[发明专利]一种铁基磁性纳米晶磁共振T1造影剂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超小铁基磁性纳米晶磁共振T₁造影剂的制备方法以及其在磁共振T₁加权成像中的应用。

背景技术

近年来，随着纳米医学的发展，纳米材料在药物传输、疾病诊断以及治疗等生物医学领域展现出广阔的应用前景。其中，超顺磁性纳米颗粒作为造影剂在磁共振成像方面越来越成为研究热点。磁共振成像作为一种先进的医学影像诊断工具，可以实时无创地提供高空间分辨率的软组织解剖学信息，对疾病进行诊断与研究，同时可用于肿瘤的早期诊断。造影剂通过提高造影区域与背景的对比度可以显著提高磁共振成像的灵敏度。根据质子的纵向弛豫与横向弛豫效应造影剂可以分为两大类：可加速纵向弛豫速率的是T₁造影剂，可加速横向弛豫速率的是T₂造影剂。在磁共振成像中，发生加速纵向弛豫的区域会变亮而发生加速横向弛豫的区域会变暗。最初，超顺磁氧化铁主要作为T₂加权造影剂，例如商业化的菲力磁（Feridex）就是很典型的T₂造影剂。但是在临床使用中，T₂加权造影剂有一定的局限性。首先，其变暗的效果与组织内部出血或钙化、金属沉积等低信号区域易混淆导致误诊；而且，T₂造影剂的高磁矩会诱导局部磁场的扰动，引起所谓的“blooming effect”，这个效应会放大影像部位而使得暗的图像模糊。因此相比T₂造影剂，T₁造影剂更有可能获得精准的高分辨图像。目前临床广泛使用的T₁造影剂主要是钆类配合物，这些配合物在临床使用过程中存在诸多不足。1，由于快速的肾代谢，导致体内循环时间短，难以满足需要长扫描时间窗的高分辨成像；2，钆类配合物分解出自由的钆离子毒性大，而且美国食品药物监督管理局（FDA）已经警告致命的肾源性系统纤维化与钆配合物造影剂有很大的关联。为了解决上述的钆配合物T₁造影剂和传统超顺磁氧化铁T₂造影剂在磁共振成像中存在的问题，开发新型的高效低毒磁共振铁基T₁造影剂迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超小铁基磁性纳米晶磁共振T₁造影剂的制备方法以及其在磁共振T₁加权成像中的应用。

本发明研究发现超小铁氧体纳米晶可以作为高效的T₁造影剂。根据理论研究表明，弛豫增强由外球与内球机制共同起作用而决定。T₁造影剂的性能主要有两个因素决定，纵向弛豫效能r₁和横向弛豫效能与纵向弛豫效能的比值r₂/r₁，r₁越大且r₂/r₁越小T₁造影剂性能越好。根据内球机制，超小铁基磁性纳米晶具有高的比表面积可以增大与水分子的相互作用，同时Mn、Ni等掺杂可以减小水分子在纳米颗粒表面相互作用的停留时间，可以有效提高纵向弛豫效能r₁。根据外球机制，超小尺寸（小于5纳米）的纳米晶具有小的磁化强度值从而限制了其T₂弛豫效应，从而降低了r₂/r₁。目前铁基磁性纳米颗粒主要是通过高温热分解法，共沉淀法，反胶束法和溶胶凝胶法制备，因为只有高温热分解法可以实现成核与生长分离以及扩散限制生长，因此，通过高温热分解法制备的铁基磁性纳米颗粒单分散性最好。就目前所报道的文献，通过高温热分解所制备的铁基磁性纳米颗粒尺寸相对比较大（大于5纳米），通常被作为T₂造影剂。本发明通过使用芥酸铁，油酸锰/钴/镍/锌作为前驱物，制备出超小（小于5纳米）的铁基磁性纳米晶，而且本发明所制备的超小铁基磁性纳米晶可以作为新型T₁造影剂。

本发明的具体实现过程如下：

一种铁基磁性纳米晶MFe₂O₄的制备方法，包括如下步骤：

（1）将三价铁盐与芥酸反应生成前驱物1芥酸铁；

（2）将二价金属盐与油酸反应生成前驱物2，所述二价金属离子为Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺或Zn²⁺；