[发明专利]一种荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，具体涉及一种荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针及其制备方法。

背景技术

目前，由于环境的恶化、生活节奏的加快等因素，癌症已经成为威胁人类健康的主要杀手之一。其中，尤以肺癌的患病人数居恶性肿瘤患病人数之首。如何寻找有效的肿瘤诊断方法对捍卫人类生命健康安全具有重大的意义。

近年来，光学成像(OI)、磁共振成像(MRI)、计算机X线断层扫描(CT)、正电子发射断层成像(PET)、单电子发射计算机断层成像(SPECT)和超声成像(USG)等在肿瘤的临床诊断上得到了广泛的应用。然而，现代生物医学研究和临床医学中都要求成像技术能够体现特异的靶向性、无创性、高分辨率、3D成像效果等特性，而CT、MRI和OI技术由于其不同的原理，具有不同的成像特性以及各自的优缺点。 CT是通过采集X线在穿透不同组织后的衰减信息，经过计算机分析后，呈现出高分辨率的三维模拟图像的一门技术，然而在密度相近、组成元素相似的软组织中分辨能力较低，使其在疾病诊断中能够提供的信息比较有限。MRI是采集磁场下质子弛豫时间的信息，通过计算机分析而成像，因此可提供一个较高软组织分辨率的图像，并且从原理上避免了非电离辐射损伤。但是成像结果不如光学成像那样结果直观，很多病变还不能只凭核磁共振成像结果进行精确而准确的诊断；且部分病变钙化灶内不含质子，不产生磁共振信号，故磁共振成像对钙化不敏感；装有心脏起搏器的病人或者体内有金属植入物或金属异物者不能进行核磁共振成像。荧光成像则存在空间分辨率低和深层组织穿透能力差等问题。所以在疾病早期诊断中，单个成像模态获得疾病部位的信息现在难以满足对早期癌症可靠和准确的诊断，将多种检查手段相结合，互取其长、互补其短是一种行之有效的方法。为了更好的充分利用每种成像方法的优点，克服各自的缺点，开发一种能够应用于临床实际工作，同时满足CT和MRI要求的多功能造影剂，已经成为一种新的发展趋势和研究热点。理想的多功能造影剂需要具有高效X线吸收率、较高磁扰动能力、长循环时间等特点，而且若再将荧光成像作用结合其中，形成荧光/CT/MRI 多模式成像造影剂将会更具意义。

然而，目前尚没有一种成熟的造影剂材料能够将三种成像方法互相结合，因此如何构建一个能够将荧光、CT和MRI成像造影剂协同统一的新型探针，使每种生物成像都能发挥其各自优点的同时弥补其自身的不足，这成为了研制造影剂材料的新重点。

发明内容

本发明的目的是寻求一种性能优越、安全可靠、极具潜力的荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针，这对于临床中疾病的早期发现和定性诊断具有很大的帮助，并且能够为靶细胞特异性成像或肿瘤的精确治疗提供一种新的方式。所述的一种荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针的应用，用于细胞荧光成像、核磁共振成像和CT成像。

发明人根据上转换发光、CT与MR造影剂的原理及现有对稀土、碘离子在生物成像领域的研究，可以推测采用具有相应结构的材料可以用于荧光/CT/MR成像，将其利用量子点进行有机整合，可以提高上转换发光效果，并将激发光和发射光的波长调整到近红外光区，进而增强其在生物体内的荧光成像效果。

本发明的技术方案如下：

一种荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针，其制备方法为：在分别采用一锅法一步反应制备油溶性的Gd-doped碳量子点和水溶性的I-doped碳量子点后，再采用乳化法将疏水化改性后的高分子材料包裹量子点，获得荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针。

具体步骤为：

(1)采用一锅法一步反应制备Gd-doped碳量子点；

(2)采用一锅法一步反应制备油溶性I-doped碳量子点；

(3)采用乳化法将疏水化改性后的高分子材料包裹量子点，获得荧光/CT/MRI 多模态成像量子点探针。

进一步的，一种荧光/CT/MRI多模态成像量子点探针，其制备方法为：

(1)将乙二胺四乙酸、三乙烯四胺和乙二醇混合在一起，室温搅拌使其形成一种透明的溶液；在不停的磁力搅拌下加入Gd₂O₃，搅拌混合溶液；将上述溶液加入微波炉高温加热，待溶液自然冷却后，用中速滤纸过滤去除不溶性黑色沉淀，离心除去大颗粒，收集上清液注入透析袋内进行透析；将透析后的产物进行真空旋转蒸发至固体状，获得Gd-doped碳量子点，避光密封保存待用；