uiHMSN/Au^ Au@HMSN/Au/MnO、AuiHMSN/Au/MnO-PEI表面電荷變化曲線；
圖 13 實施例 1、2、7、9 中分別制得的 HMSN、Au@HMSN/Au、Au@HMSN/Au/MnO、Au@HMSN/Au/MnO-PEI 的 FTIR 光譜。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和下述實施方式進一步說明本發明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。
[0021]本發明一方面提供一種用于增強超聲、核磁、CT三種成像功能為一體的三模式造影劑，其通過組分優化設計和結構設計制得，內核為大的金納米顆粒(第一金納米顆粒)，外殼為介孔氧化娃殼層，構成異質rattle型結構，同時殼層中嵌入大量的小的金納米顆粒(第二金納米顆粒)和MnO納米顆粒。
[0022]該造影劑中異質rattle結構可發生單顆粒中雙散射，均勻分散于殼層中的Au納米顆粒和MnO納米顆粒可增強非線性散射，兩者用于進一步增強超聲成像；此外，均勻分散的MnO納米顆粒提高了與水分子接觸的幾率和面積可顯著提高MR成像，金納米顆粒構成的“核-衛星”結構可顯著增強X射線吸收效率，提高CT造影效果。因此，該造影劑可用作超聲造影劑、核磁造影劑以及CT造影劑，可分別增強超聲成像襯度、核磁成像襯度和CT成像襯度。
[0023]本發明的三模式造影劑的顆粒粒徑可為350?450nm，例如為400nm，顆粒具有規整的球形形貌，均一的粒徑和高度的分散性。其中介孔氧化硅外殼的外徑可為350?450nm，內徑可為200?300nm，介孔孔徑可為25?35nm，孔容可為0.12-0.38，比表面積可為18?95m2/g。優選地，在每個介孔氧化娃空心球內部僅含有一個作為內核的金納米顆粒，該金納米粒子大小可為40?60nm，例如為50nm。殼層中的小的金納米顆粒(第二金納米顆粒)和MnO納米顆粒均勾分散，其中第二金納米顆粒的粒徑可為2?8nm，MnO納米顆粒的粒徑可為0.5?3nm。MnO納米顆粒的負載量可為6?16wt%。另外，該MnO納米顆粒是順磁性的。
[0024]優選地，還可以在中空介孔氧化硅外殼表面修飾聚乙烯亞胺。這樣可以使造影劑表面呈電正性，可更多地被腫瘤細胞所攝取，可進一步提高三種成像模式的造影效果。
[0025]本發明的三模式造影劑可采用原位順序自還原法制得。在一個示例中，其制備步驟包括
1)制備出氨基功能化的中空介孔氧化娃納米顆粒(HMSN)；
2)將HMSN分散于氯金酸溶液中，利用氨基與氯金酸的氧化還原反應制備出以金為內核的異質rattle型結構，同時殼層中嵌入大量的尺寸較小的金納米顆粒(Au@HMSN/Au)；
3)將上述產物分散于高錳酸鉀溶液中，利用殘余的氨基與高錳酸鉀發生氧化還原反應制備出均勻分散在氧化硅殼層中的MnO納米顆粒，并在還原氣氛下高溫還原，構建出三模式超聲造影劑——Au@HMSN/Au/MnO ；
4)上述制備的材料分散于聚乙烯亞胺溶液中，室溫攪拌吸附，制備出聚乙烯亞胺改性的三模式造影劑，即Au@HMSN/Au/MnO-PEI。
[0026]其中，HMSN的制備方法不限，優選為采用使其實現外徑為350?450nm，內徑為200?300nm，孔徑為25?35nm的方法，例如可參見現有技術文獻(CN102530969A)。在一個示例中，以氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作為有機硅源，水、乙醇、氨水與TEOS體積比:10:71.6:3.14:6，制備實心氧化硅內核時間40_50min，APTES與TEOS體積比2:5，殼層反應時間70-80min，刻蝕劑碳酸銨濃度0.4-0.6M，刻蝕時間40min?120min，溫度80°C。較佳地，制備出尺寸400nm的氨基功能化的中空介孔氧化娃納米顆粒(HMSN)。
[0027]關于Au@HMSN/Au的制備，也可參見現有技術文獻(例如CN102530969A)。在一個示例中，以氯金酸與中空介孔氧化硅納米顆粒的質量比為1: (2?4)的比例將HMSN分散于濃度為0.0125?0.05M的氯金酸溶液中，進行水熱反應，水熱反應溫度可為75?85°C，水熱反應時間為可40?120分鐘，制備出內核尺寸40?60nm的金納米顆粒，構成AuOHMSN/Au。其中，較佳地選擇氯金酸濃度0.05M，氯金酸與HMSN質量比為1:2.7，反應溫度80°C，時間2小時，制備出內核尺寸50nm的金納米顆粒。
[0028]在HMSN與氯金酸反應制得Au@HMSN/Au后，仍有殘余的氨基可進一步與步驟3)中的高錳酸鉀反應，制得MnO納米顆粒，實現順序自還原反應。
[0029]在步驟3)中，高錳酸鉀溶液的濃度可為1.5M以下，優選為0.2?1.5M之間，更優選為0.2?1M，進一步優選為0.4?0.6M。AuiHMSN/Au與高錳酸鉀溶液的用量比可為5?1g:lLo反應溫度可為室溫?60°C之間，優選為25?40°C，反應時間可為I?24小時，優選為2?5小時。高錳酸鉀負載量可為15%?35%。通過Au@HMSN/Au與高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應，可在氧化硅殼層中均勻分散錳氧化物(MnOx)。再進一步在高溫還原性氣氛下還原，即可得到三模式造影劑(AuOHMSN/Au/MnO)。其中還原氣氛可為氫氣、或氫氣和氬氣的混合氣，例如5% H2-95% Ar，還原氣氛下還原的反應溫度可為600°C以上，反應時間可為2小時以上。
[0030]應注意的是，上述步驟2)和步驟3)不能對調，因為高錳酸鉀是強氧化劑，可以消耗掉所有的氨基，對調后，無法實現金納米顆粒的氧化還原。
[0031]經上述步驟3)得到的Au@HMSN/Au/MnO表面呈電負性，不利于被腫瘤細胞吞噬。因此，優選的是對其表面進行正電改性，以能更多地被腫瘤細胞所攝取。優選為使用聚乙烯亞胺(PEI)進行正電改性。經過聚乙烯亞胺正電改性后，細胞吞噬量大大增加，可進一步提高三種成像模式的造影效果。而且，聚乙烯亞胺除了正電改性外，還可以提高三模式造影劑的分散性。在步驟4)中，所選擇的聚乙稀亞胺濃度可為20mg/ml?2g/ml，優選為100mg/ml?200mg/ml，分子量可為 650 ?12500，例如 600、1300、1800、2000、10000 等，優選為 1800。
[0032]步驟2)、3)中產生的金納米顆粒和MnO納米顆粒所用的還原劑為步驟I)中制備的氨基功能化的中空介孔氧化娃納米顆粒上的氨基，無需外加外源還原劑，可以簡化步驟，節省成本。
[0033]步驟2)、3)過后，三模式造影劑的尺寸仍與步驟I)制備的HMSN載體尺寸一致，例如均為400nm。
[0034]在功能化的中空介孔S12球中原位合成金納米顆粒的方法中，在中空空腔內，原位合成粒徑可調的金納米顆粒，形成異質核/殼結構避免了先合成金然后包覆殼層諸多繁瑣步驟，以及苛刻的條件。所制得的以金納米顆粒為核的核/殼結構介孔氧化硅球在分子成像、生物醫藥、催化等領域有著重要的應用。
[0035]步驟3)中，氨基功能化的中空介孔氧化硅納米顆粒與高錳酸鉀反應后殼層孔徑變大，說明高錳酸鉀有擴孔的作用。
[0036]此外，上述方法不限于制備Au@HMSN/Au/MnO，例如在上述步驟2)中，除了可制備出金納米顆粒外，氨基功能化的中空介孔氧化娃納米顆粒中的氨基還可以還原Pd源(例如K2PdCl6)和Pt源(例如K2PtCl6)產生Pd和Pt納米顆粒等貴金屬納米顆粒，從而在HMSN的殼層中均勻嵌入Pd納米顆粒和Pt納米顆粒等貴金屬納米顆粒。因此，本發明還可以提供HMSN/Pd、HMSN/Pt、HMSN/Pd/MnO、HMSN/Pt/MnO等。通過調控還原反應的溫度，可以制備不同粒徑的貴金屬納米顆粒。例如在還原K2PdCl6時，當反應溫度在30?90°C之間時，可以制備平均粒徑為2?7nm的Pd顆粒。
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