[发明专利]丙烯酸类聚合物纳米水凝胶诱导原位合成超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明属于超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的制备领域，特别涉及一种丙烯酸类聚合物纳米水凝胶诱导原位合成超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的方法。

背景技术

生物成像已经成为一个快速增长的新领域，它的重要性表现在基础生物和医用科学领域。近年来，由于在分子及细胞层级的独特分析和诊断能力，生物医学成像引起世界范围内的广泛关注。结果，一种结合分子生物学和体内成像的新型学科“分子成像”应运而生。代表性的成像技术包括计算机化X-光断层摄像(CT)，光学成像，磁共振成像，正电子发射断层成像(PET)，单光子发射计算机化断层成像(SPECT)，以及超声成像。这些成像技术能够实况观察人体内各种器官和组织中细胞功能以及分子的相互作用，更为重要的是，成像诊断不会对人体的造成侵害。它们能够帮助疾病的早期诊断如癌症和心脑血管疾病。

磁共振成像在人脑和中枢神经成像、评价心脏功能、检测肿瘤及心脑血管疾病等方面发挥了极其重要作用。尽管磁共振成像本身能够呈现详细的图象，但由于正常的组织和损伤的组织的松弛时间差别较小，因此正常的组织和损伤的组织的图象难以分辨。为了解决这一问题，被称作“造影剂”(Contrast agent)的具有磁性化合物能够帮助分辨正常的组织和损伤的组织的图象。造影剂诱导的加强图象信号来自造影剂与邻近水质子的相互作用，即邻近水质子松弛时间的改变。根据磁共振成像的基本原理，有两种松弛模式：(1)纵向T1松弛(2)横向T2松弛。按照两种松弛模式，造影剂划分为T1和T2两种造影剂。T1造影剂通常是顺磁性的复合物，最为代表性的T1造影剂是钆配合物；最为代表性的T2造影剂是超顺磁性的氧化铁类的纳米粒子。

目前，我国使用的造影剂多为进口和国产含钆造影剂，但是，含钆造影剂具有较高的毒副作用。美国食品药品监督管理局(FDA)于2007年5月在网站上发出通告，要求企业对所有含钆磁共振成像(MRI)造影剂(以下简称含钆造影剂)加入一个新的黑框警告，警告有严重肾功能不全的患者使用含钆造影剂有发生肾源性系统纤维(Nephrogenic SystemicFibrosis，NSF)的风险。国家食品药品监督管理局2007年10月29日药品不良反应信息通报(第13期)发布“警惕含钆磁共振造影剂引起的肾源性系统纤维化”。

超顺磁性的氧化铁类的纳米粒子T2造影剂缩短松弛时间从而导致图象暗度加深，呈负向清晰的图象信号。与T1型钆配合物造影剂相比，超顺磁性纳米粒子能更加有效地提高周围水质子的松弛速度，理论和试验都表明纳米摩尔浓度的超顺磁性纳米粒子对水质子的松弛速度的影响是可以测量的；而且，超顺磁性纳米粒子在人体内具有良好的生物相溶性。四氧化三铁磁性纳米粒子毒性低，具有磁响应性。当直径达到其磁单畴尺寸时，将表现出超顺磁性，即可以在较弱的外磁场中产生巨大的磁性，而当外磁场撤消后，粒子的磁性也随之消失。超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒因为具有超顺磁性以及生物降解性而在细胞分离、靶向药物释放、磁共振成像(MRI)和肿瘤磁靶向热疗(MTH)等生物医学领域具有潜在的应用。

自上世纪八十年代以来，超顺磁性的氧化铁类的纳米粒子作为造影剂的研究和生物医学应用取得了重大的进展。国际上MRI造影剂的重要研究方向之一是发展具有器官、组织靶向性的造影剂和血池造影剂。根据超顺磁性的氧化铁类的纳米粒子及包覆的厚度所形成的尺寸大小，此类型的纳米粒子有不同的用途：(1)尺寸范围介于300nm到3.5μm的纳米粒子用于胃肠道成像；(2)尺寸介于60nm到150nm之间，注射的纳米粒子被网状内皮组织系统快速地被排到肾和脾，因此这类尺寸的纳米粒子用于肾和脾内的成像；(3)尺寸小于50nm，注射的纳米粒子在血液中的循环时间长于较大尺寸的纳米粒子，而且小尺寸的纳米粒子能够穿过毛细管的壁，常常被淋巴结和骨髓吸收，因此这类尺寸的纳米粒子用于淋巴结和骨髓内的成像。