本發(fā)明屬于成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核磁共振及光聲顯影的靶向性磁性納米探針及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在腫瘤的早期診斷中,用不同模式的成像技術(shù)來獲取腫瘤的結(jié)構(gòu)、代謝和生化信息是至關(guān)重要的。如核磁成像是臨床常用的成像模式,它可以提供高質(zhì)量的生物體結(jié)構(gòu)信息；光聲成像技術(shù)以脈沖激光作為成像激發(fā)源，它是基于生物組織內(nèi)部的光吸收差異，以超聲作為信息載體的非電離化的新興醫(yī)學(xué)成像方法。多模成像可以提高醫(yī)學(xué)診斷精度，采用核磁/光聲雙模成像有以下優(yōu)勢(shì):核磁可以作為全身性的掃描,找出病變的可能區(qū)域，然后光聲成像可以對(duì)可疑局域進(jìn)行微細(xì)結(jié)構(gòu)的成像。因此，發(fā)展多模式、多功能的納米探針是非常必要的。

傳統(tǒng)19F-MRI顯像用液態(tài)氟碳作為造影劑，有諸多缺陷：(1)全氟化合物可能在內(nèi)臟器官(肝、脾、肺)內(nèi)過度積累幾個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間；(2)液態(tài)氟碳乳液體系本身是異質(zhì)性的，不穩(wěn)定，易在體內(nèi)被破壞；(3)線性全氟碳分子由于分子的不對(duì)稱性會(huì)產(chǎn)生多重F19信號(hào)，信號(hào)的分裂會(huì)降低信號(hào)強(qiáng)度并造成成像缺陷；(4)制備液態(tài)氟碳程序非常復(fù)雜。

因此，本領(lǐng)域亟需尋求一種能夠解決上述缺陷的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的之一在于提供一種核磁共振及光聲顯影的靶向性磁性納米探針的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)向磁納米顆粒溶膠中加入混合硫醇溶液，室溫下震蕩反應(yīng)完全，分離除去未反應(yīng)試劑；所述混合硫醇溶液由物質(zhì)A和物質(zhì)B組成，物質(zhì)A為丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇，物質(zhì)B的結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示，

(2)將0.1mM 3-疊氮基丙胺、1mM CuBr、1mM抗壞血酸鈉和1mM三[(1-芐基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺的DMSO/水(V/V,3:1)溶液加入步驟(1)所得物中，反應(yīng)完全，分離除去未反應(yīng)試劑；

(3)將步驟(2)所得物置于含腫瘤靶向性抗體的100mM EDC和25mM NHS的乙醇水溶液中，室溫震蕩反應(yīng)完全，分離除去未反應(yīng)試劑；所述腫瘤靶向性抗體包括Herceptin(乳腺癌)、Avasttin(結(jié)腸癌)、Cyramza(胃癌)或Tecentriq(膀胱癌)等)；

(4)將步驟(3)所得物重分散于乙醇中，即得。

優(yōu)選的，所述磁納米顆粒為金磁納米顆粒，最好為四氧化三鐵為殼，金為核的核殼型金磁納米顆粒。

步驟(1)中，物質(zhì)A與物質(zhì)B的摩爾比為1:1，所述物質(zhì)A和物質(zhì)B的濃度均為0.5mM。

優(yōu)選的，步驟(1)中的反應(yīng)時(shí)間為48小時(shí)。

優(yōu)選的，步驟(2)中的反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。

優(yōu)選的，步驟(3)中的反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。

所述分離為磁分離。

丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇的合成路線如圖1所示，結(jié)合圖1，其合成方法為：

(ⅰ)51mL三縮四乙二醇(100mmol)(反應(yīng)物1)，30mL THF和6mL 50％NaOH(38mmol)于三頸燒瓶中加熱至100℃,恒溫?cái)嚢杌亓?5min。加入9.6g 6-溴-1-己烯(20mmol)，加熱攪拌回流16h，得產(chǎn)物2的混合物。反應(yīng)液冷卻至室溫，在攪拌條件下加入10％的鹽酸，反應(yīng)液顏色由橙紅變?yōu)槌赛S。產(chǎn)物用乙酸乙酯萃取后合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀脫溶并用柱色譜分離純化(石油醚：乙酸乙酯＝2：1)，得到淡黃色油狀產(chǎn)物2。

(ⅱ)將化合物2(1.38g，2.5mmol)溶于20mL干燥的CH₂Cl₂中。于冰浴條件下加入0.30gNaH(6.25mmol)，攪拌30min后，再緩慢加入3-溴-1-丙炔(0.66g，2.75mmol)，反應(yīng)液在冰浴條件下繼續(xù)攪拌2h后撤去冰浴，然后在室溫條件下繼續(xù)攪拌12h。反應(yīng)得到的粗產(chǎn)物用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，合并有機(jī)相，無水Na₂SO₄干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀脫溶，得淡黃色的反應(yīng)液。用柱色譜分離純化(石油醚：乙酸乙酯＝4：1)，得淡黃色油狀物3。

(ⅲ)向一50mL的二頸燒瓶中加入10mg AIBN，用真空泵抽成真空，通入氬氣。用10mL注射器注入3.6mL甲醇和0.3g化合物3(300mmol)的混合溶液，再后用1mL注射器注入0.22mL硫代乙酸(900mmol)，室溫下紫外光照引發(fā)并持續(xù)攪拌5h，得淡黃色混合產(chǎn)物。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫溶，柱色譜分離純化(石油醚：乙酸乙酯＝3：1)，得無色油狀物4。

(ⅳ)將一50mL三頸燒瓶中加入0.3g化合物4，用真空泵抽成真空，通入氬氣。后加入15mL 0.1M鹽酸的甲醇溶液，油浴150℃，于恒溫下攪拌回流4h，反應(yīng)完畢后，向反應(yīng)液中加入NaHCO₃飽和溶液中和多余鹽酸，乙酸乙酯萃取，無水硫酸鈉干燥，脫溶。反應(yīng)粗產(chǎn)物用柱色譜分離純化(用純乙酸乙酯淋洗)，得無色透明的產(chǎn)物5。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供由上述方法制備得到的核磁共振及光聲顯影的靶向性磁性納米探針。

本發(fā)明所得的氟碳功能化磁復(fù)合納米體系由于集合了單一組份各自獨(dú)特的理化性質(zhì)并能起到協(xié)同效果而具有優(yōu)異的磁學(xué)和光學(xué)等性能，具有較優(yōu)異的磁共振成像(MRI)和光聲成像造影能力。本發(fā)明探針只產(chǎn)生一個(gè)高強(qiáng)度的F19信號(hào)(圖3)，解決了液態(tài)氟碳分子中F19信號(hào)分裂和MRI成像缺陷的問題。

當(dāng)磁納米粒子為金磁納米粒子時(shí)，本發(fā)明發(fā)展了一種具有靶向性的超順磁氟碳功能化金磁復(fù)合納米作為核磁和光聲雙模成像的探針。金磁復(fù)合納米粒子具有超順磁性，可以增強(qiáng)橫向弛豫時(shí)間(T2)，增強(qiáng)T2序列的核磁成像對(duì)比度。該納米粒子同時(shí)具有光學(xué)吸收性質(zhì)，可以增強(qiáng)光聲信號(hào)。在其表面修飾特異性抗體后,使得本發(fā)明探針對(duì)特定腫瘤細(xì)胞具有選擇靶向性。所得探針可以同時(shí)用于靶向特定細(xì)胞的核磁和光聲對(duì)腫瘤細(xì)胞成像。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供上述核磁共振及光聲顯影的靶向性磁性納米探針在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域方面的應(yīng)用。

本領(lǐng)域人員容易知曉，因?yàn)楸景l(fā)明的基材為納米顆粒，其還可以在生物醫(yī)藥領(lǐng)域如藥物的裝載與釋放上進(jìn)行應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所得探針在體內(nèi)穩(wěn)定，只產(chǎn)生一個(gè)高強(qiáng)度的F19信號(hào)，具有良好的腫瘤靶向性和順磁性；本發(fā)明探針的制備方法簡(jiǎn)單，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇的合成路線示意圖；

圖2為本發(fā)明探針示意圖；

圖3為本發(fā)明探針的¹⁹F NMR譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容所做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

金磁復(fù)合納米按照文獻(xiàn)[Dong W,Li Y,Niu D,et al.Facile synthesis of monodisperse superparamagnetic Fe3O4core@hybrid@Au shell nanocomposite for bimodal imaging and photothermal therapy[J].Advanced Materials,2011,23(45):5392-5397.]報(bào)道方法合成。

在1mL金磁復(fù)合納米溶膠中加入混合硫醇溶液(HS-OEG-CH/HS-F27＝1:1,最終總濃度為1mM)，室溫震蕩反應(yīng)48h。磁分離洗滌以除去未連接上的試劑分子。然后通過疊氮-炔“點(diǎn)擊”化學(xué)反應(yīng)在金磁復(fù)合納米表面的炔基上連接活性基團(tuán)氨基。將3-疊氮基丙胺(0.1mM)，CuBr(1mM)，抗壞血酸鈉(1mM)，三[(1-芐基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(1mM)的DMSO/水(V/V，3:1)溶液超聲震蕩10min混勻，加入HS-OEG-CH/HS-F27混合硫醇功能化的金磁復(fù)合納米溶膠，反應(yīng)30min。反應(yīng)完畢后磁分離洗滌以除去未連接上的試劑分子。通過EDC/NHS橋聯(lián)作用，在硫醇修飾的金磁復(fù)合納米上進(jìn)一步修飾特異性抗體。將步驟3制備的功能化金磁復(fù)合納米分散在含3mg/mLHerceptin抗體，100mM EDC，25mM NHS的水-乙醇溶液中，室溫下振蕩反應(yīng)2h。EDC和NHS在水溶液中易失活，一定要現(xiàn)配，在10min內(nèi)使用。反應(yīng)完成后，磁分離洗滌多次除掉未連接的過量試劑，最后重新分散于一定體積乙醇中，儲(chǔ)存于4℃冰箱中備用。