[发明专利]一种聚苯胺纳米粒子的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及光声成像技术领域，尤其涉及一种聚苯胺纳米粒子的制备方法及其应用。

背景技术

光声成像是最近几年发展起来的一种无损医学成像手段，它是基于光声效应建立的混合模式成像方法，结合了纯光学成像的高对比度和纯超声成像的高穿透性，通过光声成像，可以获取高分辨率和高对比度的组织成像。近期的研究证实，光声成像可用于肿瘤新生血管的检测、血氧饱和度扫描、大脑功能成像以及皮肤黑色素瘤探测等诸多生命和医学领域。

目前，在成像领域中，光声成像所应用的是热弹性膨胀机制。基于热弹性机制的光声成像过程是指：将一束短脉冲(ns量级)激光照射生物组织，生物组织中具有强光学吸收特性的吸收体吸收光能量之后，光能量引起吸收体升温和膨胀，吸收体体积的膨胀会挤压吸收体周围的组织从而产生局部压力波，吸收体吸收性质的不同，譬如血红蛋白浓度的大小，组织血氧饱和度的高低，均会影响吸收体的光吸收能力，从而改变超声信号的强度，通过检测器探测超声信号强度的空间分布，从而反映出成像对象的病理学信息。

现有技术中的无机碳材料，如石墨烯、碳纳米管等，由于具有很大的比表面积，被广泛用作生物载体进行生物检测、药物输送等。另外，它还具有光学和磁学性质，也被用作磁共振成像和光声成像，但其作为光声成像造影剂时在近红外区域的吸收较弱，难以获得良好的成像效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚苯胺纳米粒子的制备方法及其应用，本发明提供的制备方法制备得到的聚苯胺纳米粒子在近红外区域的吸收较强，有良好的成像效果。

本发明提供了一种聚苯胺纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

在模板剂和氧化剂的存在下，将苯胺在水中进行氧化聚合反应，得到聚苯胺纳米粒子；

所述模板剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段聚合物、聚乙二醇-b-聚谷氨酸两嵌段聚合物、聚多糖和蛋白质中的一种或多种。

优选地，所述聚多糖包括葡聚糖、壳聚糖和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

优选地，所述聚多糖的数均分子量为4kDa～90kDa。

优选地，所述蛋白质包括牛血清白蛋白、人血清白蛋白、转铁蛋白、乳清蛋白和溶菌酶中的一种或多种。

优选地，所述氧化剂包括三价铁离子、过氧化氢和过硫酸铵中的一种或多种。

优选地，所述氧化聚合反应的温度为15℃～35℃。

优选地，所述氧化聚合反应的时间为12h～72h。

优选地，所述模板剂和苯胺的质量比为3～30:1。

优选地，所述氧化剂和苯胺的摩尔比为0.5～20:1。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的聚苯胺纳米粒子作为光声成像造影剂的应用。

本发明提供了一种聚苯胺纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：在模板剂和氧化剂的存在下，将苯胺在水中进行氧化聚合反应，得到聚苯胺纳米粒子；所述模板剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段聚合物、聚乙二醇-b-聚谷氨酸两嵌段聚合物、聚多糖和蛋白质中的一种或多种。本发明以聚乙烯醇、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段聚合物、聚乙二醇-b-聚谷氨酸、聚多糖和蛋白质中的一种或多种作为模板剂，制得的聚苯胺纳米粒子在近红外区域具有较强的吸收，有良好的成像效果。实验结果表明：本发明提供的制备方法制备得到的聚苯胺纳米粒子的光声信号强，光声成像对比度高，图像清晰。

另外，本发明提供的制备方法制备得到的聚苯胺纳米粒子具有良好的生物相容性、水分散性和水溶性。

本发明提供的制备方法在水溶液中进行，避免了有机溶剂和其它有毒溶剂的使用，反应条件温和，可控性强，是一种安全、可靠和高效的制备方法，易于推广和放大。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的聚苯胺纳米粒子的紫外吸收光谱图；

图2为本发明实施例1制备的聚苯胺纳米粒子的光声信号强度-纳米粒子浓度结果图；

图3为本发明实施例1制备的聚苯胺纳米粒子的光声信号图；

图4为本发明实施例9制备的聚苯胺纳米粒子的扫描电镜图；

图5为本发明实施例9制备的聚苯胺纳米粒子紫外吸收光谱图；

图6为本发明实施例9制备的聚苯胺纳米粒子的光声信号强度-纳米粒子浓度结果图；

图7为本发明实施例9制备的聚苯胺纳米粒子的光声信号图；

图8为本发明实施例20制备的聚苯胺纳米粒子紫外吸收光谱图；

图9为本发明实施例20制备的聚苯胺纳米粒子的光声信号图；