论文摘要
目的:制备表面带有氨基的功能性碳纳米管,用放射性同位素99mTc标记后对其在动物活体内的代谢和组织器官分布特征进行初步研究。方法:1.以多壁碳纳米管为原料,通过羧化、酰氯化进而与对苯二胺反应,得到表面有氨基的功能性多壁碳纳米管（MWNT-NH2）,对反应前后原料及产物进行红外和Raman光谱分析。2.将制得的MWNT-NH2与不同比例的二乙烯三胺五乙酸（DTPA）酸酐进行酰胺反应,通过酰胺键共价结合后,得到DTPA修饰的碳纳米管（MWNT-DTPA）并对产物行高分辨电镜、热失重和变温磁共振分析。3.以蒸馏水溶解MWNT-DTPA,0.01%氯化亚锡（SnCl2）为还原剂,通过螯合作用将99mTc结合在MWNT-DTPA表面,并对产物MWNT-DTPA-99mTc行高分辨电镜及元素能谱分析。4.以常规DTPA针剂用药为对照组,经耳缘静脉向家兔体内注射MWNT-DTPA-99mTc复合物溶液,同时使用单光子发射计算机断层成像系统（SPECT）扫描,观察其在家兔活体内的代谢及分布情况,随后穿刺膀胱抽取尿液进行电镜分析。5.进行定量研究时,选取20只家兔随机分为4组,每组5只,麻醉后经耳缘静脉注入1ml配置好的MWNT-DTPA-99mTc复合物溶液,放射性强度0.5mCi。分别在注药物后0.5h、1h、2h和3h将四组家兔处死,取肺、心脏、肝脏、脾、双肾脏和膀胱（含尿）等器官称重,在每种器官取少量样本称重并匀浆处理后置于井型γ计数器行99mTc放射性强度检测,通过计算样本与所取器官的质量比得出该器官总放射性强度,最后计算各器官总放射性强度占注射放射性强度的百分比,即得出MWNT-DTPA-99mTc复合物在体内各器官的分布.所有数据使用SPSS13.0软件进行分析。结果:1. MWNT-NH2的红外光谱分析,在1580cm-1、3413cm-1分别出现了酰胺和N-H的特征吸收带,证实了MWNT和对苯二胺通过酰胺键连接起来,在MWNT表面引入了氨基。Raman光谱证实MWNT本身在修饰前后结构没有发生改变。此时MWNT溶解性得到初步改善,与水形成黑色溶液,浓度较稀时呈棕色。2.MWNT-DTPA产物失重量随反应原料比例的增加而增加,结合物DTPA约占总质量的25%;变温磁共振图谱显示产物中的DTPA温度响应性较单体时降低;高分辨透射电镜下可见MWNT表面已被DTPA包裹,其水溶液呈棕色。3.MWNT-DTPA-99mTc产物在电镜下可见黑色团状金属颗粒稳定连接在MWNT侧壁上,视野内也未发现孤立存在的团状金属颗粒。元素能谱分析显示,金属颗粒中含有Tc和Sn两种元素。4.与对照组比较,SPECT扫描54分钟内MWNT-DTPA-99mTc组家兔的心脏、肝、脾、肾等器官持续显影,但随时间的延长显影亮度逐渐降低,对以上各器官做时间-放射性曲线可见曲线随时间逐渐下降。随后对尿液离心沉淀物的电镜分析可见有原型MWNT,其表面仍有颗粒附着,元素能谱分析含有Tc元素。5.定量研究结果显示,注射MWNT-DTPA-99mTc复合物30min时,所测各器官放射性强度之和约占注射总放射性强度的80%以上,其中主要分布于肝脏（≈21%）和肾脏（≈23%）,在肺（≈4%）、心脏（≈10%）和脾（≈9%）含量较低,此时已有部分排泄至膀胱（≈11%）。随着时间延长,在1h和2h时肺、心脏、肝脏、脾和肾脏内放射性强度均迅速下降,至终点3h时肺、心脏和脾内放射性已基本消失（<1%）,肝脏和肾脏放射性亦明显减少（≈8%）,与此同时膀胱内的放射性强度不断增加,至3h时已接近注射总放射性强度的一半（49%）。结论:1.成功合成了MWNT-NH2,使MWNT溶解性得到初步改善,并在此基础上完成了MWNT-NH2与DTPA的结合。2.制备的MWNT-DTPA能够与99mTc成功进行标记。3.SPECT显像提示,经静脉注射MWNT-DTPA-99mTc后主要分布在心脏、肝脏、脾脏和肾脏,随着时间的延长可缓慢被机体清除,在尿液中发现了以原型排出的MWNT,提示经肾脏排泄可能是主要途径。4.定量研究证实,经静脉注入MWNT-DTPA-99mTc后主要分布于肺、心脏、肝脏、脾和肾脏等器官,且随时间延续不断减少,膀胱内放射性含量则不断增加,表明99mTc标记的MWNT复合物可经过机体正常代谢并经肾脏途径排出。
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