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靶向超顺磁性四氧化三铁纳米粒的制备及在磁共振成像中的应用

作　者: 张霖倩
导　师: 吴秋芳；陈雪梅
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 靶向共沉淀法四氧化三铁超顺磁性磁共振成像
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

磁共振成像具有分辨率高、安全性好、无辐射等特点,可满足病灶早期诊断的要求。目前50%的磁共振成像是均需要使用磁共振成像造影剂。超顺磁性造影剂在人体内可以特异性分布、使用剂量小并且成像效果清晰。本文旨在研制一种双层包覆的超顺磁性纳米Fe3O4复合粒子及其表面多肽修饰具有靶向性的超顺磁性造影剂。本文采用共沉淀法制备了包覆油酸钠的超顺磁性纳米Fe3O4粒子,主要研究了搅拌强度、加料方式、温度、料液浓度等因素对Fe3O4粒径的影响。对油酸钠包覆的粒子进行了第二层包覆,主要考察了葡聚糖、羧甲基壳聚糖、聚乙二醇三种不同的包覆剂,并评价了包覆后的效果。对于葡聚糖包覆后的复合粒子进行了两种表面活化处理方法,分别与多肽偶联后,进行了体外细胞实验和磁共振成像实验,评价其靶向结合性和作为磁共振造影剂的效果。结果表明：1.在转速为7000r/min的高速剪切条件下,当温度为70℃, FeCl2的浓度为0.1mol/L时,n(Fe3+)/n(Fe2+)=1.75,碱比R=n(OH-)/n(Fe2++Fe3+)=1.75,油酸钠加入量为理论纳米Fe304粒子生成质量的30%,制备的单层包覆油酸钠的纳米Fe3O4粒子平均为8nm,为单畴晶并具有超顺磁性,比饱和磁化强度为51.6A·m2/kg。2.包覆油酸钠的纳米Fe3O4粒子分别经过葡聚糖、羧甲基壳聚糖和PEG进行第二层包覆,双层包覆后粒子为比较规则的球形,仍表现为超顺磁性,粒子的性能和磁流体稳定性均有明显改善。尤其是经过葡聚糖包覆后的复合粒子,其水动力学粒径由单层油酸钠包覆的146.6nm减小为75.1nm,磁流体的Zeta电位由-18.2mV变为-63.3mV。3.将葡聚糖包覆的复合粒子经高碘酸钠氧化法活化,并与四种不同序列的多肽偶联成为靶向纳米复合粒子。四种靶向纳米粒均具有靶向结合性,可以特异性聚集于肿瘤部位,CT247-Dextran-SPIO的浓聚效果是生理盐水的2.13倍。4.将葡聚糖包覆的复合粒子加入环氧氯丙烷活化,同时粒子表面的葡聚糖发生交联反应,最后与多肽偶联。经过交联后亲水性提高,进而延长粒子在血浆中的半衰期至6h以上。通过环氧基与多肽偶联后具有靶向结合性,CT247-CL-Dextran-SPIO在肿瘤部位的浓聚效果是生理盐水的4.43倍,是无靶纳米粒的3.68倍。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-25
  1.1 引言  11
  1.2 磁共振成像(MRI)  11-12
    1.2.1 磁共振成像简介  11-12
    1.2.2 磁共振造影剂的分类  12
  1.3 超顺磁性氧化铁造影剂的组成和制备方法  12-20
    1.3.1 超顺磁性氧化铁造影剂的组成及造影特点  12-13
    1.3.2 SPIO的核芯—纳米Fe_3O_4粒子的制备方法  13-16
    1.3.3 SPIO的外壳—纳米Fe_3O_4粒子的包覆  16-19
    1.3.4 SPIO的靶向特异性—与靶向配体分子的偶联  19-20
  1.4 超顺磁性造影剂的安全性  20
    1.4.1 铁含量的毒理作用  20
    1.4.2 输入速度的副作用  20
  1.5 超顺磁性造影剂的应用及研究进展  20-22
  1.6 课题研究目的及研究内容技术路线  22-25
第二章油酸钠包覆纳米Fe_3O_4粒子的制备  25-36
  2.1 引言  25
  2.2 实验部分  25-26
    2.2.1 实验试剂和仪器  25
    2.2.2 实验方法  25
    2.2.3 纳米Fe_3O_4粒子的测试与表征  25-26
  2.3 结果与讨论  26-35
    2.3.1 初始Fe~(3+)和Fe~(2+)的摩尔比对产物组成的影响  26
    2.3.2 碱比R的对产物磁性能的影响  26-27
    2.3.3 搅拌方式对纳米Fe_3O_4粒子粒径的影响  27
    2.3.4 物料的混合方式对纳米Fe_3O_4粒子粒径的影响  27-28
    2.3.5 反应物浓度对纳米Fe_3O_4粒子粒径的影响  28-29
    2.3.6 反应温度对纳米Fe_3O_4粒子粒径的影响  29-30
    2.3.7 油酸钠加入量对纳米Fe_3O_4粒子粒径、分散性和磁流体稳定性的影响  30-34
    2.3.9 纳米Fe_3O_4粒子的包覆量  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章双层包覆纳米Fe_3O_4粒子的制备  36-46
  3.1 引言  36-37
  3.2 实验部分  37-38
    3.2.1 实验试剂及仪器  37
    3.2.3 实验方法  37-38
    3.2.4 双层复合纳米Fe_3O_4粒子的表征方法  38
  3.3 结果与讨论  38-45
    3.3.1 包覆剂与纳米Fe_3O_4质量比对磁流体稳定性的影响  38-42
    3.3.2 双层包覆后纳米Fe_3O_4粒子表面基团分析  42-43
    3.3.3 双层包覆后复合粒子的表面包覆量  43-44
    3.3.4 葡聚糖和羧甲基壳聚糖包覆对复合粒子磁性能的影响  44-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章高碘酸钠氧化法制备靶向葡聚糖SPIO及磁共振成像应用  46-54
  4.1 引言  46
  4.2 实验原理  46
  4.3 实验部分  46-49
    4.3.1 实验试剂及仪器  46-47
    4.3.2 实验方法  47-48
    4.3.3 测试与表征方法  48-49
  4.4 结果与讨论  49-53
    4.4.1 高碘酸钠加入量对葡聚糖氧化度的影响  49-50
    4.4.2 偶联多肽后粒子表面所含基团  50-51
    4.4.3 体外细胞结合实验染色结果  51-52
    4.4.4 细胞结合实验中铁含量的测定  52
    4.4.5 靶向纳米Fe_3O_4粒子在磁共振成像中的应用  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章环氧氯丙烷活化法制备靶向网状交联葡聚糖SPIO及磁共振成像的应用  54-62
  5.1 引言  54
  5.2 实验原理  54
    5.2.1 葡聚糖交联原理  54
    5.2.2 环氧基偶联多肽  54
  5.3 实验部分  54-56
    5.3.1 实验试剂及仪器  55
    5.3.2 实验方法  55-56
      5.3.2.1 网状交联葡聚糖纳米粒的制备  55
      5.3.2.2 环氧基测定方法  55-56
    5.3.3 表征方法  56
  5.4 结果与讨论  56-61
    5.4.1 反应时间对活化反应的影响  56-57
    5.4.2 交联葡聚糖-SPIO与多肽偶联后红外表征  57-58
    5.4.3 体外细胞结合实验  58-59
    5.4.4 血浆半衰期测定  59-60
    5.4.5 磁共振成像结果  60
    5.4.6 在荷瘤裸鼠内的组织分布  60-61
  5.6 本章小结  61-62
第六章总结及展望  62-64
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
研究生在读期间发表论文  71

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