CN102921022A - 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 - Google Patents
具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102921022A CN102921022A CN2012104842461A CN201210484246A CN102921022A CN 102921022 A CN102921022 A CN 102921022A CN 2012104842461 A CN2012104842461 A CN 2012104842461A CN 201210484246 A CN201210484246 A CN 201210484246A CN 102921022 A CN102921022 A CN 102921022A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drug
- imaging
- solution
- nano
- microsphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229940079593 drug Drugs 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 38
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 14
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 239000005018 casein Substances 0.000 claims abstract description 6
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 59
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 59
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 28
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 24
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000004531 microgranule Substances 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- 229960004316 cisplatin Drugs 0.000 claims description 16
- DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L cisplatin Chemical compound N[Pt](N)(Cl)Cl DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 11
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 9
- WDLRUFUQRNWCPK-UHFFFAOYSA-N Tetraxetan Chemical compound OC(=O)CN1CCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC1 WDLRUFUQRNWCPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 8
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 8
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 6
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 5
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 5
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 5
- GRHBQAYDJPGGLF-UHFFFAOYSA-N isothiocyanic acid Chemical compound N=C=S GRHBQAYDJPGGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 5
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims description 4
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 4
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 4
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 claims description 3
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 claims description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 2
- 230000010494 opalescence Effects 0.000 claims description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 21
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 16
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 abstract 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 abstract 2
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 abstract 1
- BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2',7'-dibromo-3',6'-dioxido-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-4'-yl)mercury;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C([O-])C([Hg])=C1OC1=C2C=C(Br)C([O-])=C1 BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 23
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 16
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 6
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 6
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 6
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 6
- 238000012879 PET imaging Methods 0.000 description 5
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 4
- 102000007562 Serum Albumin Human genes 0.000 description 4
- 108010071390 Serum Albumin Proteins 0.000 description 4
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 4
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 3
- 238000003333 near-infrared imaging Methods 0.000 description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 description 3
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 3
- 210000001694 thigh bone Anatomy 0.000 description 3
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 3
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 2
- 206010003445 Ascites Diseases 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000029918 bioluminescence Effects 0.000 description 2
- 238000005415 bioluminescence Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- NWXMGUDVXFXRIG-WESIUVDSSA-N (4s,4as,5as,6s,12ar)-4-(dimethylamino)-1,6,10,11,12a-pentahydroxy-6-methyl-3,12-dioxo-4,4a,5,5a-tetrahydrotetracene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3C[C@H]4[C@H](N(C)C)C(=O)C(C(N)=O)=C(O)[C@@]4(O)C(=O)C3=C(O)C2=C1O NWXMGUDVXFXRIG-WESIUVDSSA-N 0.000 description 1
- UVKNREAAHQRBKA-IEOVAKBOSA-I 2-[bis[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl]amino]acetate;technetium-99(4+) Chemical compound [99Tc+4].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(=O)[O-])CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UVKNREAAHQRBKA-IEOVAKBOSA-I 0.000 description 1
- 229930195573 Amycin Natural products 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N Isoflurane Chemical compound FC(F)OC(Cl)C(F)(F)F PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000003788 Neoplasm Micrometastasis Diseases 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 239000008366 buffered solution Substances 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000009509 drug development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 206010073071 hepatocellular carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000003447 ipsilateral effect Effects 0.000 description 1
- 229960002725 isoflurane Drugs 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 description 1
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 1
- 239000002539 nanocarrier Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002405 nuclear magnetic resonance imaging agent Substances 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000005868 ontogenesis Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000006916 protein interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000002689 xenotransplantation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
一种具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，粒径为80-250nm，它是由大分子单体和丙烯酸的共聚物包裹的氧化铁磁流体的复合纳米微粒表面标记有近红外荧光染料和核素分子，然后进行交联，最后进行载药的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，所述的大分子单体是壳聚糖、明胶、纤维素或酪蛋白。本发明与单模态成像相比，多模态成像可以同时使用核素、光学标记和磁共振成像的探针同时探测生物体的不同分子，对在体研究生物体内的分子一分子相互作用具有重要意义，也可以使用核素和光学标记的探针同时探测生物体的同一分子，从不同侧面研究生物体的同一种分子，充分发挥磁共振成像、PET成像和荧光成像的优势。本发明公开了其制法。
Description
背景技术
氧化铁等磁性纳米微粒作为一种重要的生物材料在生物医药，如磁共振造影剂方面取得了广泛的应用 (J Am Chem Soc
2005;127:5732，J Am Chem Soc 2008;130:7542.)。目前，氧化铁纳米微粒正作为纳米平台来构建多功能的成像探针 (Angew Chem Int Ed 2009;48:4174)
。其中一项非常重要的工作就是将药物负载到造影探针上制备集治疗、成像与示踪为一体的诊疗探针 (Adv
Funct Mater 2009;19:1553) 。
但只通过氧化铁带来的单一的成像模式，不能一次获得足够的生物学信息满足临床的需要，因此同一探针的多模态成像成为目前医学成像的发展趋势，不同模态的成像技术可以提供不同信息，如PET/CT
技术，PET图像提供生物体的功能信息，CT图像提供生物体的结构信息，将两种信息结合就可以确切了解在生物体的某个位置的功能状态。单模态成像只能观测一个方面，而多模态成像则可以同时观测生物体内的两个甚至两个以上的组织信息，这对研究生物体内不同***之间的相互作用至关重要。多模态成像使得实时动态观察生物有机体内的生物反应变化过程成为现实，使得人们可以直观地从基因表达、蛋白质相互作用、信号网络、细胞功能的多层面、多视角、观察研究有机个体发育、遗传进化、重大疾病发生、环境对生命个体影响等生命现象的发生、发展过程，对阐释生命活动的基本规律，揭示疾病发生机理，建立疾病预警***，提高医疗诊治水平，探询发现新药物具有重大作用。因此对于如何实现将PET成像、荧光成像和磁共振成像几种不同功能的成像技术结合在一个探针中，从而实现多模态成像具有非常重要的现实意义。
PET
(Positron Emission Tomography 正电子发射断层成像术)是一种核医学三维成像技术，具有高分辨率，被证明是一种直接的，高灵敏度的技术，它可以用来定量地考察被标记物的体内行为。
荧光成像(Optical Imaging) 主要采用生物发光(bioluminescence)
与荧光(fluorescence) 两种技术。这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射性物质和方法，非常安全。因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点，在刚刚发展起来的几年时间内，己广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。
磁共振成像（MRI），利用人体组织中氢原子核（质子）在磁场中受到射频脉冲的激励而发生核磁共振现象，产生磁共振信号，经过电子计算机处理，重建出人体某一层面的图像的成像技术。
磁共振成像（MRI）与PET和荧光成像相比，能提供更好的空间分辨率，因此能很好的描述出微粒的体内分布，而MRI的灵敏度比PET和荧光成像差，而PET成像的信噪比最高，荧光成像的信噪比虽然不及PET成像高，但其灵敏度非常好。由于荧光成像既可以使用小动物成像仪成像，也可以通过荧光显微镜或共聚焦显微镜来观察，因此荧光成像成为了构建体外成像和活体成像的桥梁。
氧化铁纳米微粒，无毒，生物可降解，廉价而被作为制备诊疗探针的原料，但诊疗探针的研究进展还非常有限。为了达到预期的效果，诊疗探针必须具有合适的循环时间，良好的病灶聚集能力和高的血管溢出率。然而，普通氧化铁纳米微粒表面不易连接药物分子
(Small 2006;2:785)。到目前为止，氧化铁纳米微粒负载药物是通过供价联接 (J
Am Chem Soc 2004;126:7206, Small 2006;2:785)，药物的负载率较低，释放效果也比较差。一种解决办法是将氧化铁纳米微粒载入具有药物负载功能的载体中，和药物一起载入载体中
(Angew Chem Int Ed 2008;47:5362)，而这一体系的药物负载率较低，预期的临床循环情况也未知。此外，虽然蛋白基药物载体，如血清白蛋白（HSA）长期被用于药物载体(J Clin Oncol 2005;23:7794.)，也用来包裹氧化铁用作造影材料(Angew Chem Int Ed 2009;48:4174)，研究表明血清白蛋白可以延长药物分子的循环时间，以及肿瘤富集效率。血清白蛋白药物复合物通常是通过将药物溶解在极性溶剂中然后加入血清白蛋白的水溶液中而制得(Expert
Opin Pharmacother 2006;7:1041)。这对于通过共沉淀法或者高温分解法制得的氧化铁纳米微粒来说并不适合。因为通过水相共沉淀法制得的氧化铁纳米微粒表面的亲水性较强，而通过热分解法制得的氧化铁纳米微粒表面的疏水性太强，都不利于与血清白蛋白形成稳定的复合物。
发明内容
针对上述问题，本发明首先制备了表面经过柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮修饰的具有中等极性的氧化铁纳米微粒，然后通过模板聚合法（Adv
Mater, 2004, 16:933）使表面修饰的氧化铁纳米微粒与大分子-单体对共聚合，在水相，无有机溶剂的条件下，通过非共价键合力很方便的将氧化铁纳米微粒负载入大分子载体中。然后在大分子表面标记近红外荧光染料（Cy5.5染料，NIR-797，ICG荧光染料等） (Mol Imaging 2009;8:65.) 和核素分子（64Cu-DOTA
螯合剂，99mTc-DTPA 等）, 进一步负载药物（如抗肿瘤药物，光动力治疗药物），并注入异种移植有肿瘤的小鼠模型中。实现近红外/PET/磁共振多模态成像并检测载药纳米微粒的体内输运过程。这项发明可成为集药物传输、示踪和成像的纳米平台。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，它是由大分子单体和丙烯酸的共聚物包裹的氧化铁等磁流体的复合纳米微粒表面标记有近红外荧光染料和核素分子后进行交联，最后进行载药的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，所述的大分子单体是壳聚糖、明胶、纤维素或酪蛋白。
上述的载药纳米粒，所述的氧化铁磁流体是柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮包裹的氧化铁纳米微粒，流体动力学半径为5～20nm。
上述的载药纳米粒，所述的壳聚糖是脱乙酰度为80-95%的数均分子量为1 -20万的壳聚糖。
上述的载药纳米粒，所述的荧光染料是Cy5.5-NHS染料或异硫氰酸NIR-797染料。
上述的载药纳米粒，所述的标记有核素分子是标记有99mTc或64Cu。
上述的载药纳米粒，所述的载药是载有顺铂或阿霉素等抗肿瘤药物。.
一种制备上述载药纳米粒的方法，它包括如下步骤：
步骤1. 表面修饰的氧化铁纳米微粒（磁流体）：通过共沉淀法、水热法或热分解法制备的柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮包裹的氧化铁纳米微粒，流体动力学半径5～20nm，得到产物；
步骤2. 大分子-单体对与表面修饰的氧化铁纳米微粒共聚合制备包裹有氧化铁的复合纳米微粒(Angew Chem Int
Ed, 2004,43:6369)：将大分子单体（壳聚糖，明胶，纤维素，酪蛋白等）溶于含有一定量的聚丙烯酸水溶液中，当体系变为均相且澄清透明后，在超声条件下加入计量的步骤1制备的磁流体，于氮气气氛下升温至70-90℃，然后加入计算量的K2S2O8溶液（1%）引发丙烯酸的聚合，反应结束后，得到带有浅蓝色乳光的溶液，经过滤后在截留分子量为12
kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去剩余的单体和引发剂；
步骤3. 复合纳米微粒表面标记近红外荧光分子：
方法一：由步骤2制得的纳米微粒分散在硼酸盐缓冲溶液中 (50
mM, pH 8.5) 通过PD-10 column色谱柱，荧光染料（Cy5.5-NHS）溶解在DMSO中，与Cy5.5-NHS的摩尔比为5:1，避光反应30分钟；
方法二：由步骤2制得的纳米微粒分散在硼酸盐缓冲溶液中 (50
mM, pH 8.5) 通过PD-10 column色谱柱，然后将异硫氰酸NIR-797溶于二甲亚砜（DMSO）中，使其浓度为10 mg/mL，取0.1 mL染料溶液缓慢滴入2 mL调整过pH值的纳米微球溶液中，在37℃避光反应搅拌2 h，然后将溶液通过PD-10 column色谱柱纯化纳米微球；
步骤4. 复合纳米微粒表面标记核素分子：
方法一：将二乙烯三胺五乙酸（DTPA）二酐（合成方法见(Chem. Eur. J. 2004, 10:3252.)）溶于DMSO中，使其浓度为20 mg/mL，DTPA与表面修饰的氧化铁纳米微粒摩尔比为5:1, 避光反应过夜，然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱, 并分散在PBS 缓冲溶液中(pH 7.4)，纳米微球的放射性核素标记的方法如下：将氯化锡和99mTcO4‾加入到标记了DTPA的纳米微球的PBS溶液中（0.1 mol/L，pH=7.4），在室温下搅拌30 min，然后，将99mTc-DTPA-纳米粒子通过0.2μm注滤头过滤，来纯化得到的99mTc标记的载药纳米微球；
方法二：将偶联剂DOTA-NHS （DOTA： l，4，7,10-四氮杂环十二烷四乙酸，合成方法见(Cancer
Res 2006;66:9673)）溶解在DMSO中，DOTA与表面修饰的氧化铁纳米微粒摩尔比为5:1, 避光反应过夜，然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱, 并分散在PBS 缓冲溶液中(pH 7.4)，将64CuCl2(2 mCi)盐酸溶液加入到标记了DOTA的纳米微球的PBS溶液中（0.1 mol/L，pH=7.4），在室温下搅拌30 min，然后，将64Cu-DOTA-纳米粒子通过0.2μm注滤头过滤，来纯化得到的64Cu标记的载药纳米微球（64CuT1/2= 12.7 hours,
Er= 655 keV (17%); Er= 573 keV (39%))）；
步骤5. 标记有核素分子和近红外荧光分子的复合纳米微粒的药物负载：在双标记的复合纳米微球溶液中加入计算量的1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和2，2'-（乙烯二氧）双（乙胺）进行交联反应(Angew Chem Int Ed 2003, 42: 1516.)，在室温的条件下搅拌10 h后，将溶液放入截留分子量为12 kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去未反应的交联剂，然后将计算量的顺铂加入到交联后的复合纳米微球溶液中，使药物浓度为1
mg/mL，并将其放入37℃摇床中搅拌2天，然后根据kataoka课题组的方法来除去没有负载上的游离的顺铂(Langmuir
1999, 15, 377.)，得到本发明的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点: 1 、本发明由于同时具有近红外荧光分子、核素分子并负载磁性纳米粒子，因此可以将荧光成像、PET成相和磁共振成像结合起来，有机的达到同步的多模式成像，同时获得多模态的信息。2 、本发明在结构中的大分子具有氨基，羟基，羧基官能团，不仅可以嫁接荧光分子，核素分子，还能与药物分子产生非共价结合，有助于药物的负载和控制释放。3 、本发明在温和的条件下反应，几乎不使用溶剂，复合微粒的生物相容性好。4、本发明所采用的纳米载体，尺寸和表面性质易于调控，可使得成像材料具有合适的体内循环半衰期和合适的视窗时间。5 、本发明与单模态成像相比，多模态成像可以同时使用核素、光学标记和磁共振成像的探针同时探测生物体的不同分子，对在体研究生物体内的分子一分子相互作用具有重要意义，也可以使用核素和光学标记的探针同时探测生物体的同一分子，从不同侧面研究生物体的同一种分子，充分发挥PET成像和荧光学成像的优势。6、本发明的药物载体中虽然已经负载了纳米氧化铁，但药物的负载量反而增加了，可能与载体内部的比表面积增加有关。7、本发明可成为集药物传输、示踪和成像的纳米平台，所涉及的磁性纳米材料、大分子、小分子单体、荧光染料和核素分子并不局限于本发明实例中所提到的具体物质，凡符合本发明思想的均属于本发明范畴。
附图说明
图1、具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒合成过程示意图。
图2、具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的负载顺铂药物纳米粒在37℃时，PBS溶液（pH=7.4）中的体外释放曲线。
图3、A为不同时间点肿瘤部位的近红外荧光强度曲线；B为静注后72小时不同组织器官的近红外荧光照片。
图4、通过尾静脉注射多模态成像复合载药纳米微球后，在不同时间点纳米微球在荷瘤小鼠的不同组织器官中的分布，其中：图4A为实施例1制备的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒；图4B为实施例1制备的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒；图4C为实施例1制备的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒。
具体实施方式
本发明属于集多模态成像技术与药物输运为一体的复合载药纳米微粒的制备，它包括PET 成像，荧光成像和磁共振成像三种不同功能的成像探针，并可以负载药物实施体内的输运和控制释放。多模态成像载药纳米微粒的合成过程如图1所示。以下通过实施例并结合附图对本发明的结构进行详细的描述。
实施例1. 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的制备：
称取精制后1万或20万数均分子量、脱乙酰度为80%或95%的壳聚糖0.25克，溶解在50 ml含有计算量的丙烯酸的水溶液中。其中：壳聚糖中的氨基和丙烯酸中羧基的比例为1:1。对于不同分子量的壳聚糖，丙烯酸的量略微作了一些调整。常温条件下搅拌，直至壳聚糖完全溶解。大概需要15分钟。向体系中加入0.1g磁流体，维持整个体系的体积为50 ml，装上冷凝装置，接通冷凝水。快速升温到70℃，加入少量的引发剂：过硫酸钾，保持在70℃反应。反应过程中观察体系颜色的变化。当体系颜色变为乳白色后，继续反应2小时，以确保体系中的丙烯酸反应完全。然后加入0.5 ml的戊二醛交联2小时。所得的乳液通过磁分离得到包裹有磁性纳米微粒的复合微球。
将上述磁性纳米微球分散在硼酸盐缓冲溶液中 (50 mM, pH 8.5) 通过PD-10 column色谱柱；荧光染料（Cy5.5-NHS）溶解在DMSO中，与Cy5.5-NHS的摩尔比为5:1，避光反应30分钟。得到标记有荧光染料Cy5.5的复合纳米微球，然后继续通过磁分离去除未反应的Cy5.5-NHS。
将二乙烯三胺五乙酸（DTPA）二酐溶于DMSO中，使其浓度为20 mg/mL。取0.2 mL的DTPA二酐溶液缓慢滴入2 mL的PBS，pH=8的标记有Cy5.5-NHS的壳聚糖-聚丙烯酸/氧化铁复合纳米微球溶液中，在室温下搅拌24 h。经过滤后将溶液放入截留分子量为12 kDa的透析袋中用PBS溶液透析2天以除去没有连接到纳米微球上的DTPA。将氯化锡和99mTcO4‾加入到标记了DTPA的纳米微球的PBS溶液中（0.1 mol/L，pH=7.4），在室温下搅拌30 min。然后，经过超滤的方法（截留分子量为100 kDa）来纯化得到的99mTc标记的载药纳米微球。然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱除去未反应的99mTcO4‾。
将双标记的磁性复合纳米微球溶液中加入计算量的1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和2，2'-（乙烯二氧）双（乙胺）进行交联反应。在室温的条件下搅拌10 h后，将溶液放入截留分子量为12 kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去未反应的交联剂。然后将计算量的顺铂加入到交联后的复合纳米微球溶液中，使药物浓度为1 mg/mL。并将其放入37℃摇床中搅拌2天。然后除去没有负载上的游离的顺铂。得到具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的壳聚糖-聚丙烯酸-氧化铁载药纳米微粒MIDLN1，基本理化参数见表1，采用1万或20万数均分子量和脱乙酰度为80%或95%的壳聚糖制得的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的壳聚糖-聚丙烯酸-氧化铁载药纳米微粒的理化性质没有本质的区别。
实施例2. 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的制备：
将0.8 g明胶溶于含有0.2 g
丙烯酸的水溶液中，当体系变为均相且澄清透明后，大概需要25分钟。向体系中加入0.1g磁流体，维持整个体系的体积为50 ml，装上冷凝装置，接通冷凝水。于氮气气氛下升温至80℃，加入少量的引发剂：过硫酸钾，保持在80℃反应。反应过程中观察体系颜色的变化。当体系颜色变为乳白色后，继续反应2小时，以确保体系中的丙烯酸反应完全。然后加入0.5 ml的戊二醛交联2小时。所得的乳液通过磁分离得到包裹有磁性纳米微粒的复合微球。
将上述磁性纳米微球分散在硼酸盐缓冲溶液中 (50 mM, pH 8.5) 通过PD-10 column色谱柱； 荧光染料（Cy5.5-NHS）溶解在DMSO中，与Cy5.5-NHS的摩尔比为5:1，避光反应30分钟，得到标记有荧光染料Cy5.5的复合纳米微球，然后继续通过磁分离去除未反应的Cy5.5-NHS。
将二乙烯三胺五乙酸（DTPA）二酐溶于DMSO中，使其浓度为20 mg/mL。取0.2 mL的DTPA二酐溶液缓慢滴入2 mLPBS，pH=8的标记有Cy5.5-NHS的壳聚糖-聚丙烯酸/氧化铁复合纳米微球纳米微球溶液中，在室温下搅拌24 h。经过滤后将溶液放入截留分子量为12
kDa的透析袋中用PBS溶液透析2天以除去没有连接到纳米微球上的DTPA。将氯化锡和99mTcO4‾加入到标记了DTPA的纳米微球的PBS溶液中（0.1 mol/L，pH=7.4），在室温下搅拌20 min。然后，经过超滤的方法（截留分子量为100 kDa）来纯化得到的99mTc标记的载药纳米微球。然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱除去未反应的99mTcO4‾。
将双标记的磁性复合纳米微球溶液中加入计算量的1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和2，2'-（乙烯二氧）双（乙胺）进行交联反应。在室温的条件下搅拌10 h后，将溶液放入截留分子量为12 kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去未反应的交联剂。然后将计算量的顺铂加入到交联后的复合纳米微球溶液中，使药物浓度为1 mg/mL。并将其放入37 oC摇床中搅拌2天。然后根据kataoka课题组的方法来除去没有负载上的游离的顺铂。得到具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的明胶-聚丙烯酸-氧化铁载药纳米微粒MIDLN2，基本理化参数见表1。
实施例3. 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的制备：
将1 g酪蛋白溶于含有0.2 g
丙烯酸的水溶液中，当体系变为均相且澄清透明后，大概需要40分钟。向体系中加入0.1g磁流体，维持整个体系的体积为50 ml，装上冷凝装置，接通冷凝水。于氮气气氛下升温至90℃，加入少量的引发剂：过硫酸钾，保持在90℃反应。反应过程中观察体系颜色的变化。当体系颜色变为乳白色后，继续反应2小时，以确保体系中的丙烯酸反应完全。然后加入0.5 ml的戊二醛交联2小时。所得的乳液通过磁分离得到包裹有磁性纳米微粒的复合微球。
将上述磁性纳米微球分散在硼酸盐缓冲溶液中 (50 mM, pH 8.5) 通过PD-10 column色谱柱。然后将异硫氰酸NIR-797溶于二甲亚砜（DMSO）中，使其浓度为10 mg/mL。取0.1 mL染料溶液缓慢滴入2 mL调整过pH值的纳米微球溶液中，在37℃避光反应搅拌2 h。然后将溶液通过PD-10 column色谱柱纯化纳米微球。。
将偶联剂DOTA-NHS （DOTA： l，4，7,10-四氮杂环十二烷四乙酸，合成方法见(Cancer
Res 2006;66:9673–81.)）溶解在DMSO中，DOTA与表面修饰的氧化铁纳米微粒摩尔比为5:1, 避光反应过夜。然后将上述溶液通过PD-10
色谱柱, 并分散在PBS 缓冲溶液中(pH 7.4)。将64CuCl2(2
mCi)盐酸溶液加入到标记了DOTA的纳米微球的PBS溶液中（0.1 mol/L，pH=7.4），在室温下搅拌30 min。然后，将64Cu-DOTA-纳米粒子通过0.2μm注滤头过滤，来纯化得到的64Cu标记的载药纳米微球（64CuT1/2= 12.7 hours,
Er= 655 keV (17%); Er= 573 keV (39%)）
将双标记的磁性复合纳米微球溶液中加入计算量的1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和2，2'-（乙烯二氧）双（乙胺）进行交联反应。在室温的条件下搅拌10 h后，将溶液放入截留分子量为12
kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去未反应的交联剂。然后将计算量的顺铂加入到交联后的复合纳米微球溶液中，使药物浓度为1
mg/mL。并将其放入37 oC摇床中搅拌2天。同样根据kataoka课题组的方法来除去没有负载上的游离的顺铂。得到具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的酪蛋白-聚丙烯酸-氧化铁载药纳米微粒MIDLN3，基本理化参数见表1。
表
1
| 多模态成像复合载药纳米微粒 | 平均粒径（nm） | 多分散度 | 表面Zeta电位（mV） | 载药量（%） | 自旋-自旋弛豫系数r2（mM-1s-1） |
| MIDLN1 | 92.6±1.1 | 0.090±0.013 | 29.3±1.5 | 35.6±2.1 | 238 |
| MIDLN2 | 230.8±1.6 | 0.074±0.020 | 26.7±2.1 | 32.3±2.5 | 304 |
| MIDLN3 | 136.5±0.9 | 0.045±0.022 | 28.3±1.2 | 37.5±1.4 | 276 |
实施例4. 本发明的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的负载顺铂的纳米粒负载顺铂的体外释放：
将一定量的顺铂载药纳米微球溶液放入透析袋中 (截留分子量为12000)，然后将透析袋完全浸入0.01 mol/L 磷酸盐缓冲溶液（PBS溶液；PH=7.4）中，整个释放实验于摄氏37℃下进行，每隔一定时间取出外液，并加入新的等量PBS。所得到的不同时间点的外液中铂的含量由ICP-MS测得。
实施例5. 本发明的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的体内和体外近红外成像：
鼠源性H22肝癌细胞系保种于ICR小鼠腹腔内, 待7－9日腹水生成后取腹水，显微镜下计数并调整细胞数至4～6×106 个/mL，分别接种于ICR小鼠（左侧腋下，每只0.2 ml）。细胞种植后7－8天，选择肿瘤体积300 mm3左右的小鼠为实验模型。对于近红外荧光造影，我们将近红外荧光分子标记的载药纳米微球（注射剂量为10 mg
Fe/kg）通过尾静脉注射入小鼠体内，然后将小鼠用异氟烷麻醉并置于动物板上，然后将小鼠置于近红外活体成像仪（IVIS®
Lumina system；Xenogen Co., Alameda, 美国）中进行造影。690nm或745 nm的近红外荧光被采集，曝光时间定为2秒。扫描时间点为静注后0.5 h、1 h、2 h、3 h、6 h、8 h、10 h、24 h、36 h、48 h和72 h。在72 h扫描采集结束后，将老鼠杀掉，肿瘤和老鼠的主要器官被取出来，在IVIS成像***中进行近红外成像。
图3A为不同时间点肿瘤部位的荧光强度。注射后72 h时将小鼠的肿瘤组织、胃、肠、肝脏、脾脏、肾脏、肺、脑以及心脏取出并进行造影，如图3B所示，发现肿瘤组织中的荧光强度远远高于其他组织，再一次证明了载药纳米微球良好的靶向性。
实施例6. 本发明的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的小动物PET成像：
将0.3 mL（99mTc标记，锝；T1/2=6.02 h, Eγ=141 keV包含300 µCi 的 99mTc或64Cu标记，）的载药纳米微球通过PD-10
色谱柱纯化然后，溶液通过尾静脉注射到荷瘤小鼠中（采用H22移植瘤模型），注射剂量为10 mg Fe/kg。小动物PET成像以及感兴趣区域（ROI）分析参照文献(Cancer Res
2006;66:9673–81.)。PET扫描在microPET R4 啮齿动物扫描头下进行
(Siemens Medical Solutions)。然后分别在静注后1 h、2 h、4 h、6 h、12 h和22 h将小鼠处死（每个时间点5只小鼠），取出血液以及各组织，包括：心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺、（大腿）肌肉、肠（清空）、腿骨、胃（清空）、肿瘤以及脑，将取出的血液和各组织放入到预先称好重量的小离心管中，然后用γ光子计数器检测，另取0.3
mL的（99mTc或64Cu）标记的载药纳米微球溶液，将其稀释到100
mL，取2 mL放入小离心管中作为参比溶液，以消除放射能衰减的影响，结果表示为%注射剂量每克组织或血液(% ID/g)，每次扫描，都采集肿瘤与主要器官的3维ROIs，并进行PET 扫描层厚 4.25mm,矩阵 128×128,扫描结束后将 PET 和 CT 图像传送至Entegra 工作站进行对位融合,获得横断位、矢状位和冠状位融合图像。
将MIDLN1，MIDLN2和MIDLN3分别通过尾静脉注射到荷瘤小鼠的体内，然后在不同的时间点将小鼠的各组织器官和血液取出并用γ光子计数器对它们进行分析。纳米微球快速地从血液循环中分布到各个组织器官内。血液的结果显示，在所观察的22 h期间内，纳米微球在血液中的数量快速地减少。各组织器官中分布的结果表明，脑、（大腿）肌肉和心脏对纳米微球的吸收相对较低，而肿瘤、肝、脾、肾、腿骨等器官中纳米微球的富集相对较高。对于肿瘤组织，最高的纳米微球富集发生在给药后22 h。这一结果基本上与近红外荧光成像的结果一致，在肝脏和肾脏中最高的纳米微球富集均发生在给药后2 h，此后，纳米微球在这两个器官中的累积随着时间的增长而逐渐减少。
实施例7. 本发明的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒的小动物磁共振成像：复合纳米微粒通过尾静脉 (10
mg Fe/kg)注射到麻醉的小鼠体内，在7.0特斯拉的小动物磁共振成像仪(GE
Healthcare)上进行T2 加权快速自旋-回波成像。注射纳米微粒前和1 h、2 h、4 h、6 h、12 h和22 h将小鼠处死（每个时间点5只小鼠）后，取出血液以及各组织，包括：心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺、（大腿）肌肉、肠（清空）、腿骨、胃（清空）、肿瘤以及脑分别做磁共振成像。用下列参数进行成像：TE 40
ms, TR 3000, 厚度为1 mm, FOV 6×6, NEX 6.0, 回波 1/1。信号强度在选定的感兴趣区内通过ImageJ测定(National
Institutes of Health)。
将MIDLN1，MIDLN2和MIDLN3分别通过尾静脉注射到荷瘤小鼠的体内，其中Fe的浓度为10mg/mL。同样22小时，肿瘤部位的负信号最强，可以看到粒子的聚集，体现了磁共振成像良好的空间分辨率。肝脏和肾脏最低负信号也是出现在2小时左右，与近红外成像与PET成像的结果基本一致。
Claims (8)
1.一种具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，粒径为80-250nm，其特征是：它是由大分子单体和丙烯酸的共聚物包裹的氧化铁磁流体的复合纳米微粒表面标记有近红外荧光染料和核素分子后进行交联，最后进行载药的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒，所述的大分子单体是壳聚糖、明胶、纤维素或酪蛋白。
2.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征是：所述的氧化铁磁流体是柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮包裹的氧化铁纳米微粒，流体动力学半径为5～20nm。
3.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征是：所述的壳聚糖是脱乙酰度为80-95%的数均分子量为1-20万的壳聚糖。
4.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征是：所述的荧光染料是Cy5.5-NHS染料或异硫氰酸NIR-797染料。
5.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征是：所述的标记有核素分子是标记有99mTc或64Cu。
6.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征是：所述的载药是载有顺铂药物。
7.一种制备权利要求1所述载药纳米粒的方法，其特征是它包括如下步骤：
步骤1. 表面修饰的氧化铁纳米微粒的磁流体：通过共沉淀法、水热法或热分解法制备的柠檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮包裹的氧化铁纳米微粒，流体动力学半径5～20nm，得到产物；
步骤2. 大分子-单体对与表面修饰的氧化铁纳米微粒共聚合制备包裹有氧化铁的复合纳米微粒：将大分子单体壳聚糖、明胶、纤维素或酪蛋白溶于含有聚丙烯酸水溶液中，当体系变为均相且澄清透明后，在超声条件下加入计量的步骤1制备的磁流体，于氮气气氛下升温至70-90℃，然后加入1%的K2S2O8溶液引发丙烯酸的聚合，反应结束后，得到带有浅蓝色乳光的溶液，经过滤后在截留分子量为12 kDa的透析袋中用蒸馏水透析24
h以除去剩余的单体和引发剂；
步骤3. 复合纳米微粒表面标记近红外荧光分子：
方法一：由步骤2制得的纳米微粒分散在浓度为50 mM、pH 8.5的硼酸盐缓冲溶液中 ， 通过PD-10 column色谱柱，荧光染料Cy5.5-NHS溶解在二甲亚砜中，与Cy5.5-NHS的摩尔比为5:1，避光反应30分钟；
方法二：由步骤2制得的纳米微粒分散在浓度为50 mM、pH 8.5的硼酸盐缓冲溶液中 ， 通过PD-10 column色谱柱，然后将异硫氰酸NIR-797溶于二甲亚砜中，使其浓度为10 mg/mL，取0.1 mL染料溶液缓慢滴入2 mL调整过pH值（8.5）的纳米微球溶液中，在37℃避光反应搅拌2 h，然后将溶液通过PD-10 column色谱柱纯化纳米微球；
步骤4. 复合纳米微粒表面标记核素分子：
方法一：将二乙烯三胺五乙酸二酐（DTPA）溶于DMSO中，使其浓度为20 mg/mL，二乙烯三胺五乙酸二酐与表面修饰的氧化铁纳米微粒摩尔比为5:1, 避光反应过夜，然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱, 并分散在pH= 7.4的PBS 缓冲溶液中，纳米微球的放射性核素标记的方法如下：将氯化锡和99mTcO4‾加入到标记了二乙烯三胺五乙酸二酐的纳米微球的浓度为0.1
mol/L、pH=7.4的 PBS溶液中，在室温下搅拌30 min，然后，将99mTc-DTPA-纳米粒子通过0.2μm注滤头过滤，来纯化得到的99mTc标记的载药纳米微球；
方法二：将偶联剂l，4，7,10-四氮杂环十二烷四乙酸（DOTA-NHS）溶解在DMSO中，DOTA与表面修饰的氧化铁纳米微粒摩尔比为5:1, 避光反应过夜，然后将上述溶液通过PD-10 色谱柱, 并分散在pH 7.4的PBS 缓冲溶液中，将64CuCl2(2 mCi)盐酸溶液加入到标记了DOTA的纳米微球的浓度为0.1 mol/L、pH=7.4的PBS溶液中，在室温下搅拌30 min，然后，将64Cu-DOTA-纳米粒子通过0.2μm注滤头过滤，来纯化得到的64Cu标记的载药纳米微球；
步骤5. 标记有核素分子和近红外荧光分子的复合纳米微粒的药物负载：在双标记的复合纳米微球溶液中加入计算量的1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和2，2'-（乙烯二氧）双（乙胺）进行交联反应，在室温的条件下搅拌10 h后，将溶液放入截留分子量为12 kDa的透析袋中用蒸馏水透析24 h以除去未反应的交联剂，然后将计算量的顺铂加入到交联后的复合纳米微球溶液中，使药物浓度为1 mg/mL，并将其放入37℃摇床中搅拌2天，然后根据kataoka课题组的方法来除去没有负载上的游离的顺铂，得到具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒。
8.权利要求1所述的具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒在制备抗肿瘤药物中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104842461A CN102921022A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104842461A CN102921022A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102921022A true CN102921022A (zh) | 2013-02-13 |
Family
ID=47636042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104842461A Pending CN102921022A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102921022A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103980297A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 大连大学 | 一种检测汞离子的多功能成像探针 |
| WO2017092088A1 (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 华中科技大学 | 一种磁共振成像造影剂及其制备方法与应用 |
| CN104258423B (zh) * | 2014-09-16 | 2017-08-11 | 首都医科大学 | 一种用于脑胶质瘤的钆掺杂碳酸锰双模式成像探针 |
| CN110746743A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-04 | 武汉理工大学 | 一种亲油性光子纳米磁性链及其制备方法 |
| CN111110657A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-05-08 | 徐州医科大学 | 可双模成像及靶向治疗乳腺癌的纳米微球及其制备方法 |
| CN114366822A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所 | 一种主动靶向多模态分子影像探针及其制备方法和应用 |
| CN114522255A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
-
2012
- 2012-11-23 CN CN2012104842461A patent/CN102921022A/zh active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JIN XIE ET AL.: "PET/NIRF/MRI triple functional iron oxide nanoparticles", 《BIOMATERIALS》 * |
| YIN DING ET AL.: "Synthesis and Magnetic Properties of biocompatible Hybrid Hollow Spheres", 《BIOMACROMOLECULES》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103980297A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 大连大学 | 一种检测汞离子的多功能成像探针 |
| CN104258423B (zh) * | 2014-09-16 | 2017-08-11 | 首都医科大学 | 一种用于脑胶质瘤的钆掺杂碳酸锰双模式成像探针 |
| WO2017092088A1 (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 华中科技大学 | 一种磁共振成像造影剂及其制备方法与应用 |
| CN110746743A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-04 | 武汉理工大学 | 一种亲油性光子纳米磁性链及其制备方法 |
| CN111110657A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-05-08 | 徐州医科大学 | 可双模成像及靶向治疗乳腺癌的纳米微球及其制备方法 |
| CN114366822A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所 | 一种主动靶向多模态分子影像探针及其制备方法和应用 |
| CN114522255A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
| CN114522255B (zh) * | 2022-02-18 | 2023-09-01 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Indoria et al. | Recent advances in theranostic polymeric nanoparticles for cancer treatment: A review | |
| Zavaleta et al. | Theranostic nanoparticles for tracking and monitoring disease state | |
| Li et al. | Red blood cell membrane-coated upconversion nanoparticles for pretargeted multimodality imaging of triple-negative breast cancer | |
| Li et al. | Multimodality imaging in nanomedicine and nanotheranostics | |
| Agrawal et al. | Chitosan-based systems for molecular imaging | |
| Rieffel et al. | Recent advances in higher‐order, multimodal, biomedical imaging agents | |
| Huang et al. | Biomedical nanomaterials for imaging-guided cancer therapy | |
| Wang et al. | MR/SPECT imaging guided photothermal therapy of tumor-targeting Fe@ Fe3O4 nanoparticles in vivo with low mononuclear phagocyte uptake | |
| Arifin et al. | Trimodal gadolinium-gold microcapsules containing pancreatic islet cells restore normoglycemia in diabetic mice and can be tracked by using US, CT, and positive-contrast MR imaging | |
| Foy et al. | Optical imaging and magnetic field targeting of magnetic nanoparticles in tumors | |
| Yang et al. | Dragon fruit-like biocage as an iron trapping nanoplatform for high efficiency targeted cancer multimodality imaging | |
| CN102921022A (zh) | 具核素成像、荧光成像与磁共振成像功能的载药纳米粒及其制法和用途 | |
| Ashokan et al. | Multifunctional calcium phosphate nano-contrast agent for combined nuclear, magnetic and near-infrared in vivo imaging | |
| Bai et al. | Triple-modal imaging of magnetically-targeted nanocapsules in solid tumours in vivo | |
| Guo et al. | Multifunctional ultrasound contrast agents for imaging guided photothermal therapy | |
| Savla et al. | Nanoparticle design considerations for molecular imaging of apoptosis: Diagnostic, prognostic, and therapeutic value | |
| Zhang et al. | Lipid-encapsulated Fe3O4 nanoparticles for multimodal magnetic resonance/fluorescence imaging | |
| Patrick et al. | Radio-metal cross-linking of alginate hydrogels for non-invasive in vivo imaging | |
| Antonelli et al. | Red blood cells as carriers of iron oxide-based contrast agents for diagnostic applications | |
| Marciello et al. | Recent advances in the preparation and application of multifunctional iron oxide and liposome-based nanosystems for multimodal diagnosis and therapy | |
| CN104436220B (zh) | 一种壳聚糖磁性纳米微球的制备方法及其用途 | |
| Li et al. | uPAR targeted phototheranostic metal-organic framework nanoprobes for MR/NIR-II imaging-guided therapy and surgical resection of glioblastoma | |
| CN103041408A (zh) | 核-壳型纳米造影剂、其制备方法及应用 | |
| Setia et al. | Theranostic magnetic nanoparticles: Synthesis, properties, toxicity, and emerging trends for biomedical applications | |
| CN103041407A (zh) | 核-壳型纳米造影剂、其制备方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130213 |