本(ben)發明屬于涉(she)及(ji)生物成像探針，尤其(qi)涉(she)及(ji)一種(zhong)dna介導的磁性二聚(ju)組裝體雙模態成像探針及(ji)其(qi)制備(bei)方(fang)法和應用。

背景技術：

1、磁共振成像(mri)作(zuo)為(wei)一種非(fei)侵入性工具(ju)，在(zai)揭示復雜的(de)軟組(zu)織結構和功(gong)能方面發揮著重要作(zuo)用。由于臨(lin)床低場(chang)mri系統(≤3t)的(de)成像靈敏度較差，以及存在(zai)偽(wei)影信號(hao)的(de)干擾，準確區分(fen)腫(zhong)瘤信號(hao)與(yu)假(jia)陽性信號(hao)的(de)挑(tiao)戰加劇。當前，通常在(zai)7t或更(geng)高場(chang)強下工作(zuo)的(de)超高場(chang)強mri，產生了增強的(de)空間分(fen)辨率和更(geng)高的(de)信噪比。

2、作為增強mri靈敏度的(de)有效策略，造影(ying)劑(通常分為t1造影(ying)劑或(huo)t2造影(ying)劑)與(yu)(yu)mri檢(jian)測的(de)結合，拓展了檢(jian)測的(de)靈敏度。t1-t2雙模態成像(xiang)是(shi)減(jian)少假陽(yang)性診(zhen)斷(duan)的(de)有效策略，與(yu)(yu)單(dan)模成像(xiang)方法相比，提供了更準確(que)的(de)診(zhen)斷(duan)信息。

3、然(ran)而，傳統(tong)t1-t2雙模(mo)態(tai)磁(ci)共振造(zao)(zao)影劑中固有的(de)(de)磁(ci)場(chang)不均(jun)勻性導致在(zai)超(chao)高場(chang)條件下產生強烈的(de)(de)磁(ci)化作用和顯著的(de)(de)t2衰(shuai)減(jian)效應。這導致非預期的(de)(de)t1弛(chi)豫率的(de)(de)衰(shuai)減(jian)和t2弛(chi)豫率的(de)(de)過度增(zeng)強。因此，迫切需要開發超(chao)高場(chang)定(ding)制的(de)(de)t1-t2雙模(mo)態(tai)mri造(zao)(zao)影劑，通過定(ding)制合理的(de)(de)納(na)米磁(ci)性，確保(bao)在(zai)超(chao)高場(chang)mri應用中獲得優(you)異(yi)的(de)(de)t1-t2雙模(mo)成像性能。

技術實現思路

1、針對現有技術的(de)(de)缺陷，本(ben)發明提供了(le)一種(zhong)dna介導的(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)二聚組裝(zhuang)體雙模態成像(xiang)探(tan)針及(ji)其制備方法和(he)應(ying)用，通過dna構建精密(mi)的(de)(de)自組裝(zhuang)納米(mi)結(jie)構，調節其整(zheng)體磁(ci)(ci)學特(te)性(xing)。通過精確控制水(shui)相(xiang)不同粒(li)(li)徑的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鐵單體納米(mi)粒(li)(li)子的(de)(de)耦合數，組裝(zhuang)為(wei)二聚體結(jie)構，進一步導致磁(ci)(ci)不規(gui)則性(xing)和(he)可控的(de)(de)放(fang)大磁(ci)(ci)化(hua)，促(cu)進水(shui)質子t1弛豫的(de)(de)顯著能力。基(ji)于(yu)超(chao)(chao)小氧(yang)(yang)化(hua)鐵納米(mi)顆粒(li)(li)(通常粒(li)(li)徑5nm或以下為(wei)超(chao)(chao)小納米(mi)粒(li)(li)徑)的(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)二聚組裝(zhuang)體雙模態成像(xiang)探(tan)針的(de)(de)設(she)計在一定程度上(shang)減小了(le)組裝(zhuang)帶(dai)來的(de)(de)超(chao)(chao)高(gao)(gao)場(chang)的(de)(de)強(qiang)t2衰減效應(ying)的(de)(de)影響，使得超(chao)(chao)高(gao)(gao)場(chang)t2信號增強(qiang)的(de)(de)同時，增加了(le)t1成像(xiang)效果。超(chao)(chao)小氧(yang)(yang)化(hua)鐵磁(ci)(ci)性(xing)二聚組裝(zhuang)體的(de)(de)r2/r1值約(yue)為(wei)5.5-7.5，屬于(yu)t1-t2雙模對比(bi)劑的(de)(de)理想范圍(wei)(5<r2/r1<10)。

2、為實現上(shang)述目的，本(ben)發明的技術(shu)方案為：

3、本(ben)發明第一(yi)方(fang)面(mian)提供了(le)一(yi)種dna介導的(de)磁性(xing)二聚(ju)組裝體雙模(mo)態成像(xiang)探針的(de)制備方(fang)法，包括以下步驟：

4、s1：將三價鐵化合(he)(he)物、油酸鈉(na)、己烷和第一非極性溶(rong)劑混合(he)(he)，并在60-90℃下(xia)保持(chi)4-8h，獲得油酸鐵絡合(he)(he)物，將油酸鐵絡合(he)(he)物、油醇(chun)和有機(ji)溶(rong)劑在250℃下(xia)反(fan)應10-40min，得到油相不同(tong)粒徑(jing)的(de)氧化鐵單體納(na)米粒子；

5、s2：采用配體交換法，將所述油相(xiang)不(bu)同(tong)粒(li)徑的(de)氧(yang)(yang)化鐵單體納(na)(na)米粒(li)子在(zai)有機溶劑(ji)中(zhong)與親(qin)水(shui)性分子進行表面親(qin)水(shui)性修飾，得到水(shui)相(xiang)不(bu)同(tong)粒(li)徑的(de)氧(yang)(yang)化鐵單體納(na)(na)米粒(li)子；

6、s3：將步(bu)驟(zou)二得到(dao)的(de)水相不同粒(li)徑的(de)氧化(hua)鐵單(dan)體納米粒(li)子(zi)與第(di)一(yi)dna序(xu)列(lie)連接反應，得到(dao)第(di)一(yi)dna序(xu)列(lie)編碼納米粒(li)子(zi)；

7、s4：將(jiang)步驟二到的(de)水相不同(tong)粒徑的(de)氧化(hua)鐵單體納米粒子與第二dna序列連接反應，得(de)到第二dna序列編碼(ma)納米粒子；

8、s5：將(jiang)所述第一dna序(xu)列編(bian)碼(ma)納米粒(li)子和第二(er)dna序(xu)列編(bian)碼(ma)納米粒(li)子進行堿基配對反應(ying)，利(li)用高(gao)特(te)異(yi)性dna序(xu)列進行精確連接，得到不同粒(li)徑的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵二(er)組裝(zhuang)體，其(qi)中(zhong)超小(xiao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵納米顆粒(li)形(xing)成(cheng)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵二(er)組裝(zhuang)體為所述的(de)dna介導的(de)磁性二(er)聚組裝(zhuang)體雙模(mo)態成(cheng)像探針。

9、在一優選(xuan)實施例中，所(suo)(suo)述(shu)步驟(zou)s1中所(suo)(suo)述(shu)三價鐵化合物、所(suo)(suo)述(shu)油酸鈉、所(suo)(suo)述(shu)第一非極性溶(rong)劑(ji)和所(suo)(suo)述(shu)己烷的(de)投料比為1～100mmol：1～20ml：5～100ml；所(suo)(suo)述(shu)油酸鐵絡合物、所(suo)(suo)述(shu)油醇和所(suo)(suo)述(shu)有(you)機溶(rong)劑(ji)的(de)投料比為1～100mmol：1～20ml：1～100mmol。

10、在一(yi)優選(xuan)實施例中(zhong)，所述(shu)步驟s1中(zhong)所述(shu)第(di)一(yi)非極性溶劑選(xuan)自水、乙醇、丙(bing)酮、甲(jia)醇、n，n-二甲(jia)基甲(jia)酰胺或乙酸(suan)中(zhong)的一(yi)種或幾種；

11、所(suo)述有(you)機溶劑選自(zi)二苯醚、十(shi)(shi)(shi)八(ba)烯、十(shi)(shi)(shi)六(liu)烷(wan)(wan)、十(shi)(shi)(shi)八(ba)烷(wan)(wan)、二十(shi)(shi)(shi)烷(wan)(wan)或二十(shi)(shi)(shi)二烷(wan)(wan)中的一種(zhong)或幾種(zhong)。

12、在一優選(xuan)實(shi)施例中，在所(suo)(suo)述(shu)步(bu)驟(zou)s2中，所(suo)(suo)述(shu)配體(ti)交(jiao)換(huan)法包括：將所(suo)(suo)述(shu)油(you)相不同粒(li)徑的(de)氧(yang)化鐵單體(ti)納(na)米粒(li)子(zi)加入(ru)到第一極性溶(rong)劑(ji)與第二非極性溶(rong)劑(ji)的(de)混合溶(rong)劑(ji)中，加入(ru)親水性分子(zi)，反應得到水相不同粒(li)徑的(de)氧(yang)化鐵單體(ti)納(na)米粒(li)子(zi)。

13、在一(yi)(yi)優選實施例中，所(suo)述(shu)第一(yi)(yi)極性溶劑為鄰二氯苯、氯仿、正己(ji)烷、環己(ji)烷或甲苯中一(yi)(yi)種或多種；

14、所述第二非極性溶劑(ji)為丙酮、乙醇、n,n-二甲(jia)基(ji)甲(jia)酰(xian)胺(an)、二甲(jia)基(ji)亞砜或乙腈中(zhong)的一種或多種；

15、所(suo)述親水(shui)分子為聚乙二醇、聚乙烯(xi)吡咯烷酮(tong)、聚多(duo)巴(ba)胺(an)、內(nei)消(xiao)旋-二巰基丁(ding)二酸(suan)鈉(na)、半胱(guang)氨酸(suan)、巰基丁(ding)二酸(suan)、多(duo)巴(ba)胺(an)、泊洛沙姆、檸檬(meng)酸(suan)或(huo)巰基丙酸(suan)中的一種或(huo)幾種。

16、在(zai)一(yi)優選實施例中，所述(shu)步驟(zou)s3和s4中，第(di)(di)一(yi)dna序列和第(di)(di)二(er)dna序列分別為(wei)含有(you)polyc序列的(de)雙嵌段dna序列，且polyc嵌段與所述(shu)水相(xiang)不同粒徑的(de)氧(yang)化鐵(tie)單體納米粒子連接。

17、在一優(you)選(xuan)實施(shi)例中(zhong)，所(suo)(suo)述(shu)polyc嵌段(duan)與所(suo)(suo)述(shu)水相不(bu)同粒徑的氧(yang)化鐵單體納米(mi)粒子(zi)之間(jian)(jian)以(yi)范德(de)華(hua)力(li)、氫鍵作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)、分子(zi)內(nei)π-π作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)、分子(zi)間(jian)(jian)π-π作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)、分子(zi)間(jian)(jian)p-π作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)、以(yi)及dna與金屬(shu)離子(zi)之間(jian)(jian)的金屬(shu)離子(zi)-π作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)連接。

18、在一優選(xuan)實施例中(zhong)，所(suo)述(shu)步驟s5中(zhong)，所(suo)述(shu)堿基配對(dui)序列大于(yu)或等于(yu)10個堿基對(dui)。

19、基于相同的發明構思，本發明第二方(fang)面還提供(gong)了一種dna介(jie)導的磁性二聚組裝體雙模態成(cheng)像探針，是由上(shang)述(shu)的制備(bei)方(fang)法制備(bei)得到(dao)的。

20、基于相同的(de)(de)發明構思(si)，本發明第三(san)方面(mian)還提供(gong)了(le)一種(zhong)dna介導的(de)(de)磁性二聚組(zu)裝體雙(shuang)模(mo)(mo)態(tai)成(cheng)像(xiang)探針在制備腫瘤識(shi)別的(de)(de)t1-t2雙(shuang)模(mo)(mo)態(tai)mri造影(ying)劑中的(de)(de)應用(yong)，優選(xuan)所述水(shui)相氧(yang)化鐵單體納(na)(na)米粒(li)子的(de)(de)粒(li)徑為3nm，即粒(li)徑3nm的(de)(de)水(shui)相氧(yang)化鐵單體納(na)(na)米粒(li)子形(xing)成(cheng)的(de)(de)dna介導的(de)(de)磁性二聚組(zu)裝體雙(shuang)模(mo)(mo)態(tai)成(cheng)像(xiang)探針制備成(cheng)t1-t2雙(shuang)模(mo)(mo)態(tai)磁共(gong)振造影(ying)劑均增強t1弛豫率(lv)和t2弛豫率(lv)，在超高場mri應用(yong)中獲(huo)得優異的(de)(de)t1-t2雙(shuang)模(mo)(mo)成(cheng)像(xiang)性能。

21、本發明由于采用以上(shang)技(ji)術方案，使其與現有技(ji)術相比具有以下(xia)的優點和積極效果(guo)：

22、1、本發明(ming)提供的(de)(de)(de)(de)(de)提供一(yi)(yi)種dna介(jie)導的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)二(er)聚(ju)(ju)組裝體(ti)(ti)(ti)雙模(mo)(mo)態(tai)成(cheng)像探針制備(bei)方法，通(tong)過dna構(gou)建(jian)精密的(de)(de)(de)(de)(de)自組裝納(na)米(mi)結構(gou)，調節其整體(ti)(ti)(ti)磁(ci)學特性(xing)。具體(ti)(ti)(ti)來(lai)說，通(tong)過控制精確不同(tong)(tong)粒徑的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化鐵單(dan)體(ti)(ti)(ti)納(na)米(mi)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)耦(ou)合數，形(xing)成(cheng)二(er)聚(ju)(ju)體(ti)(ti)(ti)結構(gou)進(jin)一(yi)(yi)步導致磁(ci)不規則性(xing)和(he)可控的(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)大磁(ci)化，促進(jin)水質子(zi)t1弛豫(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)顯著能(neng)力，其r2/r1值約為5.93，屬于t1-t2雙模(mo)(mo)對比造影(ying)劑的(de)(de)(de)(de)(de)理想(xiang)范圍(5<r2/r1<10)。磁(ci)性(xing)二(er)聚(ju)(ju)組裝體(ti)(ti)(ti)雙模(mo)(mo)態(tai)成(cheng)像探針的(de)(de)(de)(de)(de)設計在(zai)(zai)一(yi)(yi)定程度上減小(xiao)了組裝帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)高場的(de)(de)(de)(de)(de)強t2衰減效(xiao)應的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響，使得超(chao)高場t2信號(hao)增強的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時，增加(jia)了t1成(cheng)像效(xiao)果(guo)。從而加(jia)強了磁(ci)敏(min)感的(de)(de)(de)(de)(de)金屬原(yuan)子(zi)與水分子(zi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用，并適(shi)當(dang)延(yan)長了水分子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)滯留(liu)時間，因(yin)此，上述作用共(gong)同(tong)(tong)加(jia)強了納(na)米(mi)探針在(zai)(zai)超(chao)高場下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)t1成(cheng)像能(neng)力，使其在(zai)(zai)高場磁(ci)共(gong)振下(xia)(xia)仍然擁有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)共(gong)振成(cheng)像效(xiao)果(guo)。

23、2、本發明(ming)提供的(de)(de)一(yi)種dna介導的(de)(de)磁性(xing)二聚組(zu)裝(zhuang)體(ti)(ti)雙模(mo)態(tai)成像探針的(de)(de)制備方法(fa)中，dna連接反應(ying)主要是為(wei)(wei)了將(jiang)水相不同粒徑的(de)(de)氧化鐵單體(ti)(ti)納米粒子轉變為(wei)(wei)dna編碼納米粒子。通過使(shi)用(yong)含有(you)polyc序列的(de)(de)dna序列，實現納米粒子之間的(de)(de)可(ke)控的(de)(de)精確組(zu)裝(zhuang)，進而(er)有(you)效(xiao)提升水分子的(de)(de)滯留；此外，dna介導的(de)(de)磁性(xing)二聚組(zu)裝(zhuang)體(ti)(ti)雙模(mo)態(tai)成像探針具(ju)有(you)極高的(de)(de)穩定性(xing)，dna作為(wei)(wei)體(ti)(ti)內的(de)(de)組(zu)成保證了其優異的(de)(de)生(sheng)物安全性(xing)，拓寬了在t1-t2雙模(mo)對比造影劑(ji)的(de)(de)應(ying)用(yong)。

24、3、本發(fa)明(ming)提供的(de)一(yi)種dna介導的(de)磁性(xing)二聚組裝(zhuang)體雙模態成像探針的(de)應用中，通過其(qi)優異(yi)的(de)t1-t2雙模態成像能(neng)力(li)，能(neng)夠使得dna介導的(de)磁性(xing)二聚組裝(zhuang)體雙模態成像探針高特(te)異(yi)性(xing)排除(chu)小(xiao)鼠(shu)原(yuan)位乳腺腫(zhong)瘤(liu)兩側急性(xing)和亞急性(xing)血(xue)腫(zhong)的(de)干擾(rao)，以實現(xian)血(xue)腫(zhong)影響(xiang)下腫(zhong)瘤(liu)的(de)精確識別。