CN102526769A - 同时用于ct与mri的双显影剂及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种同时用于阴极射线计算机断层摄影与核磁共振摄影的双显影剂及其制作方法，其中双显影剂包括：一铁铂纳米粒子；一表面改质分子，连结于该铁铂纳米粒子的表面，使铁铂纳米粒子的表面修饰有一胺基、一羧基、或一生物素；其中，铁铂纳米粒子具有球状结构、八足状结构、立方八面体结构、立方体结构、或截角立方体结构，且该铁铂纳米粒子如下式(I)所示：FexPt100-x (I)其中，x为30～60。
Description
技术领域
本发明是关于一种纳米级多功能多平台显影剂及其制作方法，尤指一种可以同时用于阴极射线计算机断层摄影(CT)与核磁共振摄影(MRI)的双显影剂及其制作方法。
背景技术
近年来，各种图像检查已是医疗上常用的疾病检测方法之一。其中，显影剂为一种在进行图像检查时，可以提升各种不同组织之间的对比度，使图像变得更清楚的药剂。目前医疗上常用的图像检查包括有计算机断层摄影(Computed tomography，CT)、及核磁共振摄影(Magnetic resonanceimaging，MRI)等。
其中，CT利用X射线穿透人体取得图像后，再由计算机重组成三度图像空间，以观察身体内部组织结构。由于CT具有高分辨率，且可以完整呈现病灶，故为一种医疗上常用的图像检查技术。一般而言，CT所使用的显影剂为碘显影剂，但碘显影剂为一种具有高渗透度的离子性显影剂，容易对肾脏有所危害，且具有显像时间短的缺点。因此，为改善碘显影剂的缺点，目前已发展如：聚合物包覆的硫化铋(polymer-coated bismuthsulfide(Bi2S3))、及聚乙二醇(PEG)包覆的金纳米粒子等纳米粒子型显影剂。
另一方面，MRI则是利用磁场原理，改变体内氢原子的旋转方向排列，经计算机处理后，以呈现人体组织的切片图像。由于MRI是为一种非游离辐射技术，且对于水或其它生物分子具有高敏感度，已逐渐取代其它传统检查系统，而广泛用于各种疾病检验及组织观察上。对大部分MRI检查而言，均不需施打显影剂，但若需更精密检查时，仍需施打显影剂。目前MRI常用的显影剂包括：钆(gadolinium，Gd3+)基T1显影剂、及超顺磁氧化铁(superparamagnetic iron oxide)纳米颗粒型T2显影剂。
即便CT及MRI检验已广泛应用于医疗用途上，但若患者需同时进行CT及MRI检验时，需等待其中之一显影剂排除后，才可以进行另一检验，反而造成检查时间加长。目前已发展出一种可以用于CT及MRI的双显影剂，其为一种金纳米与钆离子螯合的复合纳米粒子。然而，这种复合纳米粒子工艺相当复杂，且显影效果仍不如预期。
因此，目前极需发展出一种制备方法较简单且具有良好显影效果的CT及MRI的双显影剂，以在临床上缩短检查时间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于CT及MRI的双显影剂的制作方法，使能以简单工艺制作出可以同时应用于CT及MRI摄影的双显影剂。
本发明的另一目的在于提供一种用于CT及MRI的双显影剂，使能解决传统MRI/CT显影剂所产生的肾毒性及其它禁忌症。
为达成上述目的，本发明的用于CT及MRI的双显影剂的制作方法包括下列步骤：(A)提供一混合溶液，其包含一铂化合物、一铁化合物、一多元醇、一界面活性剂、及一溶剂；(B)加热该混合溶液以使该铂化合物与该铁化合物进行反应，以得一铁铂纳米粒子；(C)冷却该混合溶液，并将该铁铂纳米粒子由该混合溶液中分离出；以及(D)将该铁铂纳米粒子与一表面改质分子混合，以得到一表面修饰的铁铂纳米粒子双显影剂。
此外，本发明还提供一种使用上述方法制备的CT及MRI的双显影剂，包括：一铁铂纳米粒子；以及一表面改质分子，连结于该铁铂纳米粒子的表面，使该铁铂纳米粒子的表面修饰有一胺基、一羧基、或一生物素(biotin)；其中，该铁铂纳米粒子具有球状结构、八足状结构、立方八面体结构、立方体结构、或截角立方体结构，且该铁铂纳米粒子如下式(I)所示：
FexPt100-x (I)
其中，x为30～60，而巯基也可以称之为硫醇基、或氢硫基。
本发明的CT及MRI的双显影剂及其制作方法，通过一种简单工艺制作出具有高度生物兼容性的纳米粒子，其中，表面改质分子化学修饰于铁铂纳米粒子表面，并露出表面修饰官能基以与后续生物分子连接。此外，本发明的CT及MRI的双显影剂，可以提升CT及MRI摄影的辨识程度，并同时作为CT及MRI的双显影剂。相比于以往所使用的显影剂，本发明所提供的显影剂不会产生肾毒性及其它禁忌症。
在本发明的CT及MRI的双显影剂及其制作方法中，铂化合物可以为至少一选自由Pt(acac)2、PtCl2、PtCl4、H2PtCl4、H2PtCl6、K2PtCl4、及K2PtCl6所组成的群组。此外，铁化合物可以为至少一选自由Fe(CO)5、Fe(acac)2、Fe(acac)3、及Fe-oleate所组成的群组。再者，多元醇为C8-20的醇类。优选为，多元醇为至少一选自由1，2-十六烷二醇(1，2-hexa-decanediol)、1，2-十二烷二醇(1，2-Dodecanediol)、及聚乙二醇(polyethylene glycol)所组成的群组。
此外，表面改质分子可以为一胺基表面改质分子，如半胱胺(cysteinamine)、胱胺(cystamine)、或巯基烷基胺(mercaptoalkylamine)。其中，胺基表面改质分子优选是具有巯基(-SH)及胺基(-NH2)，且胺基表面改质分子通过巯基连结于铁铂纳米粒子的表面，使铁铂纳米粒子的表面修饰有胺基。除了可以于铁铂纳米粒子表面以胺基表面改质分子修饰外，还可以于铁铂纳米粒子表面以具有羧基的分子、生物素、亚硝基三乙酸酯(nitrilotriacetate)等可以与生物分子交联的官能基进行修饰。
在本发明的CT及MRI的双显影剂及其制作方法中，接口活性剂可以为至少一选自由油酸(oleic acid)、及油胺(oleyl amine)所组成的群组。优选为，接口活性剂包括油酸、及油胺。优选为，接口活性剂中油酸及油胺的体积比介于1∶1至3∶1之间。通过调整接口活性剂的成分比例，可以精确调整铁铂纳米粒子尺寸与形状。其中，铁铂纳米粒子的粒径可以为1～100nm，优选为1～20nm。通过调整铁铂纳米粒子尺寸与形状，可以调控铁铂纳米粒子活体生物分布、药物动力学、循环代谢及排除时间。
当油酸及油胺的体积比为1∶1时，铁铂纳米粒子的结晶方向为(111)面(facet)，而可以形成八足状结构的纳米粒子。当油酸及油胺的体积比为3∶1时，铁铂纳米粒子的结晶方向为(111)及(100)面，而可以形成立方八面体结构的纳米粒子。若反应时间较短时，则所形成的铁铂纳米粒子形状则接近球状。
此外，在本发明的CT及MRI的双显影剂的制作方法中，在步骤(D)后可以还包括一步骤(E)：将表面修饰的铁铂纳米粒子双显影剂与一标靶分子混合，以得到一具标靶能力的分子造影双显影剂。因此，本发明的CT及MRI的双显影剂可以还包括一标靶分子，其与表面改质分子连接。其中，标靶分子可以为一抗体、一蛋白质、一核酸、一纳米体、或一分子模板等。优选为，标靶分子为一抗体，其可以依照欲检测的标的进行选择，如抗Her2抗体，其中Her2为人类表皮生长因子受体。例如，当铁铂纳米粒子连接有一胺基表面改质分子，即铁铂纳米粒子表面修饰有胺基(-NH2)，则可以选择具有一羧基(-COOH)的标靶分子，通过羧基与胺基的键结，以将标靶分子与表面改质分子连结，而形成一具标靶能力的分子造影双显影剂。因此，本发明的CT及MRI的双显影剂及其制作方法，可以化学修饰方法，在铁铂纳米粒子表面做一适合的生物修饰，由此可以精准标定生物体内肿瘤位置，而作为一具标靶能力的分子造影双显影剂。
附图说明
图1为本发明实施例4的用于CT及MRI双显影剂的示意图。
图2为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子的磁滞回线(hysteresis loop)图。
图3为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子MTT试验结果图。
图4为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子的血球溶解性试验结果图。
图5为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子于器官中的分布结果图。
图6为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子体外MRI试验结果图。
图7为本发明实施例1～3的铁铂纳米粒子体外CT试验结果图。
图8为本发明实施例4及6的用于CT及MRI的双显影剂体外MRI试验结果图。
图9为本发明实施例4及6的用于CT及MRI的双显影剂体外CT试验结果图。
【主要元件符号说明】
100 铁铂纳米粒子
101 胺基表面改质分子
102 抗体
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可以由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明也可以通过其它不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
在本发明中，用于CT及MRI的双显影剂的制作方法所采用的材料主要如下：二乙酰丙酮铂(Platinum acetylacetonate，Pt(acac)2，ACROS，97％)、五羰基铁(iron pentacarbonyl，Fe(CO)5，Aldrich，99.99％)、1，2-十六烷二醇(1，2-hexadecanediol，Aldrich，90％)、二辛醚(dioctyl ether，ACROS，90％)、油胺(oleyl amine，Aldirch，70％)、油酸(oleic acid，Aldrich，90％)、及半胱胺(cysteamine，Sigma，95％)。
实施例1-制备3～4nm的铁铂纳米粒子
在氮气氛下将Pt(acac)2(97mg)、1，2-十六烷二醇(195mg)、及二辛醚(10mL)混合，并加热至100℃，10分钟。而后，在100℃下，在此混合溶液中加入Fe(CO)5(66μL)、油胺(80μL)、及油酸(80μL)，并将此反应混合物加热至297℃。反应30分钟后，将产物冷却至室温，再添加乙醇以沉淀产物，而后以离心方式将产物分离，则得到本实施例的铁铂纳米粒子。在本实施例中，铁铂纳米粒子的结晶方向为(111)。
在此，使用透射电子显微镜(Transmission electron microscopy，TEM)及能量散射X射线光谱仪(Energy-dispersive X-ray spectroscopy，EDX)测量铁铂纳米粒子的特性。在此，TEM及EDX分析是使用JEOL Philips/FEITecnai 20 G2 S-Twin透射电子显微镜。此外，实施例2及3也使用相同方式测量，故往后将不再赘述。
首先，先将少量铁铂纳米粒子分散于甲苯(toluene)中，而后将溶液滴至铜网支撑的非晶碳膜上。接着，以50k、100k、200k的倍率测量，并以X射线衍射仪(Bruker D8 Advance diffractometer)收集X射线衍射数据。此外，铁铂纳米粒子粉末也放置在非晶硅硅片上，并以Cu Kα射线
进行测量。再者，磁性分析则是使用超导量子干涉磁量仪(Superconducting quantum interference device(SQUID)magnetometer)(MPMS，Quantum Design)，且在300K下纪录-10000 Oe至10000 Oe的磁矩。
经TEM图像测量后，本实施例的铁铂纳米粒子具有球状结构，且粒径为3.58±0.34nm。此外，经EDX测量后，铁铂纳米粒子组成为Fe58Pt42。再者，经磁性分析后，铁铂纳米粒子在300K下的磁矩(magnetization，Ms)为1.7emu/g Fe，如图2所示。
实施例2-制备6～7nm的铁铂纳米粒子
在氮气氛下将Pt(acac)2(97mg)、苄醚(benzyl ether)(4mL)、Fe(CO)5(66μL)、油胺(100μL)、及油酸(100μL)混合。而后，将反应溶液以15℃/分的加热速率加热至240℃。反应30分钟后，将产物冷却至室温，再以离心方式将产物分离，则得到本实施例的铁铂纳米粒子。在本实施例中，铁铂纳米粒子的结晶方向为(111)。
经TEM图像测量后，本实施例的铁铂纳米粒子具有球状结构，且粒径为6.12±0.63nm。此外，经EDX测量后，本实施例的铁铂纳米粒子组成为Fe51Pt49。再者，经磁性分析后，铁铂纳米粒子在300K下的Ms为3.2emu/gFe，如图2所示。
实施例3-制备12～13nm的铁铂纳米粒子
在氮气氛下将Pt(acac)2(195mg)、1，2-十六烷二醇(1.05g)、二辛醚(4mL)、Fe(CO)5(66μL)、油胺(4mL)、及油酸(4mL)混合。而后，将反应溶液以15℃/分的加热速率加热至240℃，并将反应溶液维持在240℃下60分钟。接着，将反应溶液冷却至室温，再添加乙醇以沉淀产物，而后以离心方式将产物分离，则得到本实施例的铁铂纳米粒子。在本实施例中，铁铂纳米粒子的结晶方向为(100)。
经TEM图像测量后，本实施例的铁铂纳米粒子具有球状结构，且粒径为12.80±1.76nm。此外，经EDX测量后，本实施例的铁铂纳米粒子组成为Fe33Pt67。再者，经磁性分析后，铁铂纳米粒子在300K下的Ms为12.3emu/gFe，如图2所示。
实施例4-制备3～4nm的用于CT及MRI的双显影剂
将实施例1的干燥铁铂纳米粒子(100mg)利用超声波震荡分散于乙醇中。而后，在室温下，将半胱胺(～1g)添加并溶解于铁铂纳米粒子分散液中，并在40～50℃下隔夜超声波震荡反应溶液。接着，利用乙醇清洗产物以移除吸附于铁铂纳米粒子的半胱胺。最后，将所得的胺基修饰的铁铂纳米粒子收集并储存于氮气下。
将所得的胺基修饰的铁铂纳米粒子与盐酸乙基-3-[3-二甲基胺基丙基]碳二亚胺(Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride，EDC)、及老鼠抗Her2抗体混合，并置于4℃下搅拌1小时。而后，以13000rpm转速离心15分钟以收集沉淀物，并以磷酸盐缓冲液(phosphate bufferedsaline，PBS)清洗两次，可以得本实施例的双显影剂。
经由上述工艺，本实施例的用于CT及MRI的双显影剂如图1所示，包括：一铁铂纳米粒子100；一胺基表面改质分子101，具有一巯基(-SH)、及一胺基(-NH2)，其中胺基表面改质分子101通过巯基连结于铁铂纳米粒子100的表面；以及一抗体102，具有一羧基(-COOH)，其中通过羧基与胺基的键结，以将抗体102与胺基表面改质分子101连结。其中，铁铂纳米粒子具有球状结构，且铁铂纳米粒子组成是Fe58Pt42。
实施例5-制备6～7nm的用于CT及MRI的双显影剂
本实施例的用于CT及MRI的双显影剂的制作方法与实施例4相同，除了使用实施例2的铁铂纳米粒子取代实施例1的铁铂纳米粒子。
实施例6-制备12～13nm的用于CT及MRI的双显影剂
本实施例的用于CT及MRI的双显影剂的制作方法与实施例4相同，除了使用实施例3的铁铂纳米粒子取代实施例1的铁铂纳米粒子。
评估测试
[细胞株]
人类口腔表皮癌细胞株(Human oral epidermoid carcinoma cell line，OECM1)以含有10％(v/v)胎牛血清(FBS)的RPMI-1640培养基培养。肾脏细胞(Vero cell)则以含有10％(v/v)胎牛血清、2mM的L-麸胺酰胺(L-glutamine)、及50mg/mL的庆大霉素(gentamicin)的DMEM培养基培养。人类膀胱癌细胞株(MBT-2)则取自由C3H/HeN老鼠的致癌物质诱发的膀胱癌细胞，其中C3H/HeN老鼠是经美国标准生物品收藏中(ATCC，Manassas，VA)取得。在此，细胞以含有10％胎牛血清(FBS)、25mM的N-2-羟乙基哌嗪-N-2-乙磺酸(N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethanesulfonic acid，HEPES)、2mM的L-麸胺酰胺、及1mM的丙酮酸钠(sodium pyruvate)，并在37℃的培养箱中，以含有5％CO2的空气培养细胞株，且每两天更换培养基。
[体外细胞毒理试验(MTT assay)]
在96孔盘中种殖5x 103肾细胞/孔，并以含有10％FBS、2mM L-麸胺酰胺、及50mg/mL庆大霉素的DMEM培养基培养。24小时后，加入各种粒径(实施例1～3)且连续10倍稀释的铁铂纳米粒子，使最终铁铂纳米粒子浓度(铁离子浓度)为0.01至100mM之间，并培养24小时。而后，使用5-二甲基噻唑-2-基-2，5-二苯基四氮唑溴盐(5-dimethyl-thiazol-2-yl-2，5-diphenyl tetrazolium bromide，MTT)试验检测细胞活性。当MTT加入细胞后，在37℃下反应4小时，以分光光度计测量悬浮液中紫色甲臜在595nm的吸收值。
MTT试验结果如图3所示。在24小时反应后，当铁铂纳米粒子浓度为10mM以下，细胞活性(细胞生存率)大于90％，故无明显的细胞毒性产生。此外，即便铁铂纳米粒子浓度高达100mM，细胞活性仍约75％。
[血球溶解性试验(hemolysis assay)]
血球溶解性试验使用人体全血进行试验。将实施例1～3的铁铂纳米粒子添加至200μL的人类全血中，使最终铁铂纳米粒子浓度(铁离子浓度)为0.0001至100mM之间，其中人类全血储存在含有24IU肝素钠(IU sodiumheparin)的真空采血管中(Vacutainer，BD Inc.，USA)。而后，以回转式震荡器均匀混合，并置于37℃下反应4小时。接着，以1200rpm转速离心样品10分钟，并收集血清；再以13000rpm转速离心血清15分钟，以移除铁铂纳米粒子。最后，以分光光度计分析悬浮液，而545nm波长的吸收值即为红血球含量。
血球溶解性试验结果如图4所示。在各种不同浓度及粒径的铁铂纳米粒子下，仍无明显血球溶解情形发生(＜5％)。
因此，由上述MTT试验及血球溶解性试验结果显示，不同粒径的铁铂纳米粒子均可以呈现高细胞生存率及低血球溶解性。
[铁铂纳米粒子在器官中的分布]
首先，将由成功大学动物中心购得的六个月大的C3H/HeN公鼠，以40mg/Kg喷妥撒(pentothal)麻醉，再从尾巴静脉注射5mg/kg实施例1～3的铁铂纳米粒子。经12，24，48，96，168小时后，杀死老鼠。以盐水灌注后，收集如脑、心脏、肺脏、脾脏、肝脏、肾脏、睪丸、及血液等组织，并以硝基-氢氯酸(nitro-hydrochloride acid)研磨细胞。过滤后，以火焰原子吸收光谱仪(flame atomic absorption spectrometer)(UNICAM solar M6series)分析溶液样品，而分析结果如图5所示。
如图5所示，在一周后(168小时)，多数铁铂纳米粒子均排除体外。较大粒径的铁铂纳米粒子具有较高血清浓度、及较高血清半衰期；且在96小时后，三种粒径的铁铂纳米粒子含量均与背景值相同。在注射48小时后，血清中约含有102.2μg/g的实施例3的铁铂纳米粒子，但仅含有22.2μg/g的实施例1的铁铂纳米粒子、及49.6μg/g的实施例2的铁铂纳米粒子。铁铂纳米粒子主要聚集在脾脏中，其次为肺及肝脏中，并随着时间拉长而排除。实施例3的铁铂纳米粒子在器官中的浓度最高点是在注射12小时后，但实施例1及2的浓度最高点则发生在注射48小时后。在注射12小时后的铁铂纳米粒子在脾脏及肺脏中，实施例3的铁铂纳米粒子浓度为241.5μg/g及120.4μg/g，而实施例2的铁铂纳米粒子浓度为204.9μg/g及247.9μg/g。在注射48小时后，实施例1的铁铂纳米粒子在脾脏中的浓度为146.6μg/g，在肝脏中的浓度为96.5μg/g。此外，实施例2的铁铂纳米粒子的非专一性肝吸收最低。此外，实施例1～3的铁铂纳米粒子在24小时内均呈现短暂聚集，且实施例1的铁铂纳米粒子在脑部中的浓度最高，此与血脑屏障(blood-brain-barrier)的尺寸限制理论相符合。
经由上述实验证实，铁铂纳米粒子可以用于体内试验上。
[体外MRI及CT摄影]
将不同浓度实施例1～3的铁铂纳米粒子(0.01～100mM)与PBS控制组置于微量管中进行MRI及CT对比造影试验。
体外MRI试验参数如下所述：T2加权三维快速回波序列(T2-weightedthree dimensional fast-field echo sequences)(重复时间为550ms/回波时间为15ms/偏向角为15°/信号提取(acquisition)数为3)，视野范围140×100mm，矩阵大小256×196像素(pixels)，切片厚度为1.4mm。
体外MRI试验结果显示，实施例1～3的铁铂纳米粒子均可呈现显著的剂量依赖逆向磁振图像对比(inverse MR image contrast)。经量化后，如图6所示，实施例3的铁铂纳米粒子可以呈现最佳的负向磁振对比(negativeMR contrast)，且当铁铂纳米粒子浓度低至1mM Fe，信号强度减少86％。25mM Fe的实施例1的铁铂纳米粒子图像信号减弱(image darkening)约28％，而实施例1的铁铂纳米粒子图像信号减弱约33％。此外，在体外试验中，实施例3的铁铂纳米粒子具有最佳剂量依赖逆向磁振图像对比效果。
此外，CT扫描则使用美国GE公司所生产的64排螺旋扫描CT(GE LightSpeed VCT 64-detector CT)，参数如下：切片厚度为0.625mm；120kVp，30mA；视野范围512x 512，机架旋转时间0.4s；检查台移动速度40mm/rotation。
体外CT试验结果显示，实施例1～3的铁铂纳米粒子均可以呈现剂量依赖正向对比增强效果，且以1mM Fe浓度下效果最佳。经量化后，如图7所示，100mM Fe浓度(相当于44.7mg FePt/mL)的实施例3的铁铂纳米粒子的CT信号，与一般常用的含碘CT试剂(48.4mg/mL)的信号相当。换言之，在相同试剂浓度下，实施例3的铁铂纳米粒子的显影效果与现今所用的含碘CT试剂效果相同。此外，实施例1及2的铁铂纳米粒子的显影效果约是现今所用的含碘CT试剂效果的两倍。
经由上述实验证实，实施例1～3的铁铂纳米粒子因其超顺磁性而可以帮助缩短T2质子弛豫效应(proton relaxation)，且高X射线吸收系数(Pt成分的吸收系数为4.99cm2/g)可以提升CT对比度。此外，质量磁性及X射线吸收与粒径的关系，可以反应至磁振显影及CT对比上，故实施例1～3的铁铂纳米粒子可以有效用于CT及MRI的双显影剂。
[用于CT及MRI的双显影剂的体外测试]
在此，使用野生细胞(MBT2)及MBT2 Her2抑制细胞(MBT-KD)作为细胞模型。107个细胞使用4％的三聚甲醛(paraformaldehyde)固定后，再悬浮在15mL试管中，而后与实施例4及6的用于CT及MRI的双显影剂(FePt-anti-Her2)反应，并以实施例1及3的铁铂纳米粒子(FePt)作为对照组，其中最终铁浓度为1mM。在反应4小时后，107之系分别放置于微量管中，并测量其磁振图像。在此，MRI试验参数如下所述：T2加权序列，其中快速回波重复时间(TR)为550ms，回波时间(TE)为15ms，而回波链长度(echo train length，ET)为10ms。而后，以上述体外CT摄影参数，进行体外CT试验。双显影剂的体外MRI试验结果量化如图8所示，而体外CT试验结果量化如图9所示。
如图8所示，实施例1的铁铂纳米粒子对MBT-KD细胞的磁振信号减少约3.6％，但对MBT2细胞的信号减少约42％，此结果表示Her2/neu基因表现对3nm的铁铂纳米粒子会产生非专一性影响。然而，实施例3的铁铂纳米粒子对MBT-KD细胞及MBT2细胞均会使信号大幅度的减少(MBT-KD为47.6％，而MBT2为49.7％)，故Her2/neu基因表现对12nm的铁铂纳米粒子不会产生明显的专一性影响。相反的，实施例4及6的双显影剂均会产生显著的Her2/neu基因表现相关的信号减少。当MBT-KD细胞的MRI信号与使用双显影剂的MBT-KD细胞的MRI信号比较时，实施例4的双显影剂的MRI信号减少约73.7％，而实施例4的双显影剂减少约65.0％。因此，铁铂纳米粒子表面的胺基表面改质分子(半胱胺)可以帮助细胞胞饮作用。此外，实施例4及6的双显影剂也对大量表现Her2/neu的细胞具有选择性，且因实施例6的双显影剂具有高磁化率，故可以呈现极佳磁振对比度。
如图9所示，相比于MBT-KD细胞，MBT2细胞的正向对比增强为3.3倍，但仍以12nm粒子的CT对比增强最为显著。12nm铁铂纳米粒子对MBT-KD的CT对比增强为7.7倍，而对MBT2的CT对比增强为3.1倍。此外，12nm的双显影剂可以明显区分MBT-KD与MBT2的差别，其中，12nm的双显影剂对MBT2的CT对比增强为MBT-KD的3.1倍。
上述结果显示，实施例6的12nm的表面修饰有抗Her2抗体的纳米粒子，可以同时作为MRI(逆向对比)与CT(正向对比)的双显影剂。
[用于CT及MRI的双显影剂的体内测试]
在此，使用转殖有MBT2癌细胞的老鼠进行体内测试。将由成功大学动物中心购得的六至八个月大的C3H/HeN公鼠，通过背腹皮下注射107个癌细胞(溶于100μL正常盐水中，以形成MBT-2癌细胞损害。转殖一周后可以观察到癌细胞。使用动物麻醉传递系统(ADS 1000；Engler EngineeringCorp.，Hialeah，FL)，以混合有100％O2的2％异氟烷(Abbott Laboratories，Abbott Park，IL)麻醉老鼠。经静脉注射实施例4及6的双显影剂(5mgFe/kg)后，进行造影以分析癌细胞损伤情况。MTI摄影时序为注射后0及24小时，并以下列参数进行T2加权磁振提取序列：快速自旋回旋(fast spinecho)的TR/TE为3000ms/99.7ms，且ET为10ms。每一样品的组织信号强度以图像量化软件，通过组织剖面图像的标准感兴趣区块测量(standardregion-of-interest measurements)进行分析。
而后，体内微电脑断层摄影(Skyscan 1076 X-ray Microtomograph，Skyscan，Aartselaar，Belgium)则是使用微聚焦X射线源(micro-focusedx-ray)照射(50keV/200Ua)，每旋转1°进行一次每一图像提取，共旋转360°。同时，使用软件(NRecon(Skyscan)software)进行剖面图像重组。
实验结果显示，相比于注射后直接进行磁振造影(0小时)，经24小时后癌细胞损害信号强度明显减少51％。反之，CT图像分析，经24小时后，癌细胞组织对比明显增强138％。
由上述结果可知，本发明实施例4至6的双显影剂可以选择性的检测癌细胞损害，并可以提升T2MRI序列造影及CT摄影的对比度。尤其是，实施例6的粒径为12nm的双显影剂效果更加显著。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (24)
1.一种用于CT及MRI的双显影剂的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
A，提供一混合溶液，其包含一铂化合物、一铁化合物、一多元醇、一界面活性剂、及一溶剂；
B，加热该混合溶液以使该铂化合物与该铁化合物进行反应，以得一铁铂纳米粒子；
C，冷却该混合溶液，并将该铁铂纳米粒子由该混合溶液中分离出；以及
D，将该铁铂纳米粒子与一表面改质分子混合，以得到一表面修饰的铁铂纳米粒子双显影剂。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤(D)后还包括一步骤E：将该表面修饰的铁铂纳米粒子双显影剂与一标靶分子混合，以得到一具标靶能力的分子造影双显影剂。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该铂化合物为至少一选自由Pt(acac)2、PtCl2、PtCl4、H2PtCl4、H2PtCl6、K2PtCl4、及K2PtCl6所组成的群组。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该铁化合物为至少一选自由Fe(CO)5、Fe(acac)2、Fe(acac)3、及Fe-oleate所组成的群组。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该接口活性剂为至少一选自由油酸、及油胺所组成的群组。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该接口活性剂包括油酸、及油胺。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，油酸及油胺的体积比介于1∶1至3∶1之间。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该多元醇为C8-20的醇类。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该多元醇为至少一选自由1，2-十六烷二醇、1，2-十二烷二醇、及聚乙二醇所组成的群组。
10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该表面改质分子为半胱胺、胱胺、或巯基烷基胺。
11.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该标靶分子为抗Her2抗体。
12.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该铁铂纳米粒子如下式所示：
FexPt100-x，
其中，x为30～60。
13.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该铁铂纳米粒子的粒径为1～20nm。
14.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该铁铂纳米粒子具有球状结构、八足状结构、立方八面体结构、立方体结构、或截角立方体结构。
15.一种用于CT及MRI的双显影剂，其特征在于，包括：
一铁铂纳米粒子；以及
一表面改质分子，连结于该铁铂纳米粒子的表面，使该铁铂纳米粒子的表面修饰有一胺基、一羧基、或一生物素；
其中，该铁铂纳米粒子具有球状结构、八足状结构、立方八面体结构、立方体结构、或截角立方体结构，且该铁铂纳米粒子如下式所示：
FexPt100-x，
其中，x为30～60。
16.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，还包括一标靶分子，其与该表面分子连接，且该标靶分子为一抗体、一蛋白质、一核酸。
17.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，该表面改质分子为一胺基表面改质分子，其具有巯基及胺基，且该胺基表面改质分子通过该巯基连结于该铁铂纳米粒子的表面，使该铁铂纳米粒子的表面修饰有该胺基。
18.根据权利要求17所述的双显影剂，其特征在于，还包括一标靶分子，其具有一羧基，且通过该羧基与该铁铂纳米粒子表面上的该胺基的键结，以将该标靶分子与该胺基表面改质分子连结。
19.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，该表面改质分子为半胱胺、胱胺、或巯基烷基胺。
20.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，该铁铂纳米粒子的粒径为1～20nm。
21.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，该抗体为抗Her2抗体。
22.根据权利要求15所述的双显影剂，其特征在于，该双显影剂经由下列步骤所制成：
a，提供一混合溶液，其包含一铂化合物、一铁化合物、一多元醇、一界面活性剂、及一溶剂；
b，加热该混合溶液以使该铂化合物与该铁化合物进行反应，以得该铁铂纳米粒子；
c，冷却该混合溶液，并将该铁铂纳米粒子由该混合溶液中分离出；以及
d，将该铁铂纳米粒子与该表面改质分子混合，以得到一用于CT及MRI的双显影剂。
23.根据权利要求22所述的双显影剂，其特征在于，该接口活性剂包括油酸、及油胺。
24.根据权利要求第23项所述的双显影剂，其特征在于，油酸及油胺的体积比介于1∶1至3∶1之间。
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- 2011-03-23 US US13/070,025 patent/US9339562B2/en active Active
- 2011-09-08 CN CN2011102683803A patent/CN102526769A/zh active Pending
- 2011-09-20 EP EP11250814A patent/EP2433726A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
| Title |
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Also Published As
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