[发明专利]一种表面功能化的锰掺杂硫化铜纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种表面功能化的锰掺杂硫化铜纳米粒子的制备方法，属于核磁共振成像技术领域，由本发明的制备方法制备得到的锰掺杂的硫化铜纳米粒子锰原子掺杂在硫化铜纳米粒子的晶格内，使其生物安全性大大提高，羧基聚合物配体包覆的纳米粒子具有极小的尺寸，能够迅速的通过肾脏排出体外；该方法制备的锰掺杂硫化铜纳米粒子具有很好的生物相容性，较小的流体动力学尺寸及很好的T1/T2弛豫系数，可以作为双功能造影剂使用，提供更为准确可靠的核磁共振影像。

技术领域

本发明涉及核磁共振成像技术领域，尤其涉及一种锰掺杂的硫化铜纳米粒子的合成及其应用。

背景技术

核磁共振成像(MRI)技术广泛应用于医学研究及临床诊断。相对于计算机断层扫描成像(CT)，正电子发射计算机断层扫描成像(PET/CT)，单光子发射计算机断层扫描成像(SPECT)等以放射性检测为基础的成像技术，核磁共振成像具有较高的分辨率，不需要使用放射性同位素，能够得到软组织的解剖学信息及实现功能化成像等优点。这使其在临床诊断上得到大量的应用。但是相对于放射性成像方法，核磁共振的检测灵敏度较低，很多情况下需要使用造影剂增强成像效果，才能得到对诊断有帮助的图像。

锰离子及其配合物在MRI造影上有一定的应用。锰的配合物Mn-DPDP(Teslascan)在水溶液中的r₁＝2.8mM^-1·s^-1,r₂＝3.7mM^-1·s^-1，最高核磁信号出现在肾脏，已经得到FDA批准用于临床中的肝造影。Mn-DPDP的安全因子(LD50/effective dose)为540，远高于临床中常用的钆造影剂Gd-DTPA(安全因子60～100)。尽管锰离子及其配合物在核磁共振成像中得到了一定的应用，这些离子或小分子造影剂依然存在稳定性及潜在细胞/生物毒性的问题。为了提高造影剂的稳定性及弛豫系数，降低生物毒性，一个方法是将这些顺磁性原子/分子包裹起来，比较成功的例子是将钆原子或其配合物包裹在脂质体囊泡中，这种方法不仅改善了小分子造影剂的毒性及稳定性，同时也提高了造影剂的血液循环半衰期，增加了其在病灶部位的累积概率。但是与小分子造影剂(例如Gd-DTPA)相比，这种方法大大降低了造影剂的造影效果(r₁从4.0mM^-1·s^-1降低至1.0mM^-1·s^-1)，降低了MRI的检测灵敏度。

纳米材料在生物医药中的应用早已得到人们的关注并且由此而产生了一个新术语“纳米医药”。纳米材料的显著特点是大的比表面积和由此而来的表面多功能化，其可调整的三维尺寸/形状及独特的光/电/磁性质也使其与小分子或生物大分子完全不同。纳米粒子作为MRI造影剂最为常见的是以铁的氧化物或铁与其他金属/非金属形成的合金纳米材料，以葡聚糖T10(Dextran-T10)包覆的超顺磁氧化铁纳米粒子为代表的T2核磁共振造影剂上世纪90年代得到临床应用。近年来金属钆或锰的氧化物纳米粒子被合成及应用于MRI成像，但是其造影效果并不比小分子造影剂更理想，而且存在着难于从生物体内清除的问题。因此，得到一种既具有较高的检测灵敏度又具有低毒性且容易从体内排出的核磁共振造影剂具有重要临床意义。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种表面功能化的锰掺杂硫化铜纳米粒子及其制备方法和应用，该纳米粒子具有较高的生物安全性，且能够迅速的通过肾脏排出体外；可以作为双功能造影剂使用，提供更为准确可靠的核磁共振影像。

本发明提供了一种表面功能化的锰掺杂硫化铜纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

1)将可溶性铜盐、可溶性锰盐、含羧基的表面功能化分子和水混合后进行离子配位反应，得到配合物溶液；

2)将所述步骤1)得到的配合物溶液与硫化钠混合后进行粒子交换反应，得到离子交换反应液；

3)将所述纳米粒子反应液升温后进行生长反应，得到表面功能化的锰掺杂硫化铜纳米粒子。