本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，一種高分散碳納米管光聲造影劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

光聲成像是近年來發(fā)展起來的一種新型無損生物醫(yī)學(xué)成像方法。光聲成像結(jié)合了純光學(xué)成像高對比度特性和純超聲成像高穿透深度特性的優(yōu)點(diǎn)，從原理上避開了光散射的影響，突破了高分辨率光學(xué)成像深度“軟極限”(～1mm)，可實(shí)現(xiàn)50mm的深層活體內(nèi)分子成像。由于腫瘤組織和正常組織對光吸收的差異(在近紅外激光的照射下，癌變組織和周圍正常組織的光吸收差異至少5倍以上)和不同生理狀態(tài)的生物組織對光的吸收不同，利用光聲成像就可以反映了組織的結(jié)構(gòu)特征，同時還可能反映組織的代謝狀態(tài)、病變特征、甚至神經(jīng)活動。因此，光聲成像目前生物無損檢測技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

碳納米管(cnts)獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)決定了它具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)以及電磁性能，近年來，碳納米管在生物醫(yī)學(xué)方向的潛在應(yīng)用逐漸成為新的熱點(diǎn)。cnts在近紅外光區(qū)能有效吸收光，然后產(chǎn)生熱，是光聲成像良好的造影劑，可以在復(fù)雜的生物體環(huán)境中被檢測，但是要求碳管本身結(jié)構(gòu)完整，同時需要呈單分散，而碳納米管之間π-π相互作用，易于團(tuán)聚，難以分散，并且缺乏功能基團(tuán)，不利于功能化，這就在一定程度上限制了其應(yīng)用，而且純的碳納米管在生物體有一定的毒性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的碳納米管材料易于團(tuán)聚、分散度不高，缺乏功能基團(tuán)，不利于功能化以及對生物體具有一定毒性的缺點(diǎn)，提供了一種高分散碳納米管光聲造影劑及其制備方法。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明技術(shù)方案之一：一種高分散碳納米管光聲造影劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)伴隨超聲、攪拌，將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入多胺基陽離子聚合物溶液中，滴加完成后超聲10-30min，攪拌30-60min，之后在60℃-90℃保溫20-36小時，冷卻到15℃-30℃，離心，洗滌并分散沉淀，制得多胺基陽離子聚合物-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步驟(1)所述多胺基陽離子聚合物-碳納米管分散體系中，伴隨超聲攪拌反應(yīng)，制得所述高分散碳納米管光聲造影劑。

本發(fā)明中，步驟(1)為：伴隨超聲、攪拌，將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入多胺基陽離子聚合物溶液中，滴加完成后超聲10-30min，攪拌30-60min，之后在60℃-90℃保溫20-36小時，冷卻到15℃-30℃，離心，洗滌并分散沉淀，制得多胺基陽離子聚合物-碳納米管分散體系。

步驟(1)中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基含量較佳地為0.5-3％，更佳地為1.23％，所述百分比為質(zhì)量百分比。所述羧基化多壁碳納米管的長度較佳地為0.5-2μm，直徑較佳地為20-30nm，所述羧基化多壁碳納米管分散體系的濃度較佳地為0.3-1.3mg/ml，更佳地為0.6mg/ml。所述多胺基陽離子聚合物為本領(lǐng)域常規(guī)的多胺基陽離子聚合物，較佳地為支化聚乙烯亞胺(branched-pei)、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(pam)、四乙烯五胺(tepa)或三乙烯四胺(teta)，更佳地為支化聚乙烯亞胺。所述多胺基陽離子聚合物分子量可以為本領(lǐng)域多胺基陽離子聚合物的常規(guī)的分子量，較佳地為mn10000-mn1800。所述多胺基陽離子聚合物的制備方法為本領(lǐng)域常規(guī)制備方，或市售可得。所述多胺基陽離子聚合物溶液的濃度較佳地為1-22mg/ml，更佳地為1-5mg/ml，最佳地為1mg/ml。所述羧基化多壁碳納米管與所述多胺基陽離子聚合物的質(zhì)量比較佳地為1∶1-1∶50，更佳地為1∶3-1∶20，進(jìn)一步更佳地為1∶5-1∶10，最佳地為1∶10。

步驟(1)中，所述超聲的方法為本領(lǐng)域常規(guī)的超聲分散方法，所述滴加完成后超聲的強(qiáng)度為常規(guī)的超聲強(qiáng)度，較佳地為200w。所述超聲的時間為10-30min，較佳地為30min。所述攪拌的時間為30-60min，較佳地為60min。所述保溫的溫度為60℃-90℃，較佳地為65℃-85℃，進(jìn)一步較佳地為65℃-80℃，更佳地為65℃-75℃，進(jìn)一步更佳地為65℃-70℃，最佳地為65℃。所述保溫的時間為20-36小時，較佳地為24-36小時，更佳地為36小時。所述離心的轉(zhuǎn)速可以為本領(lǐng)域常規(guī)的轉(zhuǎn)速，較佳地為10000r/min。所述離心的時間可以為本領(lǐng)域常規(guī)的時長，較佳地為15min。所述洗滌較佳地用去離子水洗滌，更佳地為用去離子水抽濾洗滌。所述分散可以用本領(lǐng)域常規(guī)的溶劑進(jìn)行分散，如用pbs緩沖液或去離子水分散，較佳地用去離子水分散。

步驟(2)為：將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴滴加到步驟(1)所述多胺基陽離子聚合物-碳納米管分散體系中，伴隨超聲攪拌反應(yīng)，制得所述高分散碳納米管光聲造影劑。

步驟(2)中，所述膽酸化聚乙二醇溶液的濃度可以為本領(lǐng)域常規(guī)的濃度，較佳地為0.05-0.1mg/ml，更佳地為0.1mg/ml。所述膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量可以為本領(lǐng)域常規(guī)的分子量，較佳地為0.5-20kda。所述多胺基陽離子聚合物-碳納米管分散體系與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比較佳地為1∶0.5-1∶20，更佳地為1∶1-1∶10，進(jìn)一步更佳地為1∶2-1∶5，最佳地為1∶3。其中所述超聲的方法為本領(lǐng)域常規(guī)的超聲分散方法，所述超聲的強(qiáng)度為常規(guī)的超聲強(qiáng)度，較佳地為200w。所述攪拌的時間可以為本領(lǐng)域常規(guī)的時長，較佳地為45-50h，更佳地為50h。

步驟(2)較佳地還可以包括離心和洗滌沉淀，所述離心和洗滌沉淀在所述伴隨超聲攪拌進(jìn)行反應(yīng)后發(fā)生。所述離心的轉(zhuǎn)速可以本領(lǐng)域常規(guī)的轉(zhuǎn)速，較佳地為10000r/min。所述離心的時間可以為本領(lǐng)域常規(guī)的時長，較佳地為10-15min，更佳地為10min。所述洗滌較佳地為用去離子水洗滌，更佳地為用去離子水抽濾洗滌。

本發(fā)明較佳地還可以包括步驟(3)，步驟(3)為：將步驟(2)所得高 分散碳納米管光聲造影劑配成分散體系，離心洗滌、干燥。

步驟(3)中，所述分散體系較佳地用去離子水配制。所述離心洗滌可以為本領(lǐng)域常規(guī)的離心洗滌操作，較佳地為用去離子水離心洗滌。所述離心洗滌的離心的轉(zhuǎn)速可以為常規(guī)的轉(zhuǎn)速，較佳地為10000r/min。所述干燥可以為本領(lǐng)域常規(guī)的干燥，較佳地為真空干燥。所述干燥的時間可以為本領(lǐng)域常規(guī)的時長，較佳地為24h。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案之二為：一種高分散碳納米管光聲造影劑，其是通過如前所述的制備方法所制得的。

本發(fā)明中，所述高分散碳納米管光聲造影劑較佳地是由羧基化多壁碳納米管、多胺基陽離子聚合物和膽酸化聚乙二醇通過物理吸附結(jié)合化學(xué)共價結(jié)合而成。所述多胺基陽離子聚合物可以為本領(lǐng)域常規(guī)的多胺基陽離子聚合物，較佳地為支化聚乙烯亞胺、聚丙烯胺、聚丙烯酰胺、四乙烯五胺或三乙烯四胺，更佳地為支化聚乙烯亞胺。所述羧基化多壁碳納米管的長度較佳地為0.5-2μm，直徑較佳地為20-30nm，羧基含量較佳地為0.5％-3％，更佳地為0.5％，所述百分比為質(zhì)量百分比。其中所述膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量較佳地為0.5-20kda。所述多胺基陽離子聚合物-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比較佳地為1∶0.5-1∶20，更佳地為1∶1-1∶10，進(jìn)一步更佳地為1∶2-1∶5，最佳地為1∶3。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明公開的制備方法是以碳納米管、多胺基陽離子聚合物和膽酸化聚乙二醇作為原料，采用兩步法合成納米復(fù)合材料，該制備方法不僅操作簡便，而且具有綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的碳納米管光聲造影劑在水中的分散性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，具有良好的生物相容性，并能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的光聲信號。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述高分散碳納米管光聲造影劑制備示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的高分散碳納米管光聲造影劑的透射電鏡圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的高分散碳納米管光聲造影劑在pbs緩沖液(ph＝7.4)中穩(wěn)定性檢測結(jié)果。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的高分散碳納米管光聲造影劑的對腫瘤識別光響應(yīng)圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。其中所述室溫為常規(guī)，若無特別說明為15～35℃。

聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和支化聚丙烯酰胺購買自sigma公司；羧基化多壁碳納米管購買自成都有機(jī)化學(xué)有限公司；膽酸化聚乙二醇購買自加拿大polymersource公司。

5-6周齡裸鼠購自中科院上海實(shí)驗(yàn)動物中心；膽囊癌noz細(xì)胞株、人肺成纖維細(xì)胞hfl1細(xì)胞株、人肝細(xì)胞qsg-7701細(xì)胞株、大鼠心肌h9c2細(xì)胞株購買自中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心；dmem、rpml1640培養(yǎng)基購買自gibco公司。

光聲檢測專用opo脈沖激光采用光聲檢測專用opo脈沖激光器opotekvibrant購自美國opotek公司。

實(shí)施例1高分散碳納米管光聲造影劑的制備

一、溶液的配制

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0322g羧基化多壁碳納米管分散在100ml去離子水中，該羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為0.5％，直徑為20nm，超聲20min，攪拌15min使之分散，分散后分散體系中的羧 基化多壁碳納米管的長度為2μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于100ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為0.5kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到1mg/ml的支化聚乙烯亞胺(mn＝1800)水溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與支化聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為1∶10。滴加完成后，200w超聲10min，攪拌30min使之充分混合，將得到的混合體系在60℃下油浴20小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，去離子水分散，制得支化聚乙烯亞胺-碳納米管(pei-cnts)分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的pei-cnts分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)45小時，其中羧基化多壁碳納米管-支化聚乙烯亞胺與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶2，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，沉淀用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-支化聚乙烯亞胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-支化聚乙烯亞胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，即得高分散碳納米管光聲造影劑。

制備流程圖見圖1。

實(shí)施例2高分散碳納米管光聲造影劑的制備

一、溶液的配制

支化聚乙烯亞胺(pei)溶液(mn＝10000)：將2.1508g支化聚乙烯亞胺(pei)溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧 基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到支化聚乙烯亞胺水溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與支化聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為1∶10。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在65℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，去離子水分散，制得支化聚乙烯亞胺-碳納米管(pei-cnts)分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的pei-cnts分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中支化聚乙烯亞胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶2，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例3高分散碳納米管光聲造影劑的制備

一、溶液的配制

四乙烯五胺溶液：將0.5g四乙烯五胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到四乙烯五胺溶液中，伴 隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與四乙烯五胺的質(zhì)量比為1∶5。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在70℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，制得四乙烯五胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的四乙烯五胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中四乙烯五胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶1，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-四乙烯五胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-四乙烯五胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例4制備高分散碳納米管光聲造影劑

一、溶液的配制

三乙烯四胺溶液：將2.1508g三乙烯四胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到三乙烯四胺溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與三乙烯四胺的質(zhì)量比為1∶20。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在65℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離 子水充分抽濾洗滌，制得三乙烯四胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的三乙烯四胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中三乙烯四胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶3，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-三乙烯四胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-三乙烯四胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例5制備高分散碳納米管光聲造影劑

一、溶液的配制

聚丙烯胺溶液：將0.5g聚丙烯胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到聚丙烯胺溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與聚丙烯胺的質(zhì)量比為1∶3。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在75℃下油浴24小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，制得聚丙烯胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的聚丙烯胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中聚丙烯胺- 碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶5，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例6制備高分散碳納米管光聲造影劑

一、溶液的配制

聚丙烯酰胺溶液：將2.1508g聚丙烯酰胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到聚丙烯酰胺溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與聚丙烯酰胺的質(zhì)量比為1∶1。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在80℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，制得聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中聚丙烯酰胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶0.5，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例7制備高分散碳納米管光聲造影劑

一、溶液的配制

聚丙烯酰胺溶液：將0.5g聚丙烯酰胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kda。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到聚丙烯酰胺溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與聚丙烯酰胺-碳納米管的質(zhì)量比為1∶50。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在85℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，制得聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中聚丙烯酰胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶10，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

實(shí)施例8制備高分散碳納米管光聲造影劑

一、溶液的配制

聚丙烯酰胺溶液：將2.1508g聚丙烯酰胺溶于100ml的去離子水中，超聲、攪拌使之溶解；

羧基化多壁碳納米管分散體系：將0.0644g羧基化多壁碳納米管分散在50ml去離子水中，所述羧基化多壁碳納米管的羧基的質(zhì)量百分比含量為3％，直徑為30nm，超聲30min，攪拌60min使之分散，分散后分散體系中的羧基化多壁碳納米管的長度為0.5μm；

膽酸化聚乙二醇溶液：將0.0052g膽酸化聚乙二醇粉末溶于50ml去離子水中，攪拌使之溶解，膽酸化聚乙二醇中的聚乙二醇的分子量為20kdaa。

二、高分散碳納米管光聲造影劑的制備

(1)將羧基化多壁碳納米管分散體系逐滴加入到聚丙烯酰胺溶液中，伴隨超聲、攪拌，其中羧基化多壁碳納米管與聚丙烯酰胺的質(zhì)量比為1∶5。滴加完成后，200w超聲30min，攪拌60min使之充分混合，將得到的混合體系在90℃下油浴36小時，冷卻至室溫，10000r/min離心15min，用去離子水充分抽濾洗滌，制得聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(2)將膽酸化聚乙二醇溶液逐滴加入到(1)所得的聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系中，邊滴加邊攪拌，并伴隨超聲攪拌反應(yīng)50小時，其中聚丙烯酰胺-碳納米管與膽酸化聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶20，在10000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，用去離子水充分抽濾洗滌，以除去多余的膽酸化聚乙二醇，再用去離子水分散，制得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系；

(3)在10000r/min轉(zhuǎn)速下用去離子水離心洗滌步驟(2)所得膽酸化聚乙二醇-聚丙烯酰胺-碳納米管分散體系，將離心所得沉淀真空干燥24小時，制得高分散碳納米管光聲造影劑。

效果實(shí)施例1高分散碳納米管光聲造影劑體外毒性檢測

在dmem或rpml1640培養(yǎng)基中37℃、5％co2培養(yǎng)膽囊癌noz細(xì)胞株、人肺成纖維細(xì)胞hfl1細(xì)胞株、人肝細(xì)胞qsg-7701細(xì)胞株、大鼠心肌 h9c2細(xì)胞株，細(xì)胞以96孔密度接種于培養(yǎng)皿，貼壁過夜。

設(shè)置對照組與實(shí)驗(yàn)組：對照組用pbs溶液作為對照加入各培養(yǎng)的細(xì)胞中，實(shí)驗(yàn)組將實(shí)施例1制備所得高分散碳納米管光聲造影劑加入各培養(yǎng)的細(xì)胞中，37℃孵育48小時，檢測細(xì)胞存活率。采用梯度稀釋實(shí)施例1制備的高分散碳納米管光聲造影劑，稀釋后的濃度分別是0.5mg/ml、0.1mg/ml、0.05mg/ml、0.01mg/ml、0.005mg/ml、0.001mg/ml、0.0005mg/ml，每個濃度梯度重復(fù)5次。結(jié)果顯示與對照相比，細(xì)胞的存活率差異不大。

用實(shí)施例2-8所述制得的高分散碳納米管光聲造影劑重復(fù)上述試驗(yàn)，結(jié)果顯示，與對照組相比，細(xì)胞的存活率均相差不大。

因此本發(fā)明所得高分散碳納米管光聲造影劑毒性低，有較高的生物安全性。

效果實(shí)施例2高分散碳納米管光聲造影劑分散性檢測

取羧基化多壁碳納米管和本發(fā)明實(shí)施例1-8所得高分散碳納米管光聲造影劑分別25℃超聲分散10分鐘，分散到pbs溶劑中，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)修飾的羧基化多壁碳納米管分散度為0，完全不分散，而本發(fā)明所得高分散碳納米管光聲造影劑的分散度高，分散性較羧基化多壁碳納米管有顯著提高，基本上呈單分散狀態(tài)，其中實(shí)施例2的鏡檢結(jié)果具體見圖3。從所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明所得高分散碳納米管光聲造影劑具有高度分散的優(yōu)點(diǎn)。

效果實(shí)施例3碳納米管光聲造影劑體外穩(wěn)定性檢測

取羧基化多壁碳納米管和本發(fā)明實(shí)施例1-8制備所得高分散碳納米管光聲造影劑分散到溶劑中，其中羧基化多壁碳納米管的濃度是0.3mg/ml，本發(fā)明高分散碳納米管光聲造影劑的濃度是0.5mg/ml，室溫儲存96小時，其中羧基化多壁碳納米管在儲存24小時后即產(chǎn)生沉淀，而本發(fā)明高分散碳納米管光聲造影劑在同樣條件下儲存24小時，48小時，72小時和96小時后狀態(tài)仍然十分穩(wěn)定，其性狀均勻，未產(chǎn)生任何沉淀。其中本發(fā)明實(shí)施例3所制得的高分散碳納米管光聲造影劑的穩(wěn)定性檢測結(jié)果見圖3。從所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明所得高分散碳納米管光聲造影劑的有顯著的提高。

效果實(shí)施例4碳納米管光聲造影劑成像效果檢測

(1)飼養(yǎng)5-6周齡裸鼠；

(2)采用尾部靜脈方式將實(shí)施例4制備所得高分散碳納米管光聲造影劑注入裸鼠體內(nèi)，注射量為0.2ml，對照組注射pbs緩沖液；

(3)注射2小時后，利用光聲成像實(shí)驗(yàn)方法檢測所得光聲造影劑的光聲響應(yīng)信號。采用光聲檢測專用opo脈沖激光器，以純水作為對照組，并以200-1000nm波段的連續(xù)波長激光輻照試樣，通過對透射光的光譜分析，獲得試樣的光吸收譜。泵浦波長532nm，脈寬<2ns，重復(fù)頻率10hz；采用的聚焦式超聲傳感器中心頻率為15mhz，帶寬80％。其結(jié)果顯示：在局部注射本發(fā)明光聲造影劑后出現(xiàn)明顯的顯像效果(見圖4)。而羧基化多壁碳納米管不能分散在pbs溶液中，無法作為造影劑使用。用實(shí)施例1、2、3、5、6、7和8所制得的高分散碳納米管光聲造影劑重復(fù)上述試驗(yàn)，均得到相近的結(jié)果。因此本發(fā)明高分散碳納米管光聲造影劑比常規(guī)的羧基化多壁碳納米管成像效果優(yōu)異。

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