[发明专利]一种水分散的锰掺杂磁性纳米簇及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种水分散的锰掺杂磁性纳米簇。

本发明还涉及上述水分散的锰掺杂磁性纳米簇的制备方法和表征。

本发明还涉及上述水分散的锰掺杂磁性纳米簇作为MRI造影剂在体内外的应用。

背景技术

磁共振成像(MRI)作为目前临床上最重要的无创诊断手段，能提供高分辨率的解剖信息、功能信息及更好的软组织对比度，而造影剂的使用能帮助更好的区分病理组织与正常组织。目前一些可用于MRI的T₂造影剂例如菲立磁(氧化铁纳米粒)磁性较低，导致弛豫率低和敏感性不足的问题，从而限制了其在临床的应用。因此，研制一种高弛豫率的造影剂对于疾病诊断具有重大意义。

将金属M掺杂到氧化铁纳米粒中(MFe₂O₄，M＝Co、Mn、Ni、Cu、Zn)可明显提高造影剂的弛豫率。与其它金属相比，Mn的参杂(MnFe₂O₄)表现出更高的磁性和更好的MRI造影效果，极具潜力成为一种新型MRI探针。最新研究表明，将MnFe₂O₄造影剂做成簇，会进一步提高磁性和弛豫率。许多研究将MnFe₂O₄(Mn∶Fe＝1∶2)用不同配体通过自组装方法制备而成的水分散的纳米簇，弛豫率增加至270、345，甚至470(Mn+Fe)mM^-1s^-1，远高于非簇纳米粒的弛豫率。然而，由于锰与铁的摩尔比(Mn∶Fe＝1∶2)相对较高，易导致潜在的神经性毒性，故降低锰的含量但同时保持较高的弛豫性能是研发高敏感性造影剂急需解决的难题之一。迄今为止，微量锰参杂的磁性纳米粒MnFe₂O₄用于造影剂的研究未见文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水分散的锰掺杂磁性纳米簇。

本发明的又一目的在于提供制备上述水分散的锰掺杂磁性纳米的方法。

为实现上述目的，本发明提供的水分散的锰掺杂磁性纳米簇，以Mn_xFe_(1-x)Fe₂O₄为内核，表面修饰硅烷化试剂，表达式为

TETT-Mn_xFe_(1-x)Fe₂O₄，x＜1；

式中：

TETT为硅烷化试剂；

本发明提供的制备上述水分散的锰掺杂磁性纳米簇的方法，采用高温分解法制备油酸包被的超顺磁性M_xFe_(1-x)Fe₂O₄(x＜1)纳米粒，然后通过配体交换法用硅烷化试剂替换纳米粒表面油酸获得水分散的锰掺杂磁性纳米簇，表达式为TETT-M_xFe_(1-x)Fe₂O₄(x＜1)。

本发明的水分散的锰掺杂磁性纳米簇中，内核的粒径为4纳米至20纳米。

本发明的水分散的锰掺杂磁性纳米簇中，硅烷化试剂包括：硅烷羧酸、硅烷氨基、硅烷巯基或硅烷聚乙二醇(硅烷PEG)。

本发明的水分散的锰掺杂磁性纳米簇可以应用在作为药物载体及基因转染中、作为细胞示踪药物中以及作为磁共振造影剂中。

本发明首次将硅烷羧酸键合到锰掺杂磁性纳米粒表面，制备出一系列水分散的锰掺杂磁性纳米簇。其本身具备高弛豫性能，可作为MRI造影剂。该纳米簇表面由于覆盖硅烷羧酸，具有大量可供修饰的官能团，可用于连接荧光分子或螯合剂，从而作为多模式造影剂的载体，也可用于负载药物或基因而具有成为药物和基因转染载体的潜力。研究结果表明：微量锰掺杂磁性纳米簇[TETT-Mn_0.05Fe_(3-0.05)O₄]弛豫率高达528.48mM_-1s_-1，高于未掺杂的纯铁纳米簇(TETT-Fe₃O₄)。其在高达200μg mL^-1的浓度下仍然具有很低的细胞杀伤力，体内HE染色以表明此纳米簇在体内具有良好的生物相容性。小鼠肝脏造影结果显示此纳米簇具备极好的MRI造影增强效果。

附图说明