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一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法

阅读：427发布：2021-02-24

IPRDB可以提供一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法，是以FeCl3.·6H2O和K4Fe(CN)6为原料，按照1:1.05～1:1.2的摩尔比称取后分别溶于水中，混合后即可得到蓝色普鲁士蓝胶体粒子，加入丙酮使之聚沉，分离出的固体在空气中干燥，再分散在水中，制得到对钆离子即Gd3+具有强负载能力的PB-CNP胶体溶液，其粒径在50~150nm范围；将PB-CNP胶体溶液与含Gd3+离子的水溶液混合，或通过透析膜与Gd3+离子的水溶液接触，达到吸附钆离子的目的；得到的溶液用丙酮聚沉后经离心分离、自然风干即可得到负载有钆的PB-CNP固体造影试剂。本发明的含钆磁共振造影剂在水中的生物相容性好，毒性小，弛豫能力强，制备方法简单易行、原料易得、成本低廉。，下面是一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法，其特征在于：(1)制备出对稀土离子具有强吸附能力和高负载量的PB-CNP，以i^eCl3_6H20和 K4Fe(CN)6为原料，按照1:1. 05〜1:1.2的摩尔比称取后，分别溶于蒸馏水中，在室温下将 FeCl3溶液滴加至Kfe(CN)6溶液中，搅拌15min后加入丙酮，静置片刻，离心分离含未反应完原料的溶液，固体自然风干，即可得到固态PB-CNP ；将所得固态PB-CNP溶于适量蒸馏水中，即可得到对钆离子即Gd3+具有强负载能力的PB-CNP胶体溶液，其粒径在5(Tl50nm范围；也可以不经丙酮聚沉，而是直接将加料混合后得到的胶体溶液用膜透析的方法将未反应完的原料去除，浓缩液即是对Gd3+具有强负载能力的纳米PB-CNP胶体溶液；(2)将PB-CNP胶体溶液与含Gd3+离子的水溶液混合，或通过透析膜与Gd3+离子的水溶液接触，达到吸附钆离子的目的；(3)将步骤2得到的溶液用丙酮聚沉后经离心分离、自然风干即可得到负载有钆的 PB-CNP固体造影试剂。

2.根据权利要求1所述的一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法，其特征在于：所述Gd3+离子水溶液的pH值范围最好在6〜7. 5。

3.根据权利要求1所述的一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法，其特征在于：所述PB-CNP上负载Gd3+的量不能超过饱和吸附量的45%，按饱和吸附量的45%计算，钆最佳负载量为PB-CNP中铁含量的10%以内。

说明书全文

一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于磁共振成像技术领域，具体涉及一种含钆磁共振造影剂的制备方法。背景技术

[0002] 磁共振成像（MRI)技术由于其无创性，且病人不暴露于有潜在危害的辐射中而越来越受到人们的青睐。现已发展成为临床医疗诊断中的一种常见手段，是诊断肿瘤最为有效的方法之一。磁共振成像造影剂是一种能够通过静脉注射到人体内的能缩短成像时间，提高成像对比度和清晰度，显示组织器官功能状态的辅助成像诊断试剂。它可方便诊断过程，降低误诊率。

[0003] MRI造影剂主要有水溶性顺磁性造影剂和超顺磁性造影剂两大类。水溶性顺磁造影剂由顺磁性金属离子和配体组成，其中顺磁性金属离子主要有狗2+、Fe3\Mn2+和Gd3+。这些金属离子有多个未成对电子，都具有长的电子弛豫时间KTltls，既能加速核磁弛豫速率，又不引起显著的顺磁位移。将其引入生物体后，能加快组织中水质子的弛豫速率而提高正常部位与病变部位的成像对比度，或显示器官的功能状态，增大造影剂邻近区域的磁共振信号，提高影像的对比。其中Gd3+最外层有七个电子（4f7)，电子自旋磁矩最大，弛豫率相对更高，电场对称，易与水配位，且配位水分子为8或9个，是造影剂的较佳选择。但是，游离的钆具有高毒性，在体内分布于骨骼和肝脏，并可迅速导致肝脏坏死。所以所有的含钆造影剂都要能在生物体内稳定存在并与静脉血相容。

[0004] 普鲁士蓝（PB)分为两种：可溶性的KFe [Fe (CN) 6]和不可溶的[Fe (CN) 6] 3，两种 PB都是立方晶型，内有空腔。而可溶性的PB因为是胶体粒子，不仅具有空腔，而且表面能也很大，这使其对金属离子具有很强的负载能力，用PB作为铊中毒的解毒剂也正是基于此原理。由此，根据可溶性PB的负载能力和Gd3+在弛豫时间上的优势，可以考虑利用可溶性PB 对Gd3+进行吸附得到稳定的负载产物。而且可溶性PB价格低廉，制备简便，具有很好的生物相容性。因此，研发这一类造影剂具有非常重要的意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种含钆磁共振造影剂的制备方法，旨在通过具有强负载能力的PB-CNP负载Gd3+，从而获得一种粒径可控、生物相容性好、细胞毒性小、化学稳定性好、制备简便、成本低廉、造影效果佳的造影剂。

[0006] 本发明的原理是：利用PB-CNP对Gd3+的强烈吸附能力，使Gd3+负载在PB-CNP表面和孔洞之中，形成稳定的纳米粒子，并用作磁共振造影试剂，主要用于磁共振T1加权成像。

[0007] 本发发明的步骤包括：1.首先制备出对稀土离子具有强吸附能力和高负载量的PB-CNP，Wi^Cl3_6H20和 K4Fe(CN)6为原料，按照1:1. 05〜1:1.2的摩尔比称取后，分别溶于蒸馏水中，在室温下将 FeCl3溶液滴加至Kfe(CN)6溶液中，搅拌15min后加入丙酮，静置片刻，离心分离含未反应完原料的溶液，固体自然风干，即可得到固态PB-CNP ；将所得固态PB-CNP溶于适量蒸馏水
3中，即可得到对钆离子即Gd3+具有强负载能力的PB-CNP胶体溶液，其粒径在5(Tl50nm范围；也可以不经丙酮聚沉，而是直接将加料混合后得到的胶体溶液用膜透析的方法将未反应完的原料去除，浓缩液即是对Gd3+具有强负载能力的纳米PB-CNP胶体溶液；
2.将PB-CNP胶体溶液与含Gd3+离子的水溶液混合，或通过透析膜与Gd3+离子的水溶液接触，达到吸附钆离子的目的，Gd3+离子水溶液的pH值范围在圹7. 5，最好在6〜7. 5 ；
PB-CNP上负载Gd3+的量不能超过饱和吸附量的45%，最好不超过40%，否则将使粒子聚沉而得不到分散性好的纳米颗粒，按饱和吸附量的45%计算，钆负载量为PB-CNP中铁含量的11%左右，最佳的负载量控制在10%以内，此时PB-CNP的分散性好。

[0008] 3、将步骤2得到的溶液用丙酮聚沉后经离心分离、自然风干即可得到负载有钆的 PB-CNP固体造影试剂。

[0009] 将所得产物分散于可用于注射的缓冲溶液中，做磁共振成像实验，这种含钆磁共振造影剂主要用于T1加权磁共振成像造影材料。

[0010] 本发明的有益效果是：本发明含钆磁共振造影剂所用的PB-CNP的表面能很大，其与Gd3+之间有强烈的相互作用，很容易就可以负载Gd3+。负载Gd3+后PB-CNP细胞毒副作用小，颗粒粒径为20-150 nm范围，中位粒径为D50小于lOOnm，生物相容性好，弛豫能力强。所述磁共振造影剂的成像效果会随着负载在PB-CNP上的Gd3+量的增加而增强。与单纯PB的驰豫效率相比，可以提高200%以上。其增加值折算为钆离子的贡献值，可以达到30-50 S-1' mT1，是目前市场上钆配合物造影试剂的10倍以上；该磁共振造影剂的可以在pH值5〜7. 5 范围内使用，正好处于人体血液的PH值范围（7. 25-7. 5)内，且毒性小，生物相容性良好。另外，本发明的制备方法具有操作简单易得和成本低廉等优点。

附图说明

[0011] 图1为实施例1制备的PB-CNP的粒径分布图，可以看出，其中位粒径为D50小于 IOOnm0

[0012] 图2为实施例2中pH=7. 3〜7. 5时，PB对Gd3+ ((Γ500 μ g)的吸附关系曲线。其中横坐标为Gd3+的初始用量，纵坐标为平衡时ImgPB-CNP对Gd3+的吸附饱和量。由图可以看出，ImgPB-CNP对Gd3+的吸附饱和量约为250 μ g左右，即钆含量为PB-CNP中铁含量的25%左右ο

[0013] 图3为实施例3中pH=7. 3〜7. 5时，含Img PB的胶体水溶液在不同量的Gd3+ (0^200 μ g)存在下PB的聚沉量变化曲线。由于PB-CNP对稀土离子有强烈的吸附特征，当PB-CNP表面的负电荷被稀土中和后即可发生胶体粒子的聚沉。横坐标为加入的Gd3+量（(Γ200 μ g)，纵坐标为由于Gd3+的加入导致的PB沉降量。由图可知：① Gd3+:PB ( 11/100 时，PB 几乎不沉降；② Gd3+:PB=12/10(Tl3/100 时，PB 能沉降一部分； ③Gd3+ = PB彡14/100时PB几乎全部沉降。说明PB的聚沉与溶液pH和加入的稀土量直接相关，PB上负载的钆量可以达到其重量的11%而不聚沉，所以在制备吸附物质时，可以选择 Gd3+:PB=5/100, 8/100，10/100。

[0014] 图4为实施例1制备的PB-CNP和实施例4制备的负载8% Gd3+的PB-CNP的XRD。

[0015] 图5为实施例1制备的PB-CNP的T1磁共振成像图，图6为相应的驰豫率T1 (IA1) 与PB-CNP浓度关系。由图表明PB-CNP本身的弛豫率不是很高，R1值为0.50M ί^ πιΤ1。[0016] 图7为实施例4制备的负载8% (按PB中的含铁量计)Gd3+的PB-CNP的T1磁共振成像图，图8、图9、图10分别为负载5%，8%，10%Gd3+的PB-CNP的弛豫率巧(IA1)与PB-CNP 浓度关系图。由图8、图9、图10可知：负载Gd3+后的PB的Γι比PB本身的大，而吸附物质的巧也会随着Gd3+负载量的增加而增大，分别为1.56 ίΓ1.·-1』· 17 8^ ^,2.61 s^mT1。分别是原来的3倍、4倍和5倍多。由此可知，负载Gd3+可以提高PB的弛豫效率和成像效果，而且Gd3+的负载量越大，效果越好。如果考虑R1的增加值都来自钆的贡献，因此，单位 Gd3+对R1的贡献值分别为43. 73 8^ ^,37. 96 8^ ^,33. 55 s+mT1。而目前商业造影剂以钆计算的R1值在3、之间，证明Gd3+负载在PB-CNP上可以得到更好的造影效果。以Gd3+ 浓度计算的弛豫效率比商业产品高11倍左右。

[0017] 图11为实施例4制备的负载8% (按PB中的含铁量计)Gd3+的PB-CNP的细胞毒性测试结果图。从实验结果可以看出，样品浓度高达400 μ g/mL时，孵育M小时后，癌细胞的成活率依然达到了 99%左右，说明该造影剂对细胞的毒性非常小，适合于生物应用。

[0018] 具体实施例：实施例1 ：以ί^α3_6Η20和K4Fe (CN)6为原料，按照1 ： 1. 2 (K4Fe (CN)6稍过量以确保得到胶状PB)的摩尔比准确称取相应原料，室温下，分别溶于蒸馏水中后，将FeCl3溶液缓慢逐滴加入Kfe(CN)6溶液中，搅拌15min后，加少量丙酮，静置，高速离心，自然风干后即得固态PB。其粒度分布图见图1，XRD图见图4。

[0019] 实施例2 ：室温下，pH=7. 3^7. 5时，V=50mL时，在恒温水浴振荡槽中，用含ImgPB 胶体溶液的渗析袋与含 100 μ g, 150 μ g, 200 μ g, 250 μ g, 280 μ g, 300 μ g, 400 μ g, 500 μ g Gd3+的溶液接触吸附40min左右可以达到吸附饱和。以ImgPB对100 μ g Gd3+的吸附为例，将装有IOmL 0. lmg/mL PBCNP的六个透析袋分别放入锥形瓶中，分别加入IOmL 10 μ g/mL Gd3+和30mL蒸馏水后，恒温振荡40min，取上清液，用偶氮砷III显色法测定溶液中残留的钆浓度并推算出被PB胶体粒子吸附的Gd3+的量。同样，分别测定Gd3+=150 μ g飞00 μ g时的吸附数据。以钆吸附量对不同初始钆含量作图，得到的吸附曲线见图2。

[0020] 实施例3 ：室温下，pH=7. 3^7. 5时，分别在含Img PB的的水溶液中加入不同量的 Gd3+((T200y g)，静置吸附3小时后高速离心，取上清液测吸光度，根据PB的标准曲线算出未沉降PB的量，从而推算出已经沉降的PB的量，考察由于稀土离子的吸附所导致的PB-CNP 聚沉特性。其吸附曲线见图3。

[0021] 实施例4 ：取一定量实施例1所制备的PB溶于300mL的蒸馏水中，调pH=7. 3^7. 5，配置成5mmol/L (按PB中的含铁量计）的胶体溶液，各取IOOmL于200mL的烧杯中，按 Gd3+:PB=5/100, 8/100, 10/100的计量比各加入适量Gd3+，于室温下搅拌30min后，加少量丙酮，静置，高速离心，自然风干后即得固态负载产物，即三种含钆量不同的磁共振造影剂。其中，负载8% Gd3+后的PB的XRD图见图4。

[0022] 实施例5 ：取一定量实施例1所制备的PB溶于蒸馏水中，调pH=7. 3^7. 5，分别配置 0. lmM、0. 2mM、0. 4mM、0. 6mM、0. 8mM、l. OmM (按 PB 的量计)的 PB 胶体溶液，做 PB-CNP 的 T1 磁共振成像实验以及测试相应的弛豫率A (IA1)，所用仪器为AniMR实验动物磁共振成像仪 (0. 5T)。其T1磁共振成像图及相应的弛豫率T1(Izt1)与PB-CNP浓度关系图见图5和图6。

[0023] 实施例6 ：分别取一定量实施例3所制备的负载5%、8%、10% Gd3+的PB溶于蒸馏水中，调 pH=7. 3^7. 5，分别配置 0. 3mM、0. 6mM、l. 2mM、l. 8mM、2. 4mM、3. OmM (按 PB 的量计)的溶液，做此三种造影剂的弛豫率(IA1)实验，再用负载8%Gd3+的PB的这种造影剂做T1磁共振成像实验，所用仪器为AniMR实验动物磁共振成像仪（0. 5T)。其T1磁共振成像图及相应的弛豫率巧(IA1)与各造影剂的浓度关系图见图7、图8、图9、图10。 [0024] 实施例7 ：取一定量实施案例3所制备的负载8%Gd3+的PB分散于乙醇中，消毒灭菌后离心，用培养基（pH=7. 4)洗涤再离心后，分散于培养基中，分别配置50μ g/mL、100y g/ mL、200 μ g/mL、400 μ g/mL(按负载8%Gd3+的PB的量计)的溶液，用癌细胞进行实验，孵育M 小时后用MTT染色4小时，再用二甲基亚砜使细胞分散后检测其存活率。其细胞毒性测试结果见图11。

标题	发布/更新时间	阅读量
造影剂-专利编号CN1071580C	2020-05-11	408
造影剂-专利编号CN1148813A	2020-05-12	162
造影剂-专利编号CN103980154B	2020-05-13	115
造影剂-专利编号CN103951586A	2020-05-13	98
造影剂-专利编号CN101820924A	2020-05-11	221
造影剂-专利编号CN101687051A	2020-05-11	582
造影剂-专利编号CN108290849A	2020-05-13	714
造影剂-专利编号CN1754577A	2020-05-11	322
造影剂-专利编号CN1208353A	2020-05-12	298
造影剂-专利编号CN108779082A	2020-05-12	914

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