胺-碘材料(PAMAM-I2)中的一种或者两种以上。步骤O)中，经化学试剂M修饰的具有CT造影功能的水溶性材料也需要具有良好的水溶性。所述的化学试剂M为含氨基、酰胺基、巯基、羧基、羟基的一种或多种基团的化合物；含氨基、酰胺基、巯基、羧基、羟基中的一种或多种基团的化合物为聚乙二醇、功能化聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、椰子油酰醇胺、聚氧乙烯、 2-丙烯酰胺基十六烷磺酸铵、聚乙烯亚胺、聚乙烯聚胺、辛基葡萄糖苷、八烷基吡咯烷酮、甘油酯、失水山梨醇、乙酸乙酯、苯扎氯铵、苯扎溴铵、巯基乙酸、谷胱甘肽、硫代乙酰胺、多巴胺、十六烷基三甲基溴化铵、氨二乙酸、氨基三乙酸、甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、 赖氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、组氨酸、精氨酸、盐酸羟胺、葡萄糖、果糖、柠檬酸、甲壳素、抗坏血酸中的一种或两种以上。功能化聚乙二醇具体可选用巯基-聚乙二醇、氨基-聚乙二醇、羧基-聚乙二醇中的一种或者两种以上。步骤C3)中，所述的反应试剂N为水溶性金属无机盐；所述的水溶性金属无机盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、氯化钆、硝酸钆、硫酸钆、磷酸钆中的一种或两种以上。所述的具有MRI造影功能的水溶性材料为水溶性金属材料、水溶性金属氧化物材料、水溶性无机盐类材料中的一种或两种以上；所述的水溶性金属材料优选铁-金合金纳米粒子材料、铁-钼合金纳米粒子材料、 铁-银合金纳米粒子材料中的一种或两种以上；所述的水溶性金属氧化物材料优选纳米四氧化三铁材料、纳米氧化铁材料、纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种水溶性纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：（１）选取具有ＣＴ造影功能的水溶性材料；（２）将具有ＣＴ造影功能的水溶性材料经过化学试剂Ｍ修饰得到经化学试剂Ｍ修饰的具有ＣＴ造影功能的水溶性材料；所述的化学试剂Ｍ用于与具有ＣＴ造影功能的水溶性材料经物理反应或者化学反应连接在具有ＣＴ造影功能的水溶性材料表面，并提供用于下一步反应的官能团；（３）将步骤（１）中具有ＣＴ造影功能的水溶性材料或者步骤（２）中经化学试剂Ｍ修饰的具有ＣＴ造影功能的水溶性材料与具有ＭＲＩ造影功能的水溶性材料或者能形成具有ＭＲＩ造影功能的水溶性材料的反应试剂Ｎ发生反应形成复合结构，得到复合结构的兼具ＭＲＩ和ＣＴ造影功能的水溶性纳米复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖鑫，吴爱国，聂秀青，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：97