[发明专利]微管蛋白自组装钆纳米核磁共振造影剂及制备方法

说明书

本发明涉及核磁共振造影剂，具体涉及微管蛋白自组装钆纳米核磁共振造影剂及制备方法，属于生物医用材料领域。向微管蛋白中加入氯化钆，微管蛋白的浓度为2mg/ml，氯化钆的加入量应使得即氯化钆终浓度为1mM，采用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节体系的PH值至7.5，置于摇床内振荡后取出，使用超滤管超滤，使得微管蛋白与钆离子组装成钆@微管蛋白(Gd@Tubulin)纳米体系。本发明制备的微管蛋白自组装钆基纳米颗粒具有制备简单，安全性高，体内循环时间长等优点，且成功应用于体内磁共振成像。本发明合成的新型微管蛋白自组装钆基纳米颗粒作为磁共振造影剂将在生物医学基础研究领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种新型核磁共振纳米造影及其制备方法，具体涉及微管蛋白自组装钆纳米核磁共振造影剂及制备方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

核磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)因其高软组织对比分辨力、多方位成像、多参数成像、非侵入式和无辐射损害等优势，而成为临床疾病诊疗上的重要辅助手段。在临床MRI诊断过程中，为了进一步增加病变组织与正常组织的信号差别，让病灶“暴露无遗”，往往需要磁共振成像造影剂(contrast agents，CA)来更好地反应病变组织的实际大小、程度及病变特征。目前临床上常用的磁共振造影剂为小分子钆类顺磁性阳性造影剂，以Gd-DTPA(马根维显；钆喷酸葡胺)为代表，通过缩短纵向弛豫时间(T1),使得核磁信号增高。但这类小分子造影剂也存在弛豫率较低、成像窗口窄(易代谢；体内循环时间短)和潜在肾毒性等不足，影响其临床应用。因此，迫切需要开发出一种新型的生物安全性高、体内循环时间长的新型核磁造影剂。

天然状态下，二价钙离子能够可逆结合至微管蛋白二聚体，有研究表明钆离子具有更强的结合能力[Claudio Soto,Patricio H,guez,and OctavioMonasterio.Calcium and Gado-linium Ions Stimulate the GTPase Activity ofPurified Chicken Brain Tubulin through a Conformational Change.Biochemistry1996,35,6337-6344]，可替换钙离子，占据其位点。在碱性条件下，微管蛋白带负电荷，而钆离子带正电荷，二者还可通过电荷作用相结合。钆离子和大分子微管蛋白结合后，对血液钙离子浓度和体内的电平衡无影响。基于此特性，本发明试图首次通过微管蛋白单体体外自组装形成纳米颗粒后，整合顺磁性物质钆元素，制备新型纳米核磁造影剂。该纳米核磁造影剂具有体内的循环时间长，成像窗口宽等特性。并且本实验所使用的微管蛋白提取自动物脑组织，为天然的生物材料，在生物相容性方面有较大优势。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种生物安全性高、体内循环时间长的MR造影剂及其制备方法。该造影剂主要由微管蛋白(tubulin)和钆元素组成，其中主要起造影作用的是结合于微管蛋白的钆离子，另外这种强结合避免了钆离子泄露，提高了该造影剂的生物相容性。另外，该造影剂的骨架结构由微管蛋白自组装形成，粒径可控，显著延长了该造影剂在体内的循环时间。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

通过聚合-解聚的周期作用从新鲜猪脑中分离微管蛋白，并对分离出的微管蛋白纯度进行变性凝胶电泳分析。

向微管蛋白中加入氯化钆，微管蛋白的浓度为2mg/ml，氯化钆的加入量应使得即氯化钆终浓度为1mM，采用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节体系的PH值至7.5，置于摇床内振荡后取出，使用超滤管超滤，使得微管蛋白与钆离子组装成钆@微管蛋白(Gd@Tubulin)纳米体系。

所述氢氧化钠溶液的浓度为10mM。

所述摇床内振荡的时间为37℃，转速为80rpm，振荡时间为4h。