[發明專利]釓(Ш)-碳量子點和其制備方法以及其在磁共振-熒光雙模態成像探針中的應用

有效

• 申請號: 201410012621.1
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103773369A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 井新利;任先艷;劉麗華;李瑜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C09K11/77
• 分類號: C09K11/77;G01N21/64;A61K49/06;B82Y20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于醫學影像材料制備技術領域，具體涉及一種釓(Ш)-碳量子點和其制備方法及其在磁共振-熒光雙模態成像探針中的應用。

背景技術

磁共振-熒光雙模態分子影像技術克服了單一分子影像技術的局限性，使不同分子影像技術的優勢得到互補，大大拓寬了分子影像技術的研究范圍與應用前景。臨床中得到廣泛應用的磁共振成像（MRI）技術能提供高分辨率的組織信息和三維結構成像，并且無需使用放射性物質作為對比劑，但其靈敏度較低，難以準確預測早期病變和微小病變。熒光成像技術具有相當高的靈敏度，但其穿透力有限。

磁共振-熒光雙模態分子影像技術用探針的開發已經成為醫學和材料領域的研究熱點，其中釓(Ш)螯合物和半導體量子點結合而構筑的雙模態探針最有研究價值。近年來，納米技術的發展推動了稀土、熒光蛋白和半導體量子點等與超順磁性鐵劑或順磁性釓(Ш)螯合物類MRI造影劑的結合（Chem.Soc.Rev.，2008，38(2)：372-90）。其中，釓(Ш)螯合物可以降低組織內水分子中質子的弛豫時間，表現出增強的信號，已廣泛用于臨床；半導體量子點光褪色過程長，發射波長根據尺寸可調，較熒光蛋白和稀土材料有著顯著優勢。但是半導體量子點含有鎘或其它重金屬具有毒性，將會限制釓(Ш)螯合物與半導體量子點結合的雙模態探針的推廣和應用。Heesum?Yang等人通過兩步反應制備了釓(Ш)功能化的SiO₂包覆的CdS：Mn/ZnS納米探針[Biomaterials，2011，32(4)：1185-92]。通過SiO₂包覆可以降低半導體量子點的毒性，但使量子點的尺寸增加了4～7nm，且制備方法比較復雜。

具有優異生物相容性的熒光碳量子點可以替代半導體量子點和釓(Ш)螯合物組建雙模態探針。碳量子點制備方法簡單，主要包括激光消融法、電化學法、水熱法、高溫熱解/煅燒有機物法和超聲法。高溫熱解/煅燒有機物法是目前制備碳量子點最簡單快速的方法，該法制得的熒光碳量子點的量子產率較高。碳量子點具有優異的生物相容性，在生化傳感、成像分析和光熱治療等領域的研究工作已在國外大量開展（Analyst，2013，138:6551-57；J.Mat.Chem.B.，2013，1：4972-82）。但碳量子點用于組建雙模態探針的研究才剛剛起步。僅Athanasios?B.Bourlinos等選用三羥甲基氨基甲烷為碳源，二乙三胺五醋酸釓為釓源，鹽酸甜菜堿為表面親水改性劑，經過高溫熱解制得用于磁共振-熒光雙模態成像探針的釓(Ш)摻雜的碳量子點（J.Mat.Chem.，2012，22(44)：23327-30）。這種技術選用的前驅體為獨立的碳源和釓源，且制備過程復雜，且前驅體需經過在水溶液中的反應和復雜的有機試劑參與的后處理過程后才能進行熱解。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種釓(Ш)-碳量子點和其制備方法及其在磁共振-熒光雙模態成像探針中的應用，該方法簡單易行，對設備要求低，反應條件易控制，且無需有機試劑參與，環境友好，經該方法制得的釓(Ш)-碳量子點，能夠均勻、穩定地分散于水中，并具有優良的磁共振響應和光致發光性能，適用于磁共振-熒光雙模態成像探針。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種釓(Ш)-碳量子點的制備方法，包括以下步驟：

1）將前驅體置于高溫電阻爐中，以1～30℃/min的升溫速率由室溫升至200～450℃之間的某個溫度，然后在此溫度下保溫0～5h，最后降至室溫，得到熱解產物；

所述的前驅體為釓(Ш)螯合物或者為1份的氧化釓、氯化釓、硝酸釓或葡甲胺與1～5份釓(Ш)螯合物組成的混合物；

2）將2份熱解產物加入20～50份質量濃度為0.01～0.1mol/L的堿性溶液中，超聲分散處理，得到懸濁液；

3）將懸濁液經0.22～1μm的水性微孔濾膜抽濾，取濾液，得到含有釓(Ш)-碳量子點的濾液；

4）將含有釓(Ш)-碳量子點的濾液透析，得到分散液，然后將分散液干燥至恒重，得到釓(Ш)-碳量子點。

步驟1）所述的釓(Ш)螯合物為二乙三胺五醋酸釓、乙二胺四乙酸釓、1,4,7,10-四氮雜環十二烷-1,4,7,10-四羧酸釓、釓噴酸單葡胺、釓噴酸葡胺、釓特酸單葡胺或釓特酸葡胺中的一種或幾種。

步驟1）所述的熱處理是在氦氣、氮氣、氬氣或空氣氣氛中的一種或幾種氣氛中進行。

步驟2）所述的堿性溶液為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或氨水。