[发明专利]具有核磁共振成像与干细胞保护功能的超顺磁颗粒-钴原卟啉自组装体及其制备方法

说明书

本发明涉及具有核磁共振成像与干细胞保护功能的超顺磁颗粒‑钴原卟啉自组装体及其制备方法，所述超顺磁颗粒‑钴原卟啉自组装体包括：由超小尺寸超顺磁性纳米颗粒以团簇形成的磁性颗粒，以及部分包裹在磁性颗粒表面的钴原卟啉；所述超小尺寸超顺磁性纳米颗粒的组成优选为四氧化三铁纳米颗粒或/和三氧化二铁纳米颗粒，更优选为四氧化三铁纳米颗粒；所述超小尺寸超顺磁性纳米颗粒的粒径为2 nm～10 nm，优选为4 nm～6 nm。

技术领域

本发明涉及一种具有核磁共振成像性能和干细胞保护功能的磁性自组装纳米颗粒及其制备方法和应用，具体涉及一种具有核磁共振成像与干细胞保护功能的超顺磁颗粒-钴原卟啉自组装体及其制备方法和应用，属于无机纳米材料和生物医学领域。

背景技术

干细胞疗法是一种可以治疗中枢神经系统疾病(例如缺血性脑卒中，阿尔茨海默症和帕金森氏病)的医疗技术。将间充质干细胞移植到因缺血而受到伤害的大脑中已被证明可以诱导脑组织再生并促进脑功能恢复。但是，干细胞疗法的发展仍因干细胞移植后的存活率低和难以监测干细胞在体内预计区域的滞留等问题而受到限制。

核磁共振成像(MRI)技术，作为一种先进的医学影像诊断技术在干细胞治疗领域受到广泛的关注。MRI在临床上拥有足够的组织穿透深度，能够以相当高的空间分辨率非侵入性地显示软组织的影像以及与组织微构架有关的功能信息。MRI在被用于监测移植的干细胞时，除了能够精准确认干细胞的位置信息，还可以提供干细胞周围组织的解剖和病理学信息，包括移植部位周围的水肿或炎症。

近年来，有研究使用掺杂铁离子、锰离子或钆离子的螯合剂和脂质体等作为MRI造影剂(Magn.Res.Med.2004,51,938-944)。但这些材料的合成工艺较为繁琐且锰离子和钆离子对生物体有着较强的潜在毒副作用，大大降低了这些纳米材料在临床应用上的潜力。除了这些问题以外，这些干细胞标记材料并不能起到保护干细胞的作用。钴原卟啉，作为一种重要的卟啉衍生物，可以通过激活ERK/NRF2或ERK/COX-2信号通路并上调血红素加氧酶 -1的表达在缺血环境下保护干细胞，有望成为干细胞移植时的细胞保护剂。然而，用保护性药物和MRI造影剂分别对干细胞进行标记可能会给干细胞研究带来诸多不便。

发明内容

针对现有技术中干细胞MRI造影剂合成方法复杂、不能保护干细胞等技术问题，本发明的目的在于提供一种具有核磁共振成像性能与干细胞保护功能的钴原卟啉/超顺磁性氧化铁复合的磁性自组装纳米颗粒及其制备方法和应用。

一方面，本发明提供了一种具有核磁共振成像性能与干细胞保护功能的超顺磁颗粒- 钴原卟啉自组装体，所述超顺磁颗粒-钴原卟啉自组装体包括：由超小尺寸超顺磁性纳米颗粒以团簇形成的磁性颗粒，以及部分包裹在磁性颗粒表面的钴原卟啉；

所述超小尺寸超顺磁性纳米颗粒的组成优选为四氧化三铁纳米颗粒或/和三氧化二铁纳米颗粒，更优选为四氧化三铁纳米颗粒；

所述超小尺寸超顺磁性纳米颗粒的粒径为2nm～10nm，优选为4nm～6nm。

在本公开中，超顺磁颗粒-钴原卟啉自组装体(或称磁性自组装纳米颗粒)的外层由钴原卟啉包裹。在体内环境下可以缓慢释放钴原卟啉，通过上调血红素加氧酶-1的表达保护干细胞。同时，该超顺磁颗粒-钴原卟啉自组装体内的超小尺寸超顺磁性氧化铁以团簇形式 (形成磁性颗粒)被钴原卟啉包裹其中，且有部分氧化铁颗粒表面裸露并未被钴原卟啉包裹其中。该磁性颗粒所具有的磁性性质，可用于MRI，且成像性能团聚成簇而较单分散超顺磁性氧化铁颗粒有所增强。此外，可利用该磁性颗粒的磁性性质还可对干细胞进行磁标记，增加干细胞标记效率。

较佳的，所述磁性颗粒的粒径为20nm～120nm，优选为40nm～100nm，更优选为60nm～80nm。

在本发明中，所得磁性自组装纳米颗粒将超顺磁性氧化铁和钴原卟啉的优势特性有效地融合为拥有适宜细胞吞噬的均一粒径且水溶性良好的纳米系统，在干细胞治疗与成像方面具有广阔的应用前景。