[发明专利]聚谷氨酸PGA包覆的氧化铁纳米颗粒的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于磁共振造影剂的制备技术领域，具体涉及一种聚谷氨酸PGA包覆的氧化铁纳米颗粒的制备方法及应用。

背景技术

磁共振成像(MRI)技术是一种分辨率高的成像技术，具有较高的空间和断层成像能力，MRI没有放射引起的电离损害，同时可获得解剖及生理信息，具有其他医学成像无可比拟的优点。磁共振成像技术在疾病监测领域发挥越来越重要的作用。但MRI的弱点是其敏感性较低，而且不同器官或肿瘤组织的弛豫时间相互重叠使MRI诊断困难。近年来，通过注射MRI造影剂的方法可以有效解决MRI敏感性较低的问题。因此选择合适的MRI造影剂就显得尤为重要。

超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒(SPIO)近年来在生物医学领域有着越来越广泛的应用，尤其是在磁共振成像造影剂方面的应用更是受到了普遍的关注。SPIO纳米颗粒具有独特的磁学性质以及较高的信号强度、较低的使用剂量、良好的生物相容性和较低的制造成本等特点。目前已有商业化SPIO纳米颗粒作为MRI造影剂应用于临床疾病诊断。然而，这些商业化的SPIO造影剂用于肿瘤分子影像领域时，还存在着诸多挑战。例如，商业化SPIO造影剂往往弛豫率较低，不能达到对疫病灵敏检测的目的。

本课题组之前采用温和还原法制备超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)的结果表明，通过温和还原法制备的四氧化三铁纳米颗粒尺寸较小，粒径均匀，并且表现出极高的r₂弛豫率(沈明武，李静超，胡勇，孙文杰，史向阳。一种叶酸修饰的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法。中国发明专利，申请号：201410182821.1，申请日期：2014-4-30)。但是上述方法主要采用携带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)作为稳定剂，需要进一步的功能化才可以用于细胞或肿瘤MR成像。为了解决PEI表面正电荷所产生的细胞毒性和细胞非特异性吞噬问题，发明人采用在还原法制备纳米颗粒的过程中，向反应溶液中加入聚谷氨酸(PGA)，从而制备PGA包覆的SPIO纳米颗粒(SPIO-PGA)。PGA具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，可降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环 保型高分子材料。PGA分子链上丰富的-COOH使其具有良好的生物相容性，在水溶液中呈负电性，不需要进一步修饰就可以进行生物应用，减少了工作量，同时降低了生产成本。丰富的-COOH也可进一步修饰功能化基团，为本发明的进一步深入研究开发提供了很大的空间。表征数据表明，制备的SPIO-PGA具有良好的水溶性和胶体稳定性，经过一系列生物学实验考察，本发明制备的SPIO-PGA具有良好的生物相容性和血液相容性，而且其r₂的弛豫率高达333.7mM^-1s^-1，具有显著的T₂加权的MRI成像效果，有望作为MRI造影剂应用于临床疾病诊断。

检索国内外文献，尚没有发现关于用温和还原法制备PGA包覆的SPIO纳米颗粒作为MRI造影剂研究的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有SPIO纳米颗粒不能长时间稳定分散于水溶液中，容易出现团聚现象。

为了解决上述问题，一种聚谷氨酸PGA包覆的氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，将三价铁盐溶解于水中，搅拌，通入氮气，并逐滴加入聚谷氨酸PGA溶液，随后边搅拌边逐滴加入亚硫酸钠Na₂SO₃水溶液，得到混合溶液，然后移入水浴中，边搅拌边滴加NH₃·H₂O，反应20-30min，然后在室温条件下反应0.5-1.5h，离心，透析，即得聚谷氨酸PGA包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒。

优选地，所述三价铁盐为FeCl₃·6H₂O，该溶液的质量浓度不高于13mg/mL。

优选地，所述中聚谷氨酸PGA的重均分子量为100万。

优选地，所述通入氮气时间为5-15min；搅拌转速均为1000-5000转/分钟。

优选地，所述FeCl₃·6H₂O与Na₂SO₃的质量比为7∶1；FeCl₃·6H₂O与PGA的质量比为7∶1；FeCl₃·6H₂O与质量分数为91％的NH₃·H₂O的质量比为4∶5。