增強ct造影和被動靶向的金納米粒子及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于生物醫學成像領域的非離子型造影劑，尤其是涉及一種在12?14nm粒徑范圍內具有增強CT造影和被動革El向的金納米粒子及制備方法。
【背景技術】
[0002]X射線計算機斷層掃描(X-ray Computed Tomography, CT)是臨床最常用的非侵入性成像手段之一，其具有適用范圍廣泛、效率高、成本低等優點。通過CT造影劑的使用能夠提高特定組織之間的CT值差異，提高造影能力，從而在病灶區域得到更好更精準的CT圖像。
[0003]金納米粒子作為CT造影劑是目前代替臨床使用造影劑的最佳選擇之一。金元素由于具有高密度和高原子序數，從而擁有良好的X射線衰減吸收，而且每單位質量的金元素提供的X射線衰減吸收是每單位質量的碘元素的約2.7倍。其還具有很好的化學穩定性、循環時間長等明顯的優勢。因此，金納米粒子是理想的CT造影劑。另外，金納米粒子很容易進行表面改性，通過表面改性能使金納米粒子與相應的靶向細胞或組織結合并累積，因而能作為造影劑用于多種疾病的診斷。
[0004]目前，球形金納米粒子的制備方法趨于成熟，而且其在CT成像領域的研宄越來越多，但是現有報道的研宄中，球形金納米粒子的粒徑對其CT造影能力的影響很不明確，研宄者選用的金納米粒子的粒徑差異很大，然而適合于生物體內診斷應用的金納米粒子的粒徑是有一定要求的。這是因為粒徑過大的金納米粒子的進胞情況較差，不利于被動靶向，毒性也相應增大；粒徑過小的粒子代謝較快，不利于被動靶向和體內長循環。
[0005]因此，有必要確定一個最佳的粒徑范圍使金納米粒子既具有優異的CT造影效果，同時具有良好的被動靶向能力。我們在化學還原法的基礎上進行改進，合成一系列不同粒徑的金納米粒子，通過研宄分析可得，在相同條件下，金納米粒子的粒徑在12?14nm范圍內具有明顯優于其他粒徑的CT造影能力。

【發明內容】

[0006]本研宄的目的旨在提供一種在12?14nm粒徑范圍具有優異CT造影的球形金納米粒子的制備方法，重點解決了金納米粒子同時具有良好的被動靶向能力及優異CT造影效果的問題。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種增強CT造影和被動革E向的金納米粒子，金納米粒子粒徑為12?14nm ;夕卜可見光吸收峰位于510?530nmo
[0009]金納米粒子表面修飾含有巰基或/和氨基官能團的表面活性劑。
[0010]合成的球形金納米粒子，表面修飾含有巰基或/和氨基官能團的表面活性劑，分散性好，無沉淀或團聚現象，其粒徑在12?14nm，有很好的進胞情況，不僅具有優于傳統造影劑碘海醇的CT造影效果，而且相對于20nm以下的金納米粒子都具有更優越的CT造影效果O
[0011]本發明主要原料為:金前驅體、還原劑、pH調節劑、具有巰基或/和氨基官能團的表面活性劑等。
[0012]本發明的球形金納米粒子的制備方法，其步驟如下:
[0013]I)將濃度為2?5mmol/L的還原劑溶液和濃度為0.1?0.5mmol/L的pH調節劑溶液加入帶有加熱和攪拌裝置的密閉反應器中，調節pH至6?8 ;通入惰性氣體氬氣，排除空氣；
[0014]2)在80?100°C溫度下，邊攪拌邊加入濃度為20?30mmol/L的前驅體溶液，反應5?30min，得到紫紅色透明溶液，降至室溫，離心洗滌；
[0015]3)配制濃度為0.06?0.20mmol/L表面活性劑的水溶液；
[0016]4)將步驟2)的產物添加到步驟3)的體系中；在20?30°C溫度下，反應進行12?24h ；
[0017]5)然后離心洗滌，溶解于去離子水中，配制成金納米溶膠。
[0018]所述的前驅體指含有金元素的鹽，包括氯金酸、醋酸金中的一種或兩種的組合。
[0019]所述的還原劑，包括檸檬酸鈉、抗壞血酸、雙氧水中的一種或幾種的組合。
[0020]所述的pH調節劑，包括檸檬酸、氫氧化鈉、鹽酸中的一種或幾種的組合。
[0021]所述的表面活性劑，包括末端巰基的聚乙二醇、巰基乙酸聚乙二醇酯、聚亞乙基亞胺中的一種或幾種的組合。
[0022]所述金納米粒子中金與表面活性劑的摩爾比為3?5:1。
[0023]所述的球形金納米粒子的制備過程均是在氬氣保護下進行。
[0024]所述的球形金納米粒子為CT造影劑，應用于腫瘤的診斷和治療的造影劑使用。
[0025]該方法中，通過化學還原法制備得到的金納米溶膠具有良好的穩定性，以及在體夕卜、體內優異的CT造影效果。
[0026]性能測試如下:
[0027](I) pH穩定性測試
[0028]向所述金納米溶膠中滴加0.1M的鹽酸或氫氧化鈉調節其pH值(3?10)，室溫放置30min后，進行紫外可見光光譜測試，進行pH穩定性評價。本發明中制備得到的納米粒子在510?530nm處出現了明顯的吸收峰。這是金納米粒子的表面等離子體共振(SPR)峰，表明本發明中成功制備得到了金納米粒子，所述金納米粒子在不同PH(3?10)條件下具有良好的穩定性。
[0029](2)體外X-射線衰減性能測試
[0030]往所述金納米溶膠中添加一定量的去離子水，配制不同金濃度梯度(0.001?0.039M)的樣品。同時，以臨床用碘海醇為對照材料，用去離子水稀釋出相應碘濃度的樣品，進行體外X-射線衰減性能測試。測試結果表明，所述金納米粒子表現出優于傳統造影劑碘海醇的X-射線衰減系數。參照說明書附圖2。
[0031](3)體內CT造影效果測試
[0032]取所述金納米粒子溶解于無菌PBS緩沖液(pH = 7.2)中，制備金濃度為0.1M的造影劑溶液。取三只建立了人宮頸癌腫瘤模型的裸鼠(約25g)，通過尾靜脈注射0.2mL的造影劑溶液，24小時后進行腫瘤模型CT成像測試。實體瘤組織中血管豐富、血管壁間隙大，淋巴循環缺失，造成腫瘤區域具有增強高通透性和滯留效應(EPR效應)，因此納米顆粒會在腫瘤區域累積即被動靶向。測試結果表明，注射12?14nm金納米粒子的造影劑后，腫瘤區域的CT造影效果相對于注射20nm以下其它粒徑金納米粒子顯著增強，這也表明12?14nm的金納米粒子的被動革E向能力得到增強。
[0033]本發明的優點主要在于:(I)該方法制得特定粒徑范圍內的金納米粒子解決了金納米粒子同時具有良好的被動靶向能力及優異CT造影能力的問題；(2)該方法制得的金納米粒子表面有一層末端巰基的聚乙二醇、巰基乙酸聚乙二醇酯或聚亞乙基亞胺為穩定劑，使得金納米粒子高度穩定，有效延長在體內的循環時間，有利于進一步表面功能化作為載體或靶向分布；(3)該方法工藝簡單，重復性好，綠色無污染，便于擴大規模生產。
【附圖說明】
[0034]圖1:實施例1中所述的球形金納米粒子的透射電鏡照片。
[0035]圖2:實施例1中所述的金納米粒子與碘海醇的體外X射線衰減系數比較。
【具體實施方式】
[0036]下面對本發明的實施例作出詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，所給出的詳細實施方式和過程，是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。
[0037]實施例1:
[0038]I)將濃度為2.5mmol/L的檸檬酸鈉溶液和濃度為0.2mmol/L的檸檬酸溶液加入帶有加熱和攪拌裝置的密閉反應器中，調節PH至6?8以內。通入惰性氣體氬氣，排除空氣;
[0039]2)在90°C溫度下，邊攪拌邊加入濃度為24mmol/L的氯金酸溶液，反應20min，得到紫紅色透明溶液，停止加熱，降至室溫，離心洗滌；
[0040]3)配制濃度為0.06mmol/L末端巰基的聚乙二醇水溶液；
[0041]4)將步驟2)的產物添加到步驟3)的體系中，其中金納米粒子中金與表面活性劑的摩爾比為5:1。在27°C溫度下，反應進行24h ;
[0042]5)將最終合成的產物離心洗滌，溶解于去離子水中，配制成金納米溶膠。
[0043]末端巰基的聚乙二醇修飾的金納米粒子分散性好，無沉淀或團聚現象，能長期保持穩定，其平均粒徑約為13.2nm ;球形金納米粒子的透射電鏡照片如圖1所示。
[0044]往金納米溶膠中滴加0.1M的鹽酸或氫氧化鈉調節其pH值(3.0、5.0、7.0、10.0)，室溫放置30min后，其紫外可見光譜圖沒有發生明顯的偏移和改變，表明其具有良好的穩定性。
[0045]往金納米溶膠中添加一定量的去離子水，配制金濃度梯度為0.039,0.034,0.030、0.025,0.020,0.015,0.010,0.008,0.006,0.004,0.002,0.0OlM 的樣品。同時，以臨床用碘海醇為對照材料，用去離子水稀釋出相應碘濃度的樣品，對這兩組材料進行CT成像測試，末端巰基的聚乙二醇修飾的金納米粒子表現出優于碘海醇的X射線衰減