[发明专利]一种锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒及其制备方法，以及其作为磁共振和光声双功能成像造影剂在临床上的应用。

背景技术

生物成像技术主要包括光学成像，磁共振成像，超声成像和正电子成像等。光学成像具有灵敏度高，检测时间短，但对深层组织成像具有局限性等特点，磁共振成像能进行深层组织成像，但灵敏度较低，因而，两种成像技术具有很好的优势互补特点。光声成像是近年来发展起来的一种新兴的非侵入性成像技术，其原理是利用物质吸收光能后导致热膨胀而产生的声波这一原理进行成像。相对于其它的光学成像技术，光声成像具有分辨率较高，穿透深度较大等优势。由于生物组织在近红外光区域内没有明显的吸收，其对组织的穿透更深，所以引入在近红外区域具有强吸收的光声成像造影剂来提高光声成像的信噪比，利用近红外激光作为光声成像的激发光源可以实现对更深层的组织进行成像。

生物医学造影剂材料随着成像技术的发展和研究和诊断的需要得到了广泛的关注。目前的磁共振造影剂主要包括钆类造影剂和四氧化三铁类造影剂，钆类造影剂弛豫率较低，使用含钆造影剂时会有发生肾源性系统纤维化的风险，有数百例死亡病例，而四氧化三铁的体内代谢问题尚未得到解决，因此有必要发展新型的磁共振造影剂。光声造影剂主要包括金纳米材料、硫化铜纳米材料、石墨烯纳米材料等无机纳米材料以及小分子有机染料等。由于金纳米材料热稳定性较差，无机纳米材料的生物安全性问题未得到解决，小分子有机染料易受环境影响，光稳定性差，体内循环时间短等缺点，因此发展新型的光声造影剂势在必行。

普鲁士蓝是一种被FDA批准可作为临床应用的治疗某些重金属中毒的解毒剂，其结构为富电子氰基桥连三价铁离子和二价铁离子形成面中心立方体晶格，其缺点在于不溶于水，因而不能进行体内静脉注射。已有研究证实了普鲁士蓝作为MRI造影剂的成像应用(J.Mater.Chem.,2010,20,5251-5259；InorganicChemistryCommunications,2010,13,58-61；)和光声造影剂的成像应用(Chem.Commun.,2013,49,11029-11031；Biomaterials,2014,35,9844-9852.)。然而，水溶性的普鲁士蓝KFe[Fe(CN)₆]由于具有钾离子，静脉注射应用具有局限性，而Fe₄[Fe(CN)₆]₃又不溶于水。

因此开发出一种新型造影剂，基于普鲁士蓝的纳米颗粒可结合MRI成像和光声成像，充分发挥两种成像技术的优势，同时又克服普鲁士蓝纳米颗粒的劣势，为研究和临床诊断提供更加可靠的信息是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒的制备方法，该方法通过掺杂甲基丙烯酸锌在普鲁士蓝纳米颗粒表面引入双键，并通过聚合反应在锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒表面包裹上有机层。

本发明的目的还在于提供一种上述制备方法制备的锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒。

本发明的目的还在于提供一种上述锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒作为磁共振和光声双功能成像造影剂在临床上的应用。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种锌掺杂的普鲁士蓝纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将六氰络铁酸类物质、有机酸溶于溶剂中，混合搅拌均匀后，配制成A溶液，其中每毫升A溶液中含有六氰络铁酸类物质0.002-0.02g、有机酸0.002-0.02g；

步骤二：将氯化铁盐、有机酸溶于溶剂中，混合搅拌均匀后，配制成B溶液，其中每毫升B溶液中含有氯化铁盐0.002-0.02g、有机酸0.002-0.02g；

步骤三：将锌盐溶于溶剂中，混合搅拌均匀后，配制成C溶液，其中每毫升C溶液中含有锌盐0.002-0.02g；

步骤四：将C溶液磁力搅拌均匀，加热到60-100℃并回流0.5-3h，再加入B溶液，混合搅拌均匀，然后再逐滴加入A溶液，磁力搅拌反应0.5-4h，离心分离得到中间产物D；其中，A溶液与B溶液的质量比为1:0.2-1:2，B溶液与C溶液的质量比为1:10-10:1；