[发明专利]一种T1-T2双模态超高场磁共振造影剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种T1‑T2双模态超高场磁共振造影剂，包括磁性纳米粒子，修饰在其表面的水溶性配体以及通过化学偶联修饰在其表面的水溶性高分子。该造影剂在体内呈现良好的超高场磁共振造影效果，可以通过T1‑T2双模态磁共振成像对肿瘤血管通透性进行准确、灵敏度高的评估。本发明还涉及T1‑T2双模态超高场磁共振造影剂的制备方法及其在制备磁共振纳米造影剂中的应用。其制备方法的反应条件可控，产物尺寸均一，形貌良好，产物生物安全性高，具有良好的临床转化可能性。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料的合成，具体涉及一种T1-T2双模态超高场磁共振造影剂及其制备方法和应用。

背景技术

在当前各种疾病中，心血管疾病和肿瘤致死率分别居于第一位和第二位。肿瘤和心血管疾病的发生发展往往伴随着血管结构与功能的改变，如恶性肿瘤中异常的血管生成、心脑血管疾病中的血管变化等，因此通过血管成像来评估血管的结构与功能对于肿瘤和心脑血管疾病的精确诊断与治疗指导具有重要的临床意义。

磁共振成像(MRI)作为一种非侵入性的医学影像学手段，在软组织成像方面极具优势，并发展出多种技术可用于分析血管结构与功能。相比目前临床上常用的低场MRI(≤3T)，超高场MRI(≥7T)能够提供更高的分辨率和信噪比，因而在血管成像方面具有十分可观的应用前景。

超高场MRI需要引入造影剂来提高其灵敏度。在MRI中，通常使用分子量较低的钆剂作为T1造影剂，但因其循环时间短、在超高场下T1对比效果减弱等问题而不适用于高场下的血管成像。此外，基于超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)的T2造影剂在T2加权成像模式中使图像变暗，但所产生的磁化率伪影在超高场下更为显著，同样不利于高场下的血管成像。而T1-T2双模态MRI可以提供互补的T1加权图像和T2加权图像，获得更加精确的诊断信息。因此，需要设计T1-T2双模态造影剂以实现准确、灵敏度高的超高场磁共振血管成像。

常见的T1-T2双模态造影剂的设计策略之一是在T2造影剂SPION的表面直接吸附顺磁性的T1造影剂，但SPION在超高场下T2效应较强，且可能会干扰T1造影剂的弛豫过程，从而显著降低T1信号；同时，掺杂的顺磁性物质中通常含有Gd、Mn、Co等元素，存在一定毒副作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种T1-T2双模态超高场磁共振造影剂及其制备方法和应用，该造影剂呈现良好的超高场磁共振造影效果，可以通过T1-T2双模态磁共振成像对肿瘤血管通透性进行准确、灵敏度高的评估。

本发明所提供的技术方案为：

一种T1-T2双模态超高场磁共振造影剂，包括磁性纳米粒子，修饰在磁性纳米粒子表面的水溶性配体以及通过与水溶性配体化学偶联修饰在磁性纳米粒子表面的水溶性高分子。

上述的技术方案中，T1-T2双模态超高场造影剂是通过在尺寸超小的磁性纳米粒子表面修饰水溶性的配体和水溶性的高分子形成的。该造影剂超小的尺寸及表面修饰的小分子亲水性配体(如柠檬酸等)有助于纳米粒子表面的Fe³⁺离子与水质子的作用，缩短周围环境中水质子的的纵向弛豫时间，从而使得该造影剂在超高场下具有较好的T1对比效果；相较于较低强度的磁场，磁性纳米粒子(如超小氧化铁纳米粒子等)在超高场下表现出更高的磁化强度，因此T2对比效果增强。因此该造影剂在体内呈现出良好的超高场磁共振造影剂效果，可以通过T1-T2双模态磁共振成像对肿瘤血管通透性进行准确、灵敏度高的评估。

优选的，所述磁性纳米粒子的粒径小于5nm。