專利名稱：一種單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米顯像劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及單光子發(fā)射計算機斷層成像的納米顯像劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
英國《自然》雜志生物技術(shù)子刊(Nat. Biotechnol.，2004，Vol. 22 (8)，P. 969)公開了一種用于生物成像的量子點納米成像劑及其制備方法，雖然這種成像劑具有較好的成像效果、而且能夠抗光漂白，但由于制備該成像劑首先要合成半導體納米量子點，然后不僅要修飾上聚こニ醇片段來提高代謝周期，還要修飾上靶標特異性識別的抗體，所以制備起來比較困難，而且因這類量子點本身所含有的重金屬會引起毒性，也限制了這類納米成像劑 的發(fā)展。德國化學會期刊《應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. ,2008, Vol. 47 (15), P. 2804)介紹了ー種“開關(guān)型”近紅外金納米成像劑及其制備方法，雖然該成像劑具有很好的生物相容性，但由于它是將光學分子修飾在金納米表面，還要修飾上靶標特異性識別的肽段，合成比較繁瑣，穩(wěn)定性也不是很好?？傊F(xiàn)有的這些納米顯像劑普遍存在制備難度高，細胞攝取率低、靶向困難等缺點，而成為限制生物學成像研究的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑及其制備方法，以獲得能實時控制性自組裝的放射性納米顯像劑，克服傳統(tǒng)納米顯像劑制備難度高，細胞攝取率低、靶向困難等缺點，可用于研究腫瘤細胞內(nèi)特定酶的活性，從而能夠?qū)嵤┓乔秩?、直觀、快速地進行疾病的早期診斷。本發(fā)明的單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑的制備方法，其特征在于第一歩、先采用固相合成方法分別合成兩段肽鏈，過程如下將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹脂在4-6毫升N，N- ニ甲基甲酰胺里溶脹4-8分鐘后，加入2毫摩爾第一個氨基酸酪氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應2-3小時后，用100微升甲醇反應10-20分鐘，切去酪氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個氨基酸半胱氨酸反應2-3小時，切去半胱氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個氨基酸精氨酸反應2-小吋，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個氨基酸精氨酸反應2-3小時，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個氨基酸纈氨酸反應2-3小時，切去纈氨酸的保護基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個氨基酸精氨酸反應3-4小吋，切去最后ー個氨基酸精氨酸的保護基，加2-3毫摩爾醋酐反應20-30分鐘，最后用含體積濃度為1%的三氟こ酸的ニ氯甲烷從該樹脂上切下上述合成的肽段，用こ醚層出冷凍離心傾去上層こ醚，待溶劑揮發(fā)干之后所得到的白色固體粉末即是酪氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽段；再將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹脂在4-6毫升N，N- ニ甲基甲酰胺里溶脹4-8分鐘后，カロ入2毫摩爾第一個氨基酸纈氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應2-3小時后，用100微升甲醇反應10-20分鐘，切去纈氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個氨基酸精氨酸反應2-3小吋，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個氨基酸半胱氨酸反應2-3小時，切去半胱氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個氨基酸精氨酸反應2-3小吋，切去精氨酸的保護基，加入活 化的I. 6毫摩爾第五個氨基酸酪氨酸反應2-3小吋，切去酪氨酸的保護基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個氨基酸精氨酸反應3-4小時，切去最后一個氨基酸精氨酸的保護基，加2-3毫摩爾醋酐反應20-30分鐘，最后用體積濃度為1%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液從該樹脂上切下上述合成的肽段，采用こ醚層出冷凍離心傾去上層こ醚，待溶劑揮發(fā)干之后所得到的白色固體粉末即是纈氨酸-精氨酸-半胱氨酸-精氨酸-酪氨酸-精氨酸肽段；第二步、將上述合成的酪氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽段取O. I毫摩爾溶于2毫升四氫呋喃溶劑中，加入O. 15毫摩爾N-甲基嗎啡，冷卻至零度時加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酷，活化半小時后，加入O. 12毫摩爾2-氨基-6-氰基苯并噻唑，保持溫度在0-10°C—個小吋，室溫攪拌反應過夜，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收的組分，即為第一類初產(chǎn)物；再將上述合成的纈氨酸-精氨酸-半胱氨酸-精氨酸-酪氨酸-精氨酸肽段取O. I毫摩爾溶于2毫升四氫呋喃溶劑中，加入O. 15毫摩爾N-甲基嗎啡，冷卻至零度時加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時后，加入O. 12毫摩爾2-氨基-6-氰基苯并噻唑，保持溫度在0-10°C—個小吋，室溫攪拌反應過夜，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收的組分，即為第二類初產(chǎn)物；第三步、先將上述制備的第一類初產(chǎn)物溶解在10毫升體積濃度為95%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液中攪拌反應3-5小吋，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收組分即為終產(chǎn)物第一種化合物X1或第三種化合物X3 ;再將第二類初產(chǎn)物溶解在10毫升體積濃度為95%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液中攪拌反應3-5小時，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收組分即為終產(chǎn)物第五種化合物Y1或第七種化合物Y3 ;第四步、采用氯胺T法標記放射性碘，過程如下首先將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進反應瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y -檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第二種化合物X2 ;再將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進反應瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘,再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第四種化合物X4 ;然后再將50微升濃度為5mg/mL的第五種化合物Y1加進反應瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，其中所加試劑都是溶于pH=7. 4的磷酸緩沖溶液中；用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第六種化合物\ ;最后將50微升濃度為5mg/mL的第五種化合物Y1加進反應瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第八種化合物Y4;其中第四步里涉及到的第一種化合物X1、第五種化合物Y1、氯胺T、偏亞硫酸鈉都是按照上面各自對應的質(zhì)量體積濃度溶于O. 05mol/L, pH=7. 4的磷酸鹽緩沖溶液里加入到反應體系中；
其中固相所用的氨基酸都是以9-芴甲氧羰基
權(quán)利要求
1.ー種單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑的制備方法，其特征在于 第一歩、先采用固相合成方法分別合成兩段肽鏈，過程如下將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹脂在4-6毫升N，N- ニ甲基甲酰胺里溶脹4-8分鐘后，加入2毫摩爾第一個氨基酸酪氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應2-3小時后，用100微升甲醇反應10-20分鐘，切去酪氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個氨基酸半胱氨酸反應2-3小時，切去半胱氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個氨基酸精氨酸反應2-3小吋，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個氨基酸精氨酸反應2-3小時，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個氨基酸纈氨酸反應2-3小時，切去纈氨酸的保護基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個氨基酸精氨酸反應3-4小時，切去最后ー個氨基酸精氨酸的保護基，加2-3毫摩爾醋酐反應20-30分鐘，最后用含體積濃度為1%的三氟こ酸的ニ氯甲烷從該樹脂上切下上述合成的肽段，用こ醚層出冷凍離心傾去上層こ醚，待溶劑揮發(fā)干之后所得到的白色固體粉末即是酪氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽段；再將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹脂在4-6毫升N，N- ニ甲基甲酰胺里溶脹4-8分鐘后，カロ入2毫摩爾第一個氨基酸纈氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應2-3小時后，用100微升甲醇反應10-20分鐘，切去纈氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個氨基酸精氨酸反應2-3小吋，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個氨基酸半胱氨酸反應2-3小時，切去半胱氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個氨基酸精氨酸反應2-3小吋，切去精氨酸的保護基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個氨基酸酪氨酸反應2-3小吋，切去酪氨酸的保護基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個氨基酸精氨酸反應3-4小時，切去最后一個氨基酸精氨酸的保護基，加2-3毫摩爾醋酐反應20-30分鐘，最后用體積濃度為1%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液從該樹脂上切下上述合成的肽段，采用こ醚層出冷凍離心傾去上層こ醚，待溶劑揮發(fā)干之后所得到的白色固體粉末即是纈氨酸-精氨酸-半胱氨酸-精氨酸-酪氨酸-精氨酸肽段； 第二步、將上述合成的酪氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽段取O. I毫摩爾溶于2毫升四氫呋喃溶劑中，加入O. 15毫摩爾N-甲基嗎啡，冷卻至零度時加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時后，加入O. 12毫摩爾2-氨基-6-氰基苯并噻唑，保持溫度在o-io°c—個小吋，室溫攪拌反應過夜，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收的組分，即為第一類初產(chǎn)物；再將上述合成的纈氨酸-精氨酸-半胱氨酸-精氨酸-酪氨酸-精氨酸肽段取O. I毫摩爾溶于2毫升四氫呋喃溶劑中，加入O. 15毫摩爾N-甲基嗎啡，冷卻至零度時加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時后，加入O. 12毫摩爾2-氨基-6-氰基苯并噻唑，保持溫度在0-10°C —個小時，室溫攪拌反應過夜，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收的組分，即為第二類初產(chǎn)物； 第三步、先將上述制備的第一類初產(chǎn)物溶解在10毫升體積濃度為95%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液中攪拌反應3-5小吋，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收組分即為終產(chǎn)物第一種化合物X1或第三種化合物X3 ;再將第二類初產(chǎn)物溶解在10毫升體積濃度為95%的三氟こ酸的ニ氯甲烷溶液中攪拌反應3-5小時，經(jīng)過高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強吸收組分即為終產(chǎn)物第五種化合物Y1或第七種化合物Y3; 第四步、采用氯胺T法標記放射性碘，過程如下首先將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進反應瓶中，注射IrnCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y -檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第二種化合物X2 ;再將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進反應瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第四種化合物X4 ;然后再將50微升濃度為5mg/mL的第五種化合物Y1加進反應瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，其中所加試劑都是溶于pH=7. 4的磷酸緩沖溶液中；用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第六種化合物\ ;最后將50微升濃度為5mg/mL的第五種化合物Y1加進反應瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應，用配備Y-檢測器的高效液相色譜分離得到對應的第八種化合物Y4;其中第四步里涉及到的第一種化合物X1、第五種化合物Y1、氯胺T、偏亞硫酸鈉都是按照上面各自對應的質(zhì)量體積濃度溶于O. 05mol/L, pH=7. 4的磷酸鹽緩沖溶液里加入到反應體系中； /ΓΛ / 丫 其中固相所用的氨基酸都是以9-芴甲氧羰-fV' 作為α -氨基保護基，半胱氨、ク，O)\'1 レ' ./ .酸的巰基由叔丁硫基保護，精氨酸側(cè)鏈氨基由οιグ保護；當合成肽鏈所選的酪\一/ TlO Z \fj rX氨酸為 ° - N .......oH 時，第三步得到的就是第三種化合物X3第七種化合物Y3,當合 VohノP成肽鏈所選的酪氨酸為 ο υ 5時，第三步得到的就是第一種化合物X1和 O.伽P。k第五種化合物Y1;其中活化氨基酸的試劑是與氨基酸同物質(zhì)的量濃度的I-羥基苯并三唑和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸鹽；在每接上一個氨基酸和切去保護基吋，都要用凱撒測試(kaiser test)試劑檢測亞氨基存在與否若陽性顯藍色，即表明已剪切完；若陰性顯黃色，則表明氨基酸已接上。
2.權(quán)利要求I所述方法制備的單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑，特征在于其為具有第一類特征結(jié)構(gòu)(I )或第二類特征結(jié)構(gòu)(II)的単一化合物
3.如權(quán)利要求2所述的單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑，特征在于其中具有第一類特征結(jié)構(gòu)(I )的單ー化合物為 第一種化合物X1 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R1和R2都為H ； 第二種化合物X2 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R1為H和R2為125I ； 第三種化合物X3 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R1為Ac和R2為I ; 第四種化合物X4 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R1為H和R2為131I ； 具有第二類特征結(jié)構(gòu)(II)的単一化合物為 第五種化合物Y1 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R3和R4都為H ； 第六種化合物Y2 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R3為H和R4為125I ； 第七種化合物Y3 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R3為Ac和R4為I ; 第八種化合物Y4 :其結(jié)構(gòu)式中的基團R3為H和R4為131I ； 所述具有第一類特征結(jié)構(gòu)(I )的化合物是可以被酶特異性識別剪切發(fā)生自組裝縮合反應的化合物，所述具有第二類特征結(jié)構(gòu)(II)的化合物是不可以被酶識別從而也不能發(fā)生自組裝反應的對照化合物；第ニ種化合物X2、第四種化合物X4、第六種化合物Y2和第八種化合物Y4含有放射性碘；第三種化合物X3和第七種化合物Y3含有冷的自然碘，其在實驗中與對應的放射性化合物共同培養(yǎng)是為了提高成像劑的化學濃度；第二種化合物X2和第六種化合物Y2是用來做細胞攝取實驗，第四種化合物X4和第八種化合物Y4是用來做單光子發(fā)射計算機斷層成像動物實驗。
4.由權(quán)利要求2所述的單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑組成的顯像組混合物及其與之配套的對照組混合物，特征在于該顯像組混合物由第三種化合物X3和第四種化合物X4混合組成，第三種化合物X3濃度在100 μ mo I/L至200 μ mol/L之間，第四種化合物X4的放射性劑量在2. 5mCi/L至4mCi/L之間；與之配套的對照組混合物由第七種化合物Y3和第八種化合物Y4混合組成，其中第七種化合物Y3濃度在100 μ mo I/L至200 μ mol/L之間，第八種化合物Y4的放射性劑量在2. 5mCi/L至4mCi/L之間。
5.由權(quán)利要求2所述的單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑組成的前體研究混合物及其與之配套的對照組混合物，特征在于該前體研究混合物為由第三種化合物X3和第二種化合物X2混合組成，與之配套的對照組混合物由第七種化合物Y3和第六種化合物Y2混合組成；其中第三種化合物X3和第七種化合物Y3濃度在100 μ mol/L至200 μ mol/L之間，第二種化合物X2和第六種化合物Y2的放射性劑量lmCi/L至5mCi/L之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單光子發(fā)射計算機斷層成像顯像劑及其制備方法，特征是先采用固相合成法將兩個肽段分別合成出來，得到對應的初產(chǎn)物和最終產(chǎn)物，合成了具有第一類特征結(jié)構(gòu)(Ⅰ)或第二類特征結(jié)構(gòu)(Ⅱ)的單一化合物，以及按所需劑量配比組成成像顯像劑。本發(fā)明的成像顯像劑是小分子，親水性好，制備容易；又因該成像顯像劑的前體小分子有特定酶特異性識別的肽段，因此可主動靶向成像區(qū)域，從而實現(xiàn)在活體細胞內(nèi)控制性自組裝放射性納米結(jié)構(gòu)，研究腫瘤細胞內(nèi)特定酶的活性。與傳統(tǒng)的微納體系用于疾病早期診斷相比，采用本發(fā)明方法不需要在體外合成微納材料再注入活體內(nèi)用于腫瘤的診斷，克服了傳統(tǒng)納米材料的低攝取和靶向難的難題。
文檔編號C07K1/04GK102690328SQ20121016454
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者梁高林, 苗慶慶 申請人:中國科學技術(shù)大學