釓摻雜的雙功能碳納米粒子及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子及其制備方法和應用。將商業(yè)化釓螯合物造影劑稀釋成濃度為0.05-0.5mol/L的溶液，在溶液中加入小分子多酸/多糖，濃度為0-1mol/L，同時加入小分子胺化合物為橋聯(lián)劑，濃度為0.01-0.1mol/L；在700W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱2-10分鐘，脈沖40秒，停20秒，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的雙功能碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。制備的碳納米粒子具有熒光/磁共振雙模式成像功能，性能穩(wěn)定、生物相容性好、熒光和磁共振信號均較強的特點。
【專利說明】 釓摻雜的雙功能碳納米粒子及其制備方法和應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙功能碳納米粒子，具體涉及一種釓摻雜的碳納米粒子的制備及其磁共振成像的應用技術。本方法屬于納米材料的制備和應用領域。

【背景技術】
[0002]開發(fā)新穎的合成路線是獲取高性能材料的重要途徑，因此制備方法的研究是獲得尺寸、形貌、維度、單分散性穩(wěn)定可靠的材料的前提。球形材料，具有密度低、穩(wěn)定性好、表面滲透能力強及光學性質特殊等特性，因而在催化劑載體、輕質材料、微反應器等領域應用前景廣闊。
[0003]碳納米材料作為一種新型材料受到了人們越來越多的廣泛關注，其在發(fā)光器件、能量存儲、分離或作為潤滑材料等方面都有巨大的應用前景。碳納米材料的制備方法主要包括:水熱法、氣相沉積法、化學還原法、模板犧牲法、高溫裂解法等。其中，水熱法因制備工藝簡單，可控性強，制備的碳球尺寸均勻，大小可控等優(yōu)點，成為研究較多的方法之一。其基本原理在于:利用生物質原料，如蔗糖，葡萄糖，纖維素等，在水熱條件下，發(fā)生分子發(fā)生分子間的脫水聚合反應，生成芳香類化合物和寡聚糖，當溶液達到臨界過飽和度的時候，線狀或枝狀的寡聚糖或其他的帶羧酸基的大分子將進行分子間的脫水，相互交連而碳化并團聚成球(Xiaoming Sun, Yadong Li, Colloidal carbon spheres and their core/shellstructures with noble—metal nanoparticles, Angew.Chem.1nt.Ed.2004，43，597-601)。基于這樣的原理，近年來，對碳納米材料摻雜的研究受到越來越多的重視。例如，以氮、磷等元素摻雜碳納米材料，可以提高碳納米材料的發(fā)光性能，從而增強其在生物令頁域的應用(Xinyun Zhaij Peng Zhang, Changjun Liuj Tao Baij Wenchen Li，LimingDai，Wenguang Liuj Highly luminescent carbon nanodots by microwave-assistedpyrolysis, Chem.Commun.，2012，48，7955 - 7957 ；Wei Wang, Yongmao Li，Lu Cheng,Zhiqiang Caoj Wenguang Liuj Water-soluble and phosphorus-containing carbon dotswith strong green fluorescence for cell labeling, J.Mater.Chem.B， 2014， 2，46-48)。但是這種摻雜的目的均在于提高碳納米材料本身的性能，而對于能賦予碳納米材料新功能的制備方法卻未見報道。


【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子及其制備方法和應用。
[0005]一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
將商業(yè)化釓螯合物造影劑稀釋成10毫升，濃度為0.05-0.5 mol/L的溶液，在溶液中加入小分子多酸/多糖，濃度為0-1 mol/L，同時加入小分子胺化合物為橋聯(lián)劑，濃度為0.01-0.1 mol/L ;在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱2-10分鐘，脈沖40秒，停20秒，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的雙功能碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0006]所述的商業(yè)化釓螯合物造影劑為釓雙胺(Gd-DTPA-BMA )、釓貝葡胺(Gd-BOPTA )、釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)和釓特酸葡胺(Gd-DOTA)中的一種。
[0007]所述的小分子多酸為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸中的一種。
[0008]所述的小分子胺化合物為乙二胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種。
[0009]一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子，其特征在于，根據(jù)上述任一所述方法制備得到。
[0010]一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子在磁共振成像中的應用。
[0011]為實現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術方案中，以釓螯合物造影劑，或者釓螯合物造影劑和小分子多酸/多糖為碳源，加入小分子橋聯(lián)劑，通過微波脈沖技術，一步法制備出釓摻雜的碳納米粒子。這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0012]該方法能通過一步法制備出摻雜釓離子的碳納米粒子。制備的碳納米粒子具有熒光/磁共振雙模式成像功能，性能穩(wěn)定、生物相容性好、熒光和磁共振信號均較強的特點。所得的產(chǎn)物能滿足臨床應用的需求
本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本發(fā)明以商業(yè)化釓螯合物造影劑為基礎，通過微波脈沖技術，一步法制備出釓摻雜的碳納米粒子，所用原料生物安全性高。
[0013](2)本發(fā)明制備的釓摻雜碳納米粒子具有良好的物理化學穩(wěn)定性、發(fā)光性能和磁共振成像雙功能性質。
[0014](3)本發(fā)明中的制備方法工藝簡單，可操作性強，能進一步滿足生產(chǎn)和應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為實施例1所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。
[0016]圖2為實施例2所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。
[0017]圖3為實施例3所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。
[0018]圖4為實施例4所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。

【具體實施方式】
[0019]以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。以下的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0020]實施例1:
將釓噴酸葡胺稀釋成10 ml，濃度為0.5 mo I/L的溶液，加入濃度為0.1 mo I/L的乙二胺作為橋聯(lián)劑。在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱3分鐘(脈沖40秒，停20秒)，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0021]圖1為所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。另外，磁共振成像中信號強度為 5376。
[0022]實施例2:
將釓噴酸葡胺稀釋成10 ml，濃度為0.2 mol/L的溶液，在溶液中加入檸檬酸，濃度為0.2 mol/L，同時加入二乙醇胺作為橋聯(lián)劑，濃度為0.04 mol/L。在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱5分鐘(脈沖40秒，停20秒)，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0023]圖2為所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。另外，磁共振成像中信號強度為 4755。
[0024]實施例3:
將釓雙胺稀釋成10 ml，濃度為0.5 mol/L的溶液，在溶液中加入淀粉，濃度為I mol/L，同時加入濃度為0.05 mol/L的二乙醇胺作為橋聯(lián)劑。在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱8分鐘(脈沖40秒，停20秒)，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0025]圖3為所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。另外，磁共振成像中信號強度為 2357。
[0026]實施例4:
將釓特酸葡胺稀釋成10 ml，濃度為0.1 mol/L的溶液，在溶液中加入葡萄糖，濃度為Imol/L，同時加入濃度為0.1 mol/L的三乙醇胺作為橋聯(lián)劑。在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱8分鐘(脈沖40秒，停20秒)，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次,真空抽干，即獲得釓摻雜的碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
[0027]圖4為所制備的釓摻雜碳納米粒子的熒光發(fā)射圖。另外，磁共振成像中信號強度為 4631。
【權利要求】
1.一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將商業(yè)化釓螯合物造影劑稀釋成10毫升，濃度為0.05-0.5 mol/L的溶液，在溶液中加入小分子多酸/多糖，濃度為0-1 mol/L，同時加入小分子胺化合物為橋聯(lián)劑，濃度為0.01-0.1 mol/L ;在700 W的微波爐中，用聚四氟乙烯罐加熱2-10分鐘，脈沖40秒，停20秒，產(chǎn)物冷卻后過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，真空抽干，即獲得釓摻雜的雙功能碳納米粒子，這種釓摻雜的碳納米粒子具有熒光成像和磁共振成像的雙功能性質。
2.根據(jù)權利要求1所述釓摻雜的雙功能碳納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的商業(yè)化釓螯合物造影劑為釓雙胺(Gd-DTPA-BMA )、釓貝葡胺(Gd-BOPTA )、釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)和釓特酸葡胺(Gd-DOTA)中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述釓摻雜的雙功能碳納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的小分子多酸為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述釓摻雜的雙功能碳納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的小分子胺化合物為乙二胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種。
5.一種釓摻雜的雙功能碳納米粒子，其特征在于，根據(jù)上述任一權利要求所述方法制備得到。
6.由權利要求5所述釓摻雜的雙功能碳納米粒子在磁共振成像中的應用。
【文檔編號】A61K49/00GK104288789SQ201410454483
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權日:2014年9月9日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 朱君, 劉恬, 姚艷杰, 周涓 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司