[发明专利]四氧化三锰纳米颗粒制备方法及用途

说明书

本发明涉及化学、纳米材料及生物学的技术领域，特别涉及四氧化三锰纳米颗粒制备方法及用途。该制备方法包括：将交联剂溶液与生物分子缓冲溶液混合，得到第一溶液；将蛋白分子缓冲溶液与第一溶液混合，经交联反应后，透析纯化，冻干，得到修饰蛋白；将二价锰盐水溶液滴加入修饰蛋白溶液中，混匀，得到复合溶液；调节复合溶液pH值至10或10以上，搅拌，透析纯化，冻干，得到四氧化三锰纳米探针。本发明方法制备步骤简单，形貌结构及尺寸易控制。本发明的四氧化三锰纳米探针能够适用于核磁共振谱仪，具有较好的核磁共振成像能力。同时，其还可以作为生物纳米酶，有效催化过氧化氢。

技术领域

本发明涉及化学、纳米材料及生物学的技术领域，特别涉及四氧化三锰纳米颗粒制备方法及用途。

背景技术

与其他体内成像技术相比，高分辨率和出色的软组织对比度是磁共振成像(MRI)成像的主要优势。通过开发更加高效和针对性的造影剂，MRI已发展成为具有多种功能的通用技术，并已成为生物医学设备中功能最强大的无创成像工具之一。与常规显像剂相比纳米显影剂有几个优点：第一是可装载性，在合成过程中可以控制每个纳米颗粒内显像剂浓度；另一个优点是纳米颗粒表面的可修饰性，通过修饰特定的分子，可以帮助纳米显影剂有效地延长在血液中的循环时间或特异性在体内的特定位置高度聚集。最后，纳米显影剂还可以结合自身的物理化学特性，实现更多的功能。

而由于其结构和形态在一定程度上的可调节性、独特的物理及化学特性以及出色的性能，锰氧化物纳米材料(MONs)及其衍生物在生物成像、生物传感、药物/基因传递和肿瘤治疗中的应用引起了越来越多的关注。早在二十年前，就有通过热分解法得到了锰氧化物纳米颗粒，随后陆续有多种锰氧化物用于核磁共振成像的研究报道。但是常规的锰氧化物纳米颗粒制备完成后用于生物体研究时，往往需要进行表面修饰处理，以提升其亲水性和生物适应性。制备步骤繁琐，形貌结构及尺寸不易控制，阻碍了锰氧化物纳米材料在生物学上的实际应用。

居晓玲于2017年发表一篇名为《四氧化三锰白蛋白纳米粒的制备与表征》硕士论文，在该四氧化三锰白蛋白纳米粒制备方法中，所使用的锰元素来源为高锰酸钾，锰氧化物纳米颗粒制备时，利用蛋白质的还原作用，将七价锰还原得到二价锰与三价锰共存的化合物Mn₃O₄；而且仅提及白蛋白的使用，但是若无功能性基团如细胞特定蛋白的靶向肽或透明质酸等修饰，是无法用于细胞特定蛋白的特异性识别和成像。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了四氧化三锰纳米颗粒制备方法及用途。该方法制备步骤简单，形貌结构及尺寸易控制。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种四氧化三锰纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)将交联剂溶于溶剂中，得到交联剂溶液；将交联剂溶液与生物分子缓冲溶液混合，得到第一溶液；生物分子为肿瘤组织细胞高表达的蛋白质的靶向序列或透明质酸；

步骤2)将蛋白分子缓冲溶液与第一溶液混合，经交联反应后，透析纯化，冻干，得到修饰蛋白；蛋白分子为牛血清白蛋白、人血清白蛋白、铁红蛋白、纤连蛋白、蛋清蛋白中的一种或几种；

步骤3)将二价锰盐水溶液滴加入修饰蛋白溶液中，混匀，得到复合溶液；调节复合溶液pH值至10或10以上，搅拌，透析纯化，冻干，得到四氧化三锰纳米探针。

作为优选，步骤1)中，交联剂为4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐(Sulfo-SMCC)、4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷羧酸-N-琥珀酰亚胺酯(SMCC)、琥珀酰亚胺基-4-[N-马来酰亚胺甲基]-环己烷-1-羧基-[6-氨基己酸盐](LC-SMCC)、1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳化二亚胺盐酸化物(EDC)中的一种或几种；所述溶剂为DMSO、DMF、pH为5～6的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的一种或几种。