[发明专利]一种具有核壳结构的纳米颗粒、制备方法及用途

说明书

本发明提供了一种具有核壳结构的纳米颗粒，其包括：Ba_xYb_yF_(2x+3y)掺杂的Gd/Lu纳米颗粒构成的核层、聚乙二醇构成的第一壳层以及氨基酸构成的第二壳层。本发明还提供了具有核壳结构的纳米颗粒的制备方法以及用途。本发明提供的具有核壳结构的纳米颗粒能够适用于CT、MRI、荧光成像等多种成像技术，延长了其在血液中的循环时间，具有纳米材料的优势，制备方法简便，是一种非常具备应用潜力的多模态造影剂。

技术领域

本发明涉及生物医学成像技术领域，具体涉及一种具有核壳结构的纳米颗粒、制备方法及其用于制备造影剂的用途。

背景技术

疾病诊断的方法主要包括生物发光/荧光成像(FI)、计算机断层扫描成像(CT)、核磁共振成像(MRI)、光声成像(PA)技术等。成像技术各有优点和局限，单一模态成像方法通常不能提供足够的信息来满足临床诊断以及诊断的效率和准确性的高要求，迫切需要将各种技术有效结合起来。

造影剂在生物体成像中能够在体内器官富集，增强靶器官与周围组织背景对比度，从而获得更清晰的图像，为疾病的诊断提供了更准确的信息。目前，商业化的造影剂多为单一造影剂，只针对某一种成像方式具有良好的造影功能，而准确判断疾病往往通常需要多种成像模式共同综合分析。因此，开发多模态成像的造影剂具有重要的应用价值。

CT造影剂多为含碘(I)或者含钡(Ba)非离子型造影剂，核磁造影剂多为含钆(Gd)造影剂，例如钆喷酸，而光学成像在临床应用不多。含碘或者含钡非离子型CT造影剂和含钆的核磁造影剂多为小分子化合物的离子组分或离子，所以血液循环时间短，对造影的时间要求严格，而且容易引起肾毒性。

随着纳米材料的日益发展，其可实现多种生物功能，而且具有良好的尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，在生物医药领域应用广泛。因此，基于纳米材料开发多模态成像造影剂的研究已经成为生物医药领域的热点之一。

发明内容

为克服上述现有造影剂存在的缺陷，本发明的技术目的之一是提供一种具有核壳结构的纳米颗粒，其用于制备造影剂具有延长血液循环时间、多模态成像等诸多优点。

本发明的目的之二是提供所述具有核壳结构的纳米颗粒的制备方法。

本发明的目的之三是提供所述具有核壳结构的纳米颗粒的用途。

本发明提供的具有核壳结构的纳米颗粒包括以下组成：

核层，其为Ba_xYb_yF_(2x+3y)掺杂的Gd/Lu纳米颗粒，其中的x表示3～6的整数，y表示2～5的整数；

第一壳层，位于所述核层的外部，其由包覆所述核层的聚乙二醇构成；以及

第二壳层，位于所述第一壳层的外部，其由与所述聚乙二醇相连的氨基酸构成。

本发明提供的具有核壳结构的纳米颗粒中，核层为掺杂的Gd/Lu纳米颗粒，通过镧系金属镱为基底的元素掺杂，可同时实现所得纳米颗粒的CT、MRI多模态造影成像；核层表面修饰聚乙二醇为第一壳层，可实现核层的缓慢释放、增加水溶性，由此延长血液循环时间，聚乙二醇还可作为桥联层，对纳米颗粒进行修饰；第一壳层聚乙二醇通过化学连接氨基酸作为第二壳层，可增加纳米颗粒的生物相容性，此外，氨基酸也可连接靶向药物，或作为桥联层对于纳米颗粒进行修饰以进一步改善颗粒性质、提高其应用性能。

本发明提供的具有核壳结构的纳米颗粒较为均匀，基本呈球形，如图2所示，比表面积大，平均粒径可以为4～100nm；优选地，平均粒径可以为30～60nm；更优选地，平均粒径可以为50nm左右。

本发明提供的具有核壳结构的纳米颗粒中，所述掺杂的Gd/Lu纳米颗粒和所述聚乙二醇的质量比可以为0.5～10:1；优选可以为1～5:1。