[发明专利]聚乙二醇修饰氧化铁纳米探针的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米氧化铁磁共振成像造影剂的制备技术，特别是涉及肿瘤被动靶向磁共振纳米氧化铁造影剂的表面修饰技术。

背景技术

氧化铁纳米粒子具有超顺磁性、良好的生物相容性和高灵敏性，被认为是一种良好的磁共振成像造影剂。由于其适中的纳米尺度和肿瘤组织透过性增强及滞留(EPR)效应，氧化铁纳米粒子能够在肿瘤组织富集，因而在磁共振肿瘤成像领域具有巨大的应用前景。然而，作为纳米材料，氧化铁纳米粒子在血液循环系统中容易被血浆中的调理素非特异性吸附，进而被网状内皮系统(RES)快速识别和摄取，大量的滞留在肝脾等器官。这会降低氧化铁纳米粒子在肿瘤部位的富集，从而影响肿瘤成像的效果。聚乙二醇(PEG)由于具有良好的水溶性和空间位阻效应，将其连结到纳米粒子表面可以降低调理素的非特异性吸附，抵抗RES快速清除。据报道，聚乙二醇抗蛋白非特异性吸附的能力与其在表面的嫁接密度密切相关，在实验条件下，表面聚乙二醇的密度越高，纳米粒子抗蛋白吸附能力越强，当聚乙二醇达到一定的密度，就可以阻止一些蛋白在表面的吸附。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种简单易行的方法，将聚乙二醇高密度的修饰到氧化铁纳米粒子表面，以使氧化铁纳米粒子具有较好的抗蛋白非特异性吸附能力，从而在肿瘤部位有效富集。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种聚乙二醇修饰氧化铁纳米探针的制备方法，该方法包括如下步骤：利用具有多个羧基的聚合物与氧化铁纳米粒子反应，向氧化铁纳米粒子表面引入丰富的羧基；利用氧化铁纳米粒子表面的羧基与二胺基聚乙二醇在1-3-二甲氨基丙基-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺催化下反应，通过羧基与二胺基聚乙二醇一端的胺基反应，制备胺基聚乙二醇修饰的氧化铁纳米探针。

具体步骤如下：

1)加入的二胺基聚乙二醇的量是氧化铁表面羧基量的5-10倍；

2)二胺基聚乙二醇分子量包括从1000到5000；

3)为提高纳米粒子表面羧基酰胺化反应产率，先在水溶液中反应2-4小时，后以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，反应48-72小时；

4)反应温度为室温到40℃；

5)将反应后混合产物在水中透析2-4小时，然后利用超滤离心将小分子化合物和未反应的二胺基聚乙二醇除去，得到胺基聚乙二醇修饰的氧化铁纳米粒子水溶液。

优选的，所述多聚羧酸可以是聚丙烯酸，也可以是分子中具有多个羧基的其他聚合物，分子量包括从500到10000。

有益效果：该方法简单易行，将聚乙二醇高密度的修饰到氧化铁纳米粒子表面，以使氧化铁纳米粒子具有较好的抗蛋白非特异性吸附能力，能够有效的富集到肿瘤部位。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的目的是提供一种简单易行的方法，将胺基聚乙二醇高密度的修饰到氧化铁纳米粒子表面，以便使氧化铁纳米粒子具有较好的抗蛋白非特异性吸附能力，从而能够高效的富集在肿瘤部位。聚乙二醇(PEG)修饰的氧化铁纳米粒子是通过两步反应法制备的，首先，通过反应向氧化铁纳米粒子表面引入丰富的羧基，为连结PEG提供足够的反应位点，然后，利用酰胺化反应将胺基PEG连结到氧化铁纳米粒子表面。由于PEG分子的位阻效应，在第一步反应中引入的羧基不能完全酰胺化，这样，氧化铁纳米粒子表面的胺基和未反应的羧基在水溶液产生的电荷可以部分中和，使纳米粒子表面接近电中性。具体制备方法如下：

1.利用多聚羧酸如聚丙烯酸与油酸包覆的氧化铁纳米粒子的配体交换反应，向氧化铁纳米粒子表面引入丰富的羧基。

其中，多聚羧酸可以是聚丙烯酸(PAA)，也可以是分子中具有多个羧基的其他聚合物，分子量包括从500到10000；

2.利用氧化铁纳米粒子表面羧基与二胺基聚乙二醇在1-3-二甲氨基丙基-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺催化下反应，通过羧基与二胺基聚乙二醇其中一端胺基的反应，制备胺基聚乙二醇修饰的氧化铁纳米探针。

1)为保证二胺基聚乙二醇只有一端胺基与羧基反应，加入的二胺基PEG的量是氧化铁表面羧基量的5-10倍；

2)为提高纳米粒子表面羧基酰胺化反应产率，先在水溶液中反应2-4小时，后将反应体系转移到DMF中，反应48-74小时。

3)反应温度为室温到40℃；

4)将反应后混合产物在水中透析2-4小时，然后利用超滤离心纯化，得到胺基聚乙二醇修饰的氧化铁纳米粒子水溶液。

实施例1