[发明专利]基于第二代聚酰胺-胺树状大分子/金纳米颗粒的CT造影剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属纳米颗粒的生物医学应用领域，特别是涉及一种基于第二代聚酰胺-胺树状大分子/金纳米颗粒的CT造影剂的制备方法。

背景技术

CT（计算机断层扫描）技术因其优良的空间和密度分辨率而成为最为广泛的分子影像学手段之一，在临床上受到广泛的使用。虽然对骨组织具有良好的成像效果，但对于各个脏器等软组织，CT技术的应用却颇受限制。在具体使用过程中，常需造影剂的辅助。目前临床上使用的造影剂多为基于碘的小分子造影剂。这种造影剂存在体内循环时间短、具有潜在的肾脏毒性等缺点。因此，开发新型造影剂具有一定的必要性。至今，新型造影剂的开发更多关注的是金属纳米颗粒。这是因为金属纳米颗粒具有高于碘的原子序数，能显示更好的X-射线吸收系数。此外，纳米颗粒的尺寸使其能拥有延长的体内循环时间，更利于长时间体内造影。Ai等[Ai,K.,et al.,Large-Scale Synthesis of Bi₂S₃ Nanodots as a ContrastAgent for In Vivo X-ray Computed Tomography Imaging.Advanced Materials,2011.23(42):p.4886-4891.]以硫化铋纳米颗粒为造影剂，成功用于对大鼠的肝脏等器官的CT造影。

金纳米颗粒因其独特的表面等离子体吸收以及光散射特性正受到越来越广泛的关注。近年来，金纳米颗粒因其良好的生物相容性及优良的X-射线衰减特性而逐渐成为一种具有前景的CT造影剂。与传统的基于碘的小分子造影剂相比，金纳米颗粒具有显著的优势。首先，金具有较高的原子序数和电荷密度，表现出较高的X-射线衰减系数，更利于提供高质量的CT造影效果。其次，金纳米颗粒具有良好的生物相容性。再次，金纳米颗粒的表面易于修饰，可赋予其靶向特性及延长的体内循环时间。Wang等[Wang,H.,et al.,Computedtomography imaging of cancer cells using acetylated dendrimer-entrapped gold nanoparticles.Biomaterials,2011.32:p.2979-2988.]以第五代聚酰胺-胺树状大分子为模板，制备了具有良好生物相容性和稳定性的金纳米颗粒。该产品对小鼠肿瘤表现出一定的造影效果，具有潜在的CT造影应用前景。

树状大分子是一类合成的、结构可精确控制的有机大分子。其表面基团具有可修饰性，内部空腔可用以稳定金属纳米颗粒。与高代数的树状大分子不同，低代数的树状大分子因其代数低而具有开放式的结构，以及较少的表面基团，故用其作为金属纳米颗粒稳定剂的研究报道较少。但低代数树状大分子也具有其独特的性质，如价格低廉，结构更加精确可控。鉴于此，本专利采用末端氨基的第二代聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子为金纳米颗粒的稳定剂，研究其对金纳米颗粒的稳定作用以及探索所得纳米颗粒的生物医学应用。

金属纳米颗粒的制备方法多种多样，其中最常采用的是化学还原法。而本专利中使用的是绿色环保热还原法。整个制备过程中没有任何其它还原剂的添加。整个制备过程简单易行，具有很强的可操作性。

检索国内外有关金纳米颗粒用以CT造影方面的文献和专利结果发现：在本发明完成之前，还没有发现基于第二代聚酰胺-胺树状大分子/金纳米颗粒的CT造影剂的制备及其CT造影性能研究方面的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种树状大分子/金纳米颗粒的绿色环保的制备方法，该方法制备的树状大分子/金纳米颗粒具有良好的水溶液分散性和生物相容性。X-射线衰减强度测试结果表明，该产品表现出与传统造影剂碘海醇相近的X-射线衰减系数；体内造影实验表明，该产品表现出明显优于碘海醇的全身主要器官造影效果，具有潜在的CT造影应用前景。

本发明的一种基于第二代聚酰胺-胺树状大分子/金纳米颗粒的CT造影剂的制备方法，包括：

（1）以低代数的末端为氨基的第二代聚酰胺-胺树状大分子作为金纳米颗粒的稳定剂，配制摩尔浓度为2.5-3.5mM的水溶液，预热；

（2）在上述溶液中加入氯金酸溶液，其中树状大分子与氯金酸溶液中金的摩尔比为1:3，磁力搅拌；

（3）将反应后的溶液室温冷却之后，加入树状大分子末端氨基摩尔数6-12倍的三乙胺，搅拌10-30min；之后加入树状大分子末端氨基摩尔数5-10倍的乙酸酐，进行乙酰化反应，搅拌反应24h；随后透析，得到树状大分子稳定的金纳米颗粒。