[发明专利]一种微波辅助制备磁共振成像造影剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种磁共振成像造影剂的制备方法。

背景技术

现代分子成像技术是基于细胞水平的高分辨成像，其中磁共振成像凭借其较高的分辨率、对人体无电离辐射损伤、多参数成像等优点已得到迅速发展和广泛应用。为了提高磁共振诊断的敏感性和特异性，增强信号对比度和提高软组织图像的分辨率，人们开始研究磁共振成像造影剂。造影剂的种类有顺磁性造影剂、铁磁性造影剂和超顺磁性造影剂。目前临床使用的造影剂多为顺磁性造影剂，存在着弛豫效能低、药物用量大、费用昂贵等不足。如何得到高效低毒的造影剂已成为人们研究的热点。

顺磁性造影剂常见的制备方法是将有效磁矩较大的金属离子与适当的配体结合，形成稳定螯合物，如Gd-DTPA、Gd-DOTA等线型、环系多胺多羧类螯合物。该类造影剂借助中心金属离子与配体间的强相互作用形成稳定的小分子顺磁性螯合物，使其毒性降低。然而弛豫效能较低是此类造影剂的明显缺陷。随后，以无机多孔材料作为顺磁性金属中心的载体制备出一系列新型顺磁性造影剂，如负载Gd³⁺的NaY沸石或AlTUD-1介孔材料等。此类造影剂可明显提高弛豫效能，但材料的尺寸较大，单分散性较差，顺磁金属离子容易泄露而导致材料的毒性较大。这些缺点限制了无机载体与顺磁金属结合作为磁共振成像造影剂在临床应用中的进一步研究。

纳米沸石具有规则有序的孔道结构和巨大的外表面积，其特有的离子交换、吸附和催化性质已被广泛应用于工业、生物、医药等各个领域，在高新技术先进材料领域中也表现出广阔的应用前景。将纳米沸石功能化后作为磁共振成像造影剂的优势体现在以下方面。首先，纳米沸石特有的孔道结构确保了顺磁金属在孔道内稳定存在而不泄露，降低了造影剂的毒性，其弛豫效能也远高于目前临床使用的造影剂，可明显提高成像对比度。其次，纳米尺寸的粒子可以进入人体内的血液循环系统，其良好的化学稳定性和生物相容性为临床应用提供了可能。最后，纳米沸石巨大的外表面积和可控的外表面性质可实现特征官能团的修饰或蛋白吸附。所以，纳米沸石作为磁共振成像造影剂具有高效性与低毒性，并且有可能实现临床诊断与治疗结合一体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以纳米沸石为载体负载磁性金属离子制备磁共振成像造影剂的方法，得到具有良好的水溶性与单分散性、较高弛豫效能、良好的稳定性、毒性较低的纳米造影粒子。

本发明提出的制备磁共振成像造影剂的方法，具体步骤如下：

(1)利用微波辅助水热合成方法制备纳米沸石；

(2)利用微波辅助高级氧化法消解纳米沸石有机模板剂；

(3)将经消解的纳米沸石加入到过渡金属离子或稀土金属离子溶液中，再加入适量的水以调节金属离子浓度；

(4)用HCl调节上述溶液体系的pH，并超声使溶液体系均匀；

(5)密闭该溶液体系，放入微波反应器中，进行微波辐照；

(6)反应结束后将产物反复洗涤。 

本发明中，所述沸石为以SOD、MFI、BEA或LTA等为代表的各种纳米沸石。

本发明中，所述的过渡金属离子可以是Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺或Cu²⁺等，稀土金属离子可以是Gd³⁺或La³⁺等。

本发明中，所述溶液体系的沸石含量为50-200 mg，溶液体系的总体积为5-20 mL，溶液体系的金属离子的浓度为0.005-0.06 M。

本发明中，所用HCl的浓度为0.08-0.20 M，优选浓度为0.10-0.15M，调节溶液体系的pH为3.0-6.5。

本发明中，所述的微波辐照时间为5-30分钟，微波反应器中的温度控制在80-220 ^oC，优选140-180 ^oC；压力控制在0-300 psi，优选50-200 psi；微波功率控制在10-200瓦，优选60-150瓦。

本发明方法操作简便，设备简单，反应迅速。利用沸石特有的离子交换性质，以及微波辐照的选择性加热效应，使得金属离子迅速与纳米沸石骨架中原有的阳离子交换（金属离子的交换度为0.020-0.33），并以静电相互作用稳定结合于纳米沸石空旷的孔道内，得到过渡金属或稀土金属交换的纳米沸石。而且纳米沸石中的金属离子不影响孔道内水分子的自由进出，从而得到具有较高弛豫效能且稳定的磁共振成像造影剂。