本發(fā)現(xiàn)涉及一種碳酸錳納米復合材料在磁共振成像中的應用。

背景技術：

核磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)由于其具有高成像分辨率、無電離輻射、同時能提供多層次診斷信息的特點，已經(jīng)廣泛運用于醫(yī)學成像檢測中。目前臨床上廣泛使用的t1造影劑為gd(ⅲ)的螯合物，因為三價釓離子的最外層有七個未成對電子，有很強的順磁性。然而，最近研究指出以gd³⁺為基的造影劑會導致腎源性系統(tǒng)性纖維化，這使得以鑭系金屬為基材料特別是釓基復合材料造影劑在臨床上的運用受到很大限制(shin,t.h.；choi,y.；kim,s.；cheon,j.,recentadvancesinmagneticnanoparticle-based

multi-modalimaging.chemsocrev2015,44(14),4501-4516.)。因此，人們將更多的注意力轉移到最外層有五個未成對電子且同樣具有t1造影作用的金屬離子mn²⁺上，旨在研發(fā)更加安全有效的t1造影劑。近年來，人們對氧化錳無機納米粒子是研究越來越多，然而制備出來的顆粒顯影效果并不明顯，即r1值較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米材料在磁共振成像mri中的用途，其中：所述的碳酸錳核的粒徑為80-120nm，包覆層聚多巴胺的厚度在10-30nm。

本發(fā)明的另一目的在于提供聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米材料作為磁共振成像mri中的材料用途，所述的碳酸錳核的粒徑為80-120nm，包覆層聚多巴胺的厚度在10-30nm。

其中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米材料在mri診斷中作為t1造影劑。

在本發(fā)明中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米材料可以采用如下方式獲得：1)微乳合成法，使用環(huán)己烷作為有機相溶劑，十六烷基三甲基溴化銨(ctab)作為表面活性劑，正戊醇作為助溶劑，以及氯化錳和碳酸銨水溶液作為水相形成油包水的納米體系，在室溫下攪拌便可合成碳酸錳納米顆粒。再將得到的碳酸錳經(jīng)聚丙烯酸鈉修飾后再進行聚多巴胺包覆，便可形成聚多巴胺包覆碳酸錳復合納米材料。本發(fā)明中，所述的聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米材料，也可以采用其它方式獲得。本發(fā)明的重點在于這種材料的新用途。

本發(fā)明涉及基于聚多巴胺增強碳酸錳造影性能的納米材料在磁共振成像中的應用具有以下優(yōu)點：

1)該粒子粒徑均勻，呈平行六面體形，具有較大的比表面積，且根據(jù)需要可以調控包覆層聚多巴胺的厚度，10-30nm。

2)聚多巴胺包覆碳酸錳(mnco3@pda)復合納米粒子具有良好的水分散性和穩(wěn)定性，冷凍干燥后可長時間保存。

3)具有良好的t1造影效果，r1值為6.2mm^-1s^-1。

4)申請人發(fā)現(xiàn)聚多巴胺包覆在碳酸錳納米粒子表面之后能夠明顯的提高其r1值。因此，申請人提出了在包覆聚多巴胺前后納米粒子在mri成像方面的應用。

5)申請人發(fā)現(xiàn)碳酸錳本身具有較好的造影性能，但是再經(jīng)聚多巴胺包覆之后其造影性能進一步提升，可以作為一種良好的磁共振成像檢測試劑

6)用于磁共振成象檢測。

附圖說明

圖1是實施例1中的mnco3納米粒子的掃描電鏡照片(scanningelectronmicroscope，sem)。

圖2是實施例1中的mnco3@pda納米粒子的x射線衍射譜(x-raypowderdiffraction，xrd)。

圖3是實施例1中的mnco3@pda納米粒子的透射電鏡照片(transmissionelectronmicroscope,tem)。

圖4是實施例1中的mnco3和mnco3@pda納米粒子的t1加權像照片和t1弛豫時間倒數(shù)與mn濃度的線性關系圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。

材料制備：

1、碳酸錳納米顆粒：量取50ml環(huán)己烷，4ml正戊醇和0.6ml0.5m/l氯化錳溶液于100ml燒杯中混合均勻，然后稱取4gctab于上述混合溶液中，整個混合體系置于超聲波清洗器不斷超聲直至固體粉末完全溶解，溶液變得澄清透明為止。隨后再向其中逐滴加入0.6ml0.5m/l碳酸銨溶液，室溫下不斷攪拌2h。待反應結束后所得產(chǎn)物離心分離(10000rpm，10min)，并先用無水乙醇洗滌2次，超純水洗滌3次。

2、聚丙烯酸(paa)修飾碳酸錳納米粒子：首先稱取100mgpaa(分子量約為3000)于100ml水中，待其完全分散后，使用濃度為0.5m/lna2co3溶液調節(jié)其ph至8.0左右得到paa鈉鹽待用。將20mg所合成的碳酸錳納米粒子分散于80ml超純水中超聲10min，等到粒子在水中均勻分散后置于磁力攪拌器上攪拌10min，再向其中加入2.5ml濃度為1mg/ml的paa鈉鹽繼續(xù)室溫攪拌24h。所得產(chǎn)物離心分離(12000rpm,10min)，純水洗滌3次后分散于水中，確定其濃度為5mg/ml。樣品保存于4℃冰箱中。

3、聚多巴胺包覆碳酸錳的合成：首先配制10mm的三羥基氨基甲烷鹽酸(tris-hcl)緩沖液：稱取0.242gtris置于200ml水中攪拌直至完全溶解，然后使用0.5m鹽酸和碳酸鈉溶液調節(jié)其ph至8.5待用。將2.5mg聚丙烯酸修飾的碳酸錳納米粒子分散于30ml10mmtris-hcl溶液超聲分散，然后向其中加入1.0-4.0mg鹽酸多巴胺。整個體系放在超聲破碎儀上超聲30min，最后接著超聲振蕩4h。采用離心分離(12000rpm,10min)的方式除去未反應的多巴胺材料，所得的mnco3@pda納米顆粒使用超純水洗滌3次后分散于水中。

實施例1：

一種基于聚多巴胺增強碳酸錳造影性能的納米材料在磁共振成像中的應用，步驟如下：

1)首先取一定量的樣品按照1:9的比例消解于新配置的王水中，后用新配3％的hno3按照1:9的比例稀釋至一定濃度。

2)使用電感耦合等離子共振儀(icp-ms)精確標定碳酸錳和聚多巴胺包覆碳酸錳粒子中錳離子的含量，最終測得mn²⁺濃度分別為20.1095mm和4.4855mm，后按照稀釋比例逆推算出樣品濃度。

3)首先分別取上述已標定濃度的碳酸錳納米懸液0，1μl，2.5μl，4μl，5μl，10μl于1.5ml的離心管內，再分別向相應管內加入500μl，499μl，497.5μl，496μl，495μl和490μl的超純水，確保每管中含有溶液體積為500μl；

再取上述已標定濃度的聚多巴胺包覆碳酸錳納米懸液0，4.5μl，11.1μl，17.8μl，22.3μl，44.6μl于1.5ml的離心管內，再分別向相應的管內加入500μl，495.4μl，488.9μl，482.2μl，477.7μl，455.4μl的超純水，確保每管中含有溶液體積為500μl。

4)然后向以上每管中再加入500μl濃度為2％的熱瓊脂溶液，并且用旋磁震蕩儀1000rpm，2min，確?；旌匣靹?，常溫放置直至溶液固定。

5)將配好的溶液置于7t小動物成像儀(agilenttechnologies,santaclara,ca,usa)內進行mri信號采集，測試參數(shù)設定：tr＝3000ms，te＝15ms，視野為45×45mm。

結果見圖1至圖4

圖1為實施例1中的mnco3納米粒子的sem照片，從圖1中可以看出，所制備的碳酸錳納米粒子邊長約為100nm，平均對角線長約為140nm。

圖2是實施例1中的mnco3@pda納米粒子的x射線衍射譜，從圖譜中可以看到碳酸錳樣品的衍射峰，沒有檢測到第二相，說明經(jīng)過聚多巴胺包覆后碳酸錳沒有發(fā)生物相變化。

圖3是實施例1中的mnco3@pda納米粒子的tem圖片，可以看到所制備的聚多巴胺包覆碳酸錳納米粒子對角線長平均在170nm。

圖4是實施例1中的mnco3和mnco3@pda納米粒子的t1成像照片和t1弛豫時間倒數(shù)與mn濃度的線性關系圖，可以看到所制備的碳酸錳納米粒子的弛豫率為5.3mm^-1s^-1，但是經(jīng)過聚多巴胺包覆后得到的mnco3@pda納米粒子的弛豫率進一步提高，達到了6.3mm^-1s^-1，因而在mri診斷中可作為良好的t1造影劑。