本發(fā)現(xiàn)涉及一種碳酸錳納米復(fù)合材料在磁共振成像中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

核磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)由于其具有高成像分辨率、無(wú)電離輻射、同時(shí)能提供多層次診斷信息的特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于醫(yī)學(xué)成像檢測(cè)中。目前臨床上廣泛使用的t1造影劑為gd(ⅲ)的螯合物，因?yàn)槿齼r(jià)釓離子的最外層有七個(gè)未成對(duì)電子，有很強(qiáng)的順磁性。然而，最近研究指出以gd³⁺為基的造影劑會(huì)導(dǎo)致腎源性系統(tǒng)性纖維化，這使得以鑭系金屬為基材料特別是釓基復(fù)合材料造影劑在臨床上的運(yùn)用受到很大限制(shin,t.h.；choi,y.；kim,s.；cheon,j.,recentadvancesinmagneticnanoparticle-based

multi-modalimaging.chemsocrev2015,44(14),4501-4516.)。因此，人們將更多的注意力轉(zhuǎn)移到最外層有五個(gè)未成對(duì)電子且同樣具有t1造影作用的金屬離子mn²⁺上，旨在研發(fā)更加安全有效的t1造影劑。近年來(lái)，人們對(duì)氧化錳無(wú)機(jī)納米粒子是研究越來(lái)越多，然而制備出來(lái)的顆粒顯影效果并不明顯，即r1值較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米材料在磁共振成像mri中的用途，其中：所述的碳酸錳核的粒徑為80-120nm，包覆層聚多巴胺的厚度在10-30nm。

本發(fā)明的另一目的在于提供聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米材料作為磁共振成像mri中的材料用途，所述的碳酸錳核的粒徑為80-120nm，包覆層聚多巴胺的厚度在10-30nm。

其中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米材料在mri診斷中作為t1造影劑。

在本發(fā)明中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米材料可以采用如下方式獲得：1)微乳合成法，使用環(huán)己烷作為有機(jī)相溶劑，十六烷基三甲基溴化銨(ctab)作為表面活性劑，正戊醇作為助溶劑，以及氯化錳和碳酸銨水溶液作為水相形成油包水的納米體系，在室溫下攪拌便可合成碳酸錳納米顆粒。再將得到的碳酸錳經(jīng)聚丙烯酸鈉修飾后再進(jìn)行聚多巴胺包覆，便可形成聚多巴胺包覆碳酸錳復(fù)合納米材料。本發(fā)明中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米材料，也可以采用其它方式獲得。本發(fā)明的重點(diǎn)在于這種材料的新用途。

本發(fā)明涉及基于聚多巴胺增強(qiáng)碳酸錳造影性能的納米材料在磁共振成像中的應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)該粒子粒徑均勻，呈平行六面體形，具有較大的比表面積，且根據(jù)需要可以調(diào)控包覆層聚多巴胺的厚度，10-30nm。

2)聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復(fù)合納米粒子具有良好的水分散性和穩(wěn)定性，冷凍干燥后可長(zhǎng)時(shí)間保存。

3)具有良好的t1造影效果，r1值為6.2mm^-1s^-1。

4)申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)聚多巴胺包覆在碳酸錳納米粒子表面之后能夠明顯的提高其r1值。因此，申請(qǐng)人提出了在包覆聚多巴胺前后納米粒子在mri成像方面的應(yīng)用。

5)申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)碳酸錳本身具有較好的造影性能，但是再經(jīng)聚多巴胺包覆之后其造影性能進(jìn)一步提升，可以作為一種良好的磁共振成像檢測(cè)試劑

6)用于磁共振成象檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中的mnco3納米粒子的掃描電鏡照片(scanningelectronmicroscope，sem)。

圖2是實(shí)施例1中的mnco3@pda納米粒子的x射線(xiàn)衍射譜(x-raypowderdiffraction，xrd)。

圖3是實(shí)施例1中的mnco3@pda納米粒子的透射電鏡照片(transmissionelectronmicroscope,tem)。

圖4是實(shí)施例1中的mnco3和mnco3@pda納米粒子的t1加權(quán)像照片和t1弛豫時(shí)間倒數(shù)與mn濃度的線(xiàn)性關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

材料制備：

1、碳酸錳納米顆粒：量取50ml環(huán)己烷，4ml正戊醇和0.6ml0.5m/l氯化錳溶液于100ml燒杯中混合均勻，然后稱(chēng)取4gctab于上述混合溶液中，整個(gè)混合體系置于超聲波清洗器不斷超聲直至固體粉末完全溶解，溶液變得澄清透明為止。隨后再向其中逐滴加入0.6ml0.5m/l碳酸銨溶液，室溫下不斷攪拌2h。待反應(yīng)結(jié)束后所得產(chǎn)物離心分離(10000rpm，10min)，并先用無(wú)水乙醇洗滌2次，超純水洗滌3次。

2、聚丙烯酸(paa)修飾碳酸錳納米粒子：首先稱(chēng)取100mgpaa(分子量約為3000)于100ml水中，待其完全分散后，使用濃度為0.5m/lna2co3溶液調(diào)節(jié)其ph至8.0左右得到paa鈉鹽待用。將20mg所合成的碳酸錳納米粒子分散于80ml超純水中超聲10min，等到粒子在水中均勻分散后置于磁力攪拌器上攪拌10min，再向其中加入2.5ml濃度為1mg/ml的paa鈉鹽繼續(xù)室溫?cái)嚢?4h。所得產(chǎn)物離心分離(12000rpm,10min)，純水洗滌3次后分散于水中，確定其濃度為5mg/ml。樣品保存于4℃冰箱中。

3、聚多巴胺包覆碳酸錳的合成：首先配制10mm的三羥基氨基甲烷鹽酸(tris-hcl)緩沖液：稱(chēng)取0.242gtris置于200ml水中攪拌直至完全溶解，然后使用0.5m鹽酸和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)其ph至8.5待用。將2.5mg聚丙烯酸修飾的碳酸錳納米粒子分散于30ml10mmtris-hcl溶液超聲分散，然后向其中加入1.0-4.0mg鹽酸多巴胺。整個(gè)體系放在超聲破碎儀上超聲30min，最后接著超聲振蕩4h。采用離心分離(12000rpm,10min)的方式除去未反應(yīng)的多巴胺材料，所得的mnco3@pda納米顆粒使用超純水洗滌3次后分散于水中。

實(shí)施例1：

一種基于聚多巴胺增強(qiáng)碳酸錳造影性能的納米材料在磁共振成像中的應(yīng)用，步驟如下：

1)首先取一定量的樣品按照1:9的比例消解于新配置的王水中，后用新配3％的hno3按照1:9的比例稀釋至一定濃度。

2)使用電感耦合等離子共振儀(icp-ms)精確標(biāo)定碳酸錳和聚多巴胺包覆碳酸錳粒子中錳離子的含量，最終測(cè)得mn²⁺濃度分別為20.1095mm和4.4855mm，后按照稀釋比例逆推算出樣品濃度。

3)首先分別取上述已標(biāo)定濃度的碳酸錳納米懸液0，1μl，2.5μl，4μl，5μl，10μl于1.5ml的離心管內(nèi)，再分別向相應(yīng)管內(nèi)加入500μl，499μl，497.5μl，496μl，495μl和490μl的超純水，確保每管中含有溶液體積為500μl；

再取上述已標(biāo)定濃度的聚多巴胺包覆碳酸錳納米懸液0，4.5μl，11.1μl，17.8μl，22.3μl，44.6μl于1.5ml的離心管內(nèi)，再分別向相應(yīng)的管內(nèi)加入500μl，495.4μl，488.9μl，482.2μl，477.7μl，455.4μl的超純水，確保每管中含有溶液體積為500μl。

4)然后向以上每管中再加入500μl濃度為2％的熱瓊脂溶液，并且用旋磁震蕩儀1000rpm，2min，確保混合混勻，常溫放置直至溶液固定。

5)將配好的溶液置于7t小動(dòng)物成像儀(agilenttechnologies,santaclara,ca,usa)內(nèi)進(jìn)行mri信號(hào)采集，測(cè)試參數(shù)設(shè)定：tr＝3000ms，te＝15ms，視野為45×45mm。

結(jié)果見(jiàn)圖1至圖4

圖1為實(shí)施例1中的mnco3納米粒子的sem照片，從圖1中可以看出，所制備的碳酸錳納米粒子邊長(zhǎng)約為100nm，平均對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)約為140nm。

圖2是實(shí)施例1中的mnco3@pda納米粒子的x射線(xiàn)衍射譜，從圖譜中可以看到碳酸錳樣品的衍射峰，沒(méi)有檢測(cè)到第二相，說(shuō)明經(jīng)過(guò)聚多巴胺包覆后碳酸錳沒(méi)有發(fā)生物相變化。

圖3是實(shí)施例1中的mnco3@pda納米粒子的tem圖片，可以看到所制備的聚多巴胺包覆碳酸錳納米粒子對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)平均在170nm。

圖4是實(shí)施例1中的mnco3和mnco3@pda納米粒子的t1成像照片和t1弛豫時(shí)間倒數(shù)與mn濃度的線(xiàn)性關(guān)系圖，可以看到所制備的碳酸錳納米粒子的弛豫率為5.3mm^-1s^-1，但是經(jīng)過(guò)聚多巴胺包覆后得到的mnco3@pda納米粒子的弛豫率進(jìn)一步提高，達(dá)到了6.3mm^-1s^-1，因而在mri診斷中可作為良好的t1造影劑。