[发明专利]一种超顺磁性水溶性铁酸锰纳米粒子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种超顺磁性水溶性铁酸锰纳米粒子及其应用。 

背景技术

磁性是物质的基本属性，磁性材料是古老而用途十分广泛的功能材料，它与信息化、自动化、机电一体化、国防和国民经济等方方面面都紧密相关。随着科学技术的发展和应用的需要，人们对材料的兴趣和研究也到越来越小的尺度范围，磁性纳米材料逐步产生、发展、壮大而成为最富生命力并且应用前景广泛的新型磁性材料。 

磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，通常磁性材料的磁结构是由许多磁畴构成的，畴与畴之间由畴壁分隔开，通过畴壁运动和磁矩转动实现磁化。在纳米材料中，由于粒径很小，几乎每个晶粒都呈现单磁畴结构。而磁性纳米材料的磁学性质之所以反常，就是由于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量(1-100nm)：磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度、以及电子平均自由路程等，在1～100nm范围内时，纳米材料就具有了奇异的超顺磁性和较高的矫顽力。 

在生物医学领域，磁共振成像(MRI)技术主要是利用生物体不同组织中水分子质子在外加磁场影响下产生不同的共振信号来成像，信号的强弱取决于组织内水的含量和水质子的弛豫时间。水占人体总重的2/3以上，人体各种组织、器官的水含量存在着差异。许多疾病的病变过程都会导致水含量的改变，并通过质子共振成像表现出来。磁共振成像可获得丰富的诊断信息，与计算机断层照相术(computer assisted tomography，CT)及核素成像相比没有放射引起的电离损害。同时磁共振成像由于还具有高分辨率、多成像参数、可任意层面断层等优点，已经得到了迅速发展和广泛应用，将医学成像技术推上了新的高峰，成为当今医学诊断最强有力的工具 

磁共振成像造影剂(MRI contrast agent/media也叫磁共振成像对比剂)是一类能够提高MRI诊断的敏感性和特异性、增强信号对比度，并提高软组织图像分辨率的磁性物质。应用于人体的MRI造影剂，首先必须满足药物的基本要求，如具有生物相容性、低毒性、良好的水溶性和足够的稳定性等，此外，还应具备以下特性：1)高弛豫率，2)组织或器官选择性，3)低毒性，4)在体内有适当的存留时间而又易于从体内排除。 

目前处于研究阶段的磁共振成像造影剂有很多，如已应用于临床诊断的Gd-DTPA、Feridxe(菲立磁)、Resovsti、Mn-DPDP等。铁酸盐类的磁性纳米粒子在磁共振造影剂的研究中也广受欢迎。而超顺磁性造影剂相对Gd-DTAP具有组织特异性更高，更安全的特点，是近年来磁共振成像造影剂的研究热点。 

目前用于生物医学上的绝大多数磁性纳米粒子都是在碱性溶液中以铁盐为前躯体通过共沉淀的方法制备得到的，但是，这种方法得到的纳米粒子在物理性质上存在缺点，如宽的尺寸分布、差的晶态、低的饱和磁化率和极易团聚。在有机相中通过高温降解的方法则能制备出高晶态和窄尺寸分布的单分散的纳米粒子，但是这种方法得到的磁性纳米粒子由于表面包裹着疏水的表面配体，仅仅溶于非极性溶剂，这样就限制了其在生物领域的应用。为了成功地解决合成更好的磁性纳米粒子的问题，有必要发展一种新的制备适合生物医学应用的水溶性磁铁矿纳米粒子的合成技术。 

已有研究指出，通过多元醇制备出水溶性的磁性纳米粒子，其尺寸小于10nm，具有窄的尺寸分布和高的磁化率。这种方法是在多元醇中通过加热盐得到磁性纳米粒子。不像在有机相中高温降解的方法得到的磁性纳米粒子，由于其表面配位有亲水的多元醇分子，这种新的方法制备的磁性纳米粒子相当稳定，不用任何的表面修饰，就可以长期稳定存在于水溶液中。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术所存在的缺陷，提供一种水溶性铁酸锰纳米粒子，这种纳米粒子分散性好、粒径小且粒径均一、饱和磁化率高、驰豫能力强、生物兼容性好，又具有制备方法作简便、成本低廉和环保等优点。 

本发明的另一个目的在于将上述水溶性铁酸锰纳米粒子应用于制备超顺磁性磁共振造影剂。 

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 

一种水溶性铁酸锰纳米粒子，通过高温液相热解法制备，包括如下步骤： 

(1)将以苯环为核的聚酰胺-胺类树枝状聚合物溶解于多元醇中，配制成浓度为1～50mmol/L的模板剂溶液； 

(2)将摩尔比为(1.8～2.2)：1的有机铁化合物和有机锰化合物加入模板剂溶液中，有机锰化合物的摩尔数为模板剂摩尔数的1～20倍；