專利名稱：一種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料和磁成像造影劑領(lǐng)域，具體涉一種新型的制備簡單的Ir-Gd金屬 配合物熒光納米粒子，可用于多功能磁成像。鑭系金屬發(fā)光以發(fā)射峰窄、量子效率高而出名，但是本身激發(fā)波長在近紅外區(qū)，所 以怎么激發(fā)鑭系金屬成為近年來的研究熱門。前幾年，一種新型的d_f金屬化合物被合成 出來。它以過渡金屬的三重激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移到苯的衍生物發(fā)出近紅外光，從而激發(fā)鑭系 金屬發(fā)光。鑭系稀土離子的4f層電子軌道未充滿電子，而5s和5p層軌道充滿電子，因此4f 層的電子受到外面5s和5p層電子的屏蔽，它們的自旋-軌道偶合作用十分強(qiáng)烈。如釓離 子Gd3+(4f7)就含有未成對(duì)電子，其電子自旋磁矩能在核外產(chǎn)生強(qiáng)大的局部磁場，從而能大 大加快周圍氫原子核的弛豫速率。所以釓離子被廣泛地用來制作弛豫增強(qiáng)試劑。目前已有一些d_f 金屬配合物，如銥、釕等的合物，被用作激發(fā)釹、鐿等鑭系金屬。 然而作為性能優(yōu)越的磁功能材料，釓用于d_f金屬配合物的價(jià)值尚未得到充分開發(fā)。到目 前為止，尚未有關(guān)于d_f銥配合物激發(fā)釓用于磁功能材料的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子。本發(fā)明還提供了上述納米粒子的制備方法。本發(fā)明還提供了上述納米粒子的應(yīng)用。一種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子，具體結(jié)構(gòu)式如式(I)，其中n = 1 3，平均 粒徑為50 60nm。
式⑴這種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法為(1)首先制備苯基吡啶銥二氯橋配合物，即Ir2(ppy)4Cl2，其中ppy為苯基吡啶取摩爾比為1 0.2 1 2的氯化銥和苯基吡啶，溶于2-乙二醇乙醚和水的 混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的體積比為1 1 5 1 ；然后將反應(yīng)混合物加熱至
背景技術(shù)：
80°C 120°C，攪拌反應(yīng)1 48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到5°C 35°C，取沉淀洗滌干燥，得 到黃色固體苯基吡啶銥二氯橋配合物；氯化銥和苯基吡啶的摩爾比優(yōu)選為1 1 1 2;(2)將步驟(1)中制得的苯基吡啶銥二氯橋配合物和4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸溶 解于二氯甲烷或甲醇，其中苯基吡啶銥二氯橋配合物與4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為 1 10 1 20，優(yōu)選為1 10 1 15 ；回流1 40小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，用二氯甲烷和 乙醚為溶劑，重結(jié)晶純化，得到二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物；(3)將步驟(2)中制得的二苯基吡啶4，4’_聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物和釓鹽溶解于 二氯甲烷或甲醇；20°C 120°C下攪拌反應(yīng)30分鐘 48小時(shí)，取沉淀，用醇和水洗滌3 5 次；二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1 5 5 1， 優(yōu)選為1 1 2 1 ；釓鹽優(yōu)選為醋酸釓。這種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子，有較強(qiáng)的馳豫能力，可用于制備磁共振成 像造影劑，同時(shí)具有磷光發(fā)射的性質(zhì)，具有雙功能。本發(fā)明的制備方法操作簡單，反應(yīng)溫和，沒有污染，符合國家現(xiàn)在“節(jié)能減排、綠色 化學(xué)”的大趨勢(shì)；所得到的納米粒子既具有600納米的磷光發(fā)射，因?yàn)橛嗅忞x子存在，具有 造影劑功能，實(shí)現(xiàn)了雙功能。
圖1是實(shí)施例llr-Gd金屬配合物熒光納米粒子的電鏡照片，(a)為掃描電鏡圖， (b)為透射電鏡圖，是平均粒徑為50納米的實(shí)心球形粒子。圖2為實(shí)施例2Ir_Gd金屬配合物熒光納米粒子的電鏡照片，(a)為掃描電鏡圖， (b)為透射電鏡圖，是平均粒徑為50納米的空心球形粒子。圖3為實(shí)施例1中制備的Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子在365納米激發(fā)時(shí)的發(fā) 射光譜圖4為實(shí)施例2所制備的Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子在水溶液中的1/1\相 對(duì)于Gd3+濃度擬合的直線圖；圖中直線的斜率即為橫向弛豫率隊(duì)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)稱取IrCl3 3H20(5. 52mmol)和苯基吡啶(11. 04mmol)加入到三頸瓶中，再加 入2-乙二醇乙醚和水的混合溶液使之溶解(2-乙二醇乙醚和水的體積比為3 1)；然后 將反應(yīng)混合物加熱至110°C，攪拌反應(yīng)24小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到室溫；有沉淀生成。所 得沉淀分別用水和乙醇洗滌，并用真空干燥，得到亮黃色固體苯基吡啶銥二氯橋配合物，即 Ir2 (ppy) 4C12。(2)稱取苯基吡啶銥二氯橋配合物(0. 2g，0. 16mmol)和4，4’-聯(lián)吡啶二羧酸固體 (0. 6g,2mmol)加入三頸瓶內(nèi)，加入30ml 二氯甲烷，回流15個(gè)小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，用二氯甲 烷和乙醚重結(jié)晶純化，得到二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物。(3)取二苯基吡啶4，4’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物89. 2mg(0. 12mmol)溶于20mL甲醇中，攪拌至澄清，加入3mL醋酸釓的水溶液(含量為35. 4mg, 0. OSmmol)，35°C下攪拌30分 鐘后離心(12000r/min, 12min)取沉淀，然后用乙醇(兩次)、水(一次)洗滌離心取沉淀， 干燥，得到Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子；通過電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀檢測 分析，Ir與Gd的摩爾比為1 1。NMR結(jié)果為NMR (400MHz, CD30D，298K)，8 (ppm) 8 9. 12 (2H, d, J = 8. 0Hz)， 8. 10-8. 14 (4H, m)，7. 95 (2H, d, J = 8. 0Hz)，7. 83-7. 88 (4H, m)，7. 65 (2H, d, J = 8. 06Hz)， 7. 03-7. 07 (4H, m)，6. 91 (2H, t, J = 8. 0Hz)，6. 30 (2H, d, J = 8. 0Hz) 本實(shí)施例產(chǎn)物的電鏡照片如圖1，(a)為掃描電鏡圖，(b)為透射電鏡圖，是平均粒 徑為50納米的實(shí)心球形粒子。實(shí)施例2取實(shí)施例1步驟(2)的二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物 89. 2mg(0. 12mmol)溶于20mL甲醇中，攪拌至澄清，加入3mL醋酸釓水溶液(含量為35. 4mg， 0.08mmOl)，8(TC下攪拌24h后離心(12000r/min, 12min)取沉淀，然后用乙醇(兩次)、水 (一次)洗滌、離心、干燥，得到球狀的Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子；通過電感耦合等離 子體原子發(fā)射光譜儀元素檢測分析，Ir與Gd的摩爾比為1 1。本實(shí)施例結(jié)果如圖2，(a)為掃描電鏡圖，(b)為透射電鏡圖，是平均粒徑為50納米的空心球形粒子。實(shí)施例3Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子光譜測試將實(shí)施例1所得產(chǎn)品粉末測定發(fā)射光譜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在365nm的激發(fā)下，材料 的最大發(fā)射峰位在610nm，如圖3所示。實(shí)施例4Ir_Gd金屬配合物熒光納米粒子磁共振成像測試將實(shí)施例2所得Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子配制成不同Gd3+離子濃度的 水溶液，測試其T1馳豫時(shí)間；由0. 5T的磁共振成像儀測試而得，具體參數(shù)為TR/TE = 1000/60ms，選層厚度為0. 6mm，譜寬SW = 50KHz，接收機(jī)增益RG = 3。磁共振成像測試結(jié)果 如圖4，該納米粒子有較強(qiáng)的馳豫能力，橫向馳豫率R1達(dá)到18. gmr1^，顯示該納米粒子具 有制備磁共振成像造影劑方面的應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子，其特征在于，具有如式(I)的結(jié)構(gòu)式，其中n＝1～3平均粒徑為50～60nm。FSA00000144215000011.tif
2.權(quán)利要求1所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下 步驟(1)取摩爾比為1 0.2 1 2的氯化銥和苯基吡啶，溶于2-乙二醇乙醚和水的 混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的體積比為1 1 5 1 ；然后將反應(yīng)混合物加熱至 80°C 120°C，攪拌反應(yīng)1 48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到5°C 35°C，取沉淀洗滌干燥，得 到苯基吡啶銥二氯橋配合物；(2)將苯基吡啶銥二氯橋配合物和4，4’-聯(lián)吡啶二羧酸溶解于二氯甲烷或甲醇，其中 苯基吡啶銥二氯橋配合物與4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為1 10 1 20，回流1 40小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，重結(jié)晶純化，得到二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物；(3)將二苯基吡啶4，4’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物和釓鹽溶解于二氯甲烷或甲醇， 20°C 120°C下攪拌反應(yīng)30分鐘 48小時(shí)，取沉淀；二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1 5 5 1。
3.權(quán)利要求2所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的釓 鹽為醋酸釓。
4.權(quán)利要求2所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(1) 所述的氯化銥和苯基吡啶的摩爾比為1 1 1 2。
5.權(quán)利要求2所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(2) 所述的苯基吡啶銥二氯橋配合物與4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為1 10 1 15。
6.權(quán)利要求2所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(2) 中，用二氯甲烷和乙醚為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶純化。
7.權(quán)利要求2所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(3) 所述的二苯基吡啶4，4’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1 1 2 1。
8.權(quán)利要求1所述Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子在制備磁共振成像造影劑方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及材料和磁成像造影劑領(lǐng)域，公開了一種Ir-Gd金屬配合物熒光納米粒子，平均粒徑為50～60nm，具有如式(I)的結(jié)構(gòu)式，n＝1～3；該粒子有較強(qiáng)的弛豫能力，同時(shí)具有磷光發(fā)射的性質(zhì)，可用于制備磁共振成像造影劑，實(shí)現(xiàn)了雙功能。本發(fā)明還提供了該納米粒子制備方法，操作簡單，反應(yīng)溫和，沒有污染。
文檔編號(hào)A61K49/06GK101851503SQ20101018680
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者李大銳, 楊仕平, 楊紅 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)