[发明专利]具有生物相容性的放射性核素掺杂的磁性纳米晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料化学、纳米科学、核医学领域，特别涉及生物相容性的放射性核素掺杂的磁性纳米晶体及其制备方法。

背景技术

磁性纳米晶体广泛应用于生物医学领域，包括：磁共振造影(MRI)、细胞分离与标记、DNA分离、肿瘤的检测与治疗、靶向药物载体等。特别是在磁共振造影方面，基于磁性氧化铁纳米颗粒的SuperparamagneticIron Oxide nanoparticles(SPIO)和Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxidenanoparticles(USPIO)类型造影剂已经走向临床应用。磁共振成像虽然具有较高的空间分辨率，并且能给出准确的解剖结构信息的优点，但仍然存在敏感性差、灵敏度低的不足。和磁共振成像相比，核素成像虽然空间分辨率低但却具有更高的灵敏度。因而以磁性纳米晶体为主体，融合两种成像技术的优点，发展磁共振-核素双模态成像，已经引起各国科学家的极大关注。要实现磁共振-核素双模态成像，最重要的一个前提就是制备可用于体内成像的磁共振-核素双模式造影剂，即制备能在生理条件下能稳定存在、生物相容性好、具有放射性的磁性纳米晶体。

目前，合成具有放射性的磁性纳米晶体一般分为两步，首先合成出磁性纳米晶体，然后在对其进行放射性核素标记，主要有以下标记方法：1)磁性纳米晶体和放射性核素化合物进行共混(CN01114912.4)；2)磁性纳米粒子通过表面修饰分子的配位基团与放射性核素进行配位结合(CN200410002030.2、J.Nucl.Med.，2008，49，1371)；3)磁性纳米粒子通过表面修饰分子与放射性核素化合物进行共价耦联(Angew.Chem.Int.Ed.，2008，47，6259)。方法(1)由于只是简单的混合，磁性纳米晶体和核素通过弱相互作用结合在一起，包括静电吸附、疏水相互作用等，放射性核素非常容易从磁性纳米晶体上脱落。方法(2)和(3)中，磁性纳米晶体通过表面修饰分子利用配位键或者共价键与放射性核素进行耦联，结合强度比方法(1)强，但是其制备路线复杂，所得耦联物的稳定性受表面修饰分子与磁性纳米晶体的结合能力、表面修饰分子与放射性核素的结合能力、外部化学环境(如：pH值、其他化学物种的种类及浓度)等诸多因素的影响，从而限制了它们的应用。为了使放射性核素和磁性纳米晶体稳定结合，Kim等采用共沉淀法(US7407673B2)，在合成磁性纳米晶体的同时用放射性核素⁶⁷Cu²⁺替代部分Fe²⁺，制备得到放射性核素⁶⁷Cu掺杂的磁性纳米晶体⁶⁷Cu_xFe_1-xOFe₂O₃(x＝0.1～0.4)。上述方法虽然将放射性核素嵌入磁性纳米晶体内部，使放射性核素和磁性纳米晶体稳定结合，但是由于共沉淀法本身的缺陷，其制备得到的纳米晶体产物组成不够明确、结晶度差、尺寸分布宽、磁响应相对较弱，这些不足将限制它们的应用。