[发明专利]一种纳米氧化锰的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纳米氧化锰的制备方法及应用，涉及纳米生物材料领域，基于制备锰基纳米造影剂的制备方法成本较高，制备的锰基纳米造影剂造影性能低、生物安全性差的问题而提出的，本发明利用芽孢杆菌cas8合成纳米氧化锰，该纳米氧化锰应用于造影剂，本发明的有益效果在于：本发明的生物纳米氧化锰制备方法对设备要求低，工艺简单，成本低，产物纯度高，环境友好，在制备过程中不易引入杂质，能耗低，产物粒径分布均匀，具有广阔的推广价值。

技术领域

本发明涉及纳米生物材料领域，具体涉及一种纳米氧化锰的制备方法及应用。

背景技术

磁共振成像是一个具有强大功能的临床诊断工具，由于其没有电离辐射，且对软组织具有较高的分辨率，成像效果较好，临床中受到越来越多的应用。在磁共振成像过程中，常借助造影剂以提高图像对比度，这将有利于获取更高分辨率的图像，更好的诊断早期疾病组织。当前临床中使用的造影剂主要为小分子钆螯合物，如Gd-DTPA，Gd-DOTA，这些小分子通常无特异性、体内滞留时间短，且灵敏度较低，难以真正有效提高病灶部位对比度和改善疾病组织的诊断效果，这严重限制了它们在临床中的广泛应用。因此，迫切需要开发高性能磁共振造影剂，以提高疾病组织的精确诊断和早期检测。

纳米造影剂由于其体内滞留时间长、弛豫效能高，受到临床和科研工作者越来越多的关注，是新一代磁共振造影剂开发的方向。锰离子由于其d轨道具有5个单电子，具有较强的顺磁性，是理想的T1磁共振造影剂。此外，锰离子也是人体生长所必需的微量元素，能够促进人体的骨骼生长，维持人体正常的糖代谢和脂肪代谢功能，同时对促进大脑的生长发育也起到关键的作用。因此开发锰基磁共振造影剂不仅有利于疾病组织对比度的提高，还有益于人体正常的生长发育。

当前锰基纳米造影剂主要有锰纳米螯合物、氧化锰纳米粒子和三氧化二锰纳米粒子，制备这些纳米粒子的途径主要通过化学法，然而在一系列化学反应过程中，不仅拉高该类造影剂的生产成本，而且在生产过程中极易引入一些化学反应副产物，最终导致制备的锰基纳米造影剂的造影性能低和生物安全性差。因此，迫切需要开发生物安全性高、生产成本低、造影效果好的磁共振纳米造影剂，统筹实际生产与临床应用之间的有机融合，促进疾病早期诊断和精准治疗。

发明内容

本发明解决的技术问题在于传统化学法制备的氧化锰纳米造影剂成本较高，造影性能较弱、生物安全性差；而新型生物法制备的氧化锰纳米造影剂对细胞的毒副作用小，生物安全性好。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

菌株说明：本发明所使用的芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)，保藏编号：CCTCC M2018423，保藏日期：2018年7月2日，保藏单位：中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路珞珈山。

本发明提供一种纳米氧化锰的制备方法，包括以下步骤：

(1)菌株芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)的培养：挑取芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)单菌落至YEP培养基中进行恒温振荡培养；

(2)高锰酸钾的添加：向步骤(1)的培养产物中，添加KMnO₄溶液，调节KMnO₄终浓度为0.4-1.2wt％，继续恒温振荡培养；

(3)纳米氧化锰的分离纯化：取步骤(2)中的培养液离心，弃去上清液，收集菌体沉淀，用超纯水洗涤菌体后，将菌体均匀分散在超纯水中，利用细胞超声波破碎仪破碎菌体，往破碎后的菌体中加入蛋白酶于37℃处理2-8h后，离心，取沉淀分散于超纯水中，备用。

优选的，所述步骤(1)中挑取芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)单菌落至100mLYEP培养基中，培养条件为28℃恒温振荡培养1-4d，50-300r/min。