[发明专利]一种高效、稳定、安全的核磁共振成像造影剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于核磁共振造影剂领域，涉及一种T1增强核磁共振纳米胶体造影剂，其可用作治疗和诊断应用以及临床和生物医学研究应用，用于提高核磁共振病变组织与正常组织间的差别，增强信号对比度和提高软组织图像的分辨率，是一种高效、稳定、安全的核磁共振造影剂，基于Gd@Au核壳结构的纳米胶体由Gd@Au组成造影部分，若干Gd原子被紧密包覆在Au外壳内，Au外壳上搭载水溶性高分子或其他功能性生物分子，其具有合成简便，磁学/光学/药学性质高度灵活可调控、用量小，对比效果好，安全性高的特点，在核磁共振成像领域具有广阔的研究和应用前景。

技术领域

本发明属于核磁共振造影剂领域，涉及一种T1增强核磁共振纳米胶体造影剂，可用作治疗和诊断应用以及临床和生物医学研究应用。

背景技术

核磁共振成像技术具有可向任意方位断层扫描等技术灵活性，加以涵盖质子密度、弛豫、化学位移等多参数特征以及高空间分辨率和高对比度无辐射、无损伤等优势，普遍应用于临床医学，在临床诊断上具有十分重要的作用。但某些组织和肿瘤的弛豫时间相互重叠，成像质量差，明暗对比不清晰，容易导致误诊。为了提高病变组织与正常组织间的差别，增强信号对比度和提高软组织图像的分辨率，需要摄入核磁共振成像造影剂。目前，核磁共振成像造影剂可以分为T1 型和T2型，其中，T1型因能增强给药区域对比度而更具有诊断价值，是核磁共振成像造影剂的首选方案。

Gd元素因其具有稳定的电子组态和7个未成对电子，在减少水分子上氢核的自旋-晶格弛豫(T1弛豫)方面最为有效，但Gd是活泼的金属元素，因其化学性质无法直接给药，Gd³⁺离子组成的无机盐摄入后在人体内产生肾源性系统性纤维化(NSF)反应，因而也无法直接应用。现有基于Gd³⁺的造影剂，一般都是Gd³⁺的螯合物，在临床应用中存在着用量大，对比效果不理想，且在一定化学环境下有解离并释放Gd³⁺的风险。基于化学合成的Gd@Au核壳结构纳米胶体 (FGCA)，具有方法简便，磁学/光学/药学性质高度灵活可调控的特点。经过早期研究，其具有单颗粒弛豫率高，化学性质稳定，安全性高，用量较小等优势，在核磁共振成像领域具有广阔的研究和应用前景。

因此，发展一种用量小，对比效果好，安全性高的核磁共振成像造影剂是未来的发展趋势。

发明内容

有鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效、稳定、安全的核磁共振造影剂。

本发明的目的是通过如下措施来达到，基于解决如上问题的考虑，本发明提供了基于Gd@Au核壳结构的纳米胶体方案，其组成是，由 Gd@Au组成造影部分，若干Gd原子被紧密包覆在Au外壳内。Au 外壳上搭载水溶性高分子或其他功能性生物分子。

本发明提供了该Gd@Au的核壳结构，单个粒子包含的Gd原子数约达500个，每个Gd原子在400MHz磁场下也显示出18mM^-1s^-1的T1弛豫率，所有的Gd原子都包含在金元素的外壳内。

再一方面，本发明提供了上述造影剂在使用中的稳定性及安全性验证。实验证明只有王水可以导致金元素保护外壳溶解，氧化Gd元素并释放出Gd³⁺，在生理pH下，甚至一般强酸强碱性和氧化性条件下都保持稳定，不会释放出Gd³⁺，提高了该造影剂的安全性。

除此以外，本发明提供了本类型的核磁共振成像造影剂，可根据不同功能需要，进行较大调整，具备灵活机动性。包括改变磁性金属内核，以其他磁性金属元素替换Gd；改变金元素外壳厚度来提高造影剂的灵敏性；以及金元素本身的SERS性质；也可以使用功能性生物大分子附着在金元素表面，为该造影剂赋予新的生物药学功能。

与现有造影剂相比，本发明具备如下有益效果：

FGCA可作为一种高效、稳定、安全的核磁共振成像造影剂。

FGCA采取全化学合成，步骤简单，质量可控。