專利名稱：可延長血液潴留的診斷成像用造影劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于診斷成像的造影劑。確切地說，本發(fā)明涉及顯示更好的血液潴留的新型化合物，該類化合物包括a)圖象增強(或信號產(chǎn)生)部分(IEM)；b)血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(PPBM)；和c)血液半衰期延長部分(BHEM)。
本發(fā)明還涉及包括這些化合物的藥物組合物和使用這類化合物和組合物來延長血液半衰期與增強診斷的成像對比度的方法。
診斷用成像技術(shù)例如磁共振成像(MRI)、X-射線、核放射性藥物成像、紫外/可光/紅外光、和超聲波，被用于醫(yī)療診斷已有多年。在某些場合中，利用造影劑來改善圖象質(zhì)量或提供特定信息已有多年了。在其它場合中如用光或超聲波成像時，迫切需要引入造影劑。
造影劑必須干擾用于成像技術(shù)中的電磁輻射線的波長，改變組織的物理性能而產(chǎn)生改變了的信號，或者在放射性藥劑的場合中它自身提供放射源。常用的材料包括有機分子、金屬離子、鹽或螯合物、微粒(尤其是鐵微粒)、或標記的肽、蛋白質(zhì)、聚合物或脂質(zhì)體。施藥后，在被代謝和/或被排泄之前，藥劑可能會非特異地擴散遍及全身的腔室；這些藥劑常被稱為非特異性藥劑。該藥劑也可對特定的身體腔室、細胞、器官或組織產(chǎn)生特異親和性，這些藥劑可稱為靶向藥劑(targeted agent)。
至于注射用或被身體吸收和分布于血液中的藥劑，要求有適當?shù)难喊胨テ?。然而在臨床成像場合中，特別長的半衰期(即數(shù)天或數(shù)周)沒有必要且可能有危險(歸因于毒性的可能性增大和代謝分解為毒性更大的分子)，短的半衰期也不合要求。如果圖象增強持續(xù)的時間太短，則很難獲得病人的高質(zhì)量圖象。此外，靶向藥劑的迅速清除會降低能與靶部位結(jié)合的藥劑的量，于是減弱圖象上靶部位的“亮度”。
延長成像劑的血液半衰期包括干擾下述清除機理的一項或多項
1)腎的分泌。低于60,000道爾頓分子量的分子、尤其是小分子，在腎中可通過非特異性腎小球的過濾作用而從血液中除去。如果分子表現(xiàn)出對血漿蛋白質(zhì)或血液的其它成分的一定程度的結(jié)合，則只有游離部分可供過濾，于是腎的分泌速率就會相應地減慢。
2)肝細胞的攝取。如果分子具有疏水性，則配合物的某些部分被肝細胞攝取并被分泌入膽汁。一般地，分子的疏水性越大，則肝細胞的攝取速率越高。盡管疏水性也導致血漿蛋白質(zhì)結(jié)合和分子的表現(xiàn)自由濃度的降低，但肝細胞的攝取速率仍然會很高(D.Sorrentino et al.，Prog.LiverDisease，pp.203-24(1990)，于是減短血液的半衰期。血液半衰期的減短可能或不會伴隨肝膽管的總的分泌物、即最終出現(xiàn)于糞便中的施藥量部分的增多。除了肝細胞的攝取速率外，后者的量還由很多因素決定，它們包括肝細胞內(nèi)胞質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)合的程度、對小管的(肝細胞至膽汁)輸送系統(tǒng)的親和性、膽汁流動和腸肝的再循環(huán)的效果。血液的半衰期的延長必須由血液或血漿樣顯示，而不是簡單地通過測定肝膽管的總分泌物的減少來確定。同樣地，僅僅得知和測定血漿蛋白質(zhì)與設計的造影劑的有效結(jié)合不足以證實其血液半衰期因更少的腎的分泌物而延長。
3)網(wǎng)狀內(nèi)皮的(RE)或其它的系統(tǒng)。大分子量物質(zhì)如脂質(zhì)體、聚合物、蛋白質(zhì)和微粒，可以被識別(例如調(diào)理素作用，或在細胞攝取前用蛋白質(zhì)涂敷)而被迅速從血液中清除并攝入細胞、尤其是肝的RE細胞(枯否細胞)，脾和骨髓。
報道有兩種一般的描施以延長成像劑的血液半衰期。一種方法是將成像劑通過強的或可代謝化學鍵共價鍵地連接到大分子量聚合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體或微粒上。例如，二亞乙基三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)已被連接到人血清白蛋白(HSA)、聚L-賴氨酸或葡聚糖中(A.N.Oksendal et al.，J.Magn.Reson.Imaging，3，pp.157-165(1993)；S.M.Rocklage，“Contrast Agents，”Magnetic Resonance Imaging，Mosby Year Book，pp.372-437(1992))。這樣做是為了減小腎中腎小球的過濾速率和阻留血液中的藥劑。但是，這樣會導致藥劑的長期潴留。此外，牢固地結(jié)合的成像劑在大分子的代謝部位有可能釋放毒性副產(chǎn)物如游離的金屬離子。還有，大的軛合物可能會難于定準身體中的特定部位。
第二種方法已被應用于脂質(zhì)體、聚合物、蛋白質(zhì)和微粒，它們一般可通過RE系統(tǒng)或其它方法被迅速從循環(huán)中除去。在這些物質(zhì)表面布置長鏈親水性聚合物如聚乙二醇(PEG)，會減少被RE或其它系統(tǒng)的攝取(C.Tilcock et al.，Biochimica et Biophysica Acta，1148，pp.77-84(1993)；A.A.Bogdanoy et al.，Radiology，187，pp.701-706(1993))。據(jù)假設該大的、強烈水合的聚合物基團干擾識別和攝取這些物質(zhì)所需的分子過程。該方法的缺點包括a)高成本和麻煩的制備方法；b)大的軛合物缺乏定向性；和c)應用性似乎局限于大分子量物質(zhì)。
強烈要求具有一定的親脂性的靶向小分子。它們會遭受快速的肝細胞的攝取和血液清除，可能減弱靶部位的“亮度”。在要有親脂性以達到對蛋白質(zhì)或其它生物學靶的導向的情況中，這是一個特別的問題。
該問題的一個特例是小分子血池劑(blood pool agents)的顯影。現(xiàn)有的小分子非特異性藥劑如用于MRI的Gd-DTPA，可相當快地從血液中清除，故不適于成像血管(即MR血管造影術(shù))或監(jiān)控流入心臟、大腦、腫瘤或其它器官或損傷的血流。以血漿蛋白質(zhì)為目標的親脂劑在本技術(shù)中已為人所知，參見美國專利號4,880,008和5,250,285。盡管這藥劑結(jié)合到血漿蛋白質(zhì)、特別是人血清白蛋白上，它們也會遭到快速的肝細胞的攝取和縮短血液半衰期。
繼續(xù)存在對可被血液潴留更長時間的造影劑的需求。
本發(fā)明提供顯示更好的血液潴留的診斷成像用造影劑，該新型化合物包括a)圖象增強(或信號產(chǎn)生)部分(IEM)；b)血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(PPBM)；和c)血液半衰期延長部分(BHEM)。
本發(fā)明還涉及包括這些化合物的藥物組合物和用這些化合物與組合物延長血液半衰期與增強診斷成像對比度的方法。
這些造影劑顯示出腎的和肝細胞的攝入速率的降低且不被RE系統(tǒng)明顯的攝入。這些藥劑可被定向到血池或其它任何生物組分中。由于這些藥劑從血流中消失速度較慢，所以在更高的安全限度下可用更低的劑量。本方法對大分子和小分子有普適性。
為了使本文所述的發(fā)明可被更充分地理解，提出了下述更詳細的說明。
術(shù)語“特異親和性”或“分子親和性”在本文中是指造影劑被吸收、被阻留或結(jié)合到特定的生物組分的能力達到遠比其它組分大的程度。有該性能的造影劑被稱為“靶向”到“靶”組分上。
本發(fā)明涉及增強診斷成像的對比度的新型化合物，這些化合物包括a)圖象增強(或信號產(chǎn)生)部分(IEM)；b)血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(PPBM)；和c)血液半衰期延長部分(BHEM)。診斷用成像包括、但不局限于MRI、X-射線、核放射性藥物成像、紫外/可見/紅外光、和超聲波。圖象增強部分(“IEM”)按本發(fā)明，第一部分IEM可以是用于提供成像中的信號或?qū)Ρ榷鹊娜我饣衔锘蛭镔|(zhì)。
信號增強部分可以是有機分子、金屬離子、鹽或螯合物、微粒(尤其是鐵微粒)、或標記的肽、蛋白質(zhì)、聚合物或脂質(zhì)體。
一種特別有用的IEM是生理相容的金屬螯合物，它包括與原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的一種或多種金屬離子絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
至于X-射線成像，IEM可以包括碘化有機分子或原子序數(shù)為57-83的重金屬離子的螯合物。合適的化合物實例被描述于M.Sovak，ed.，“Radio contrast Agents，”springer-Verlag，pp.23-125(1984)和美國專利4,647,447。
至于超聲波成像，IEM包括充氣的泡如Albunex、Echovist或Levovist、或微?；蚱渲薪饘匐x子的原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的金屬螯合物。合適的化合物實例被描述于Tyler et al.，Ultrasonic Imaging，3，pp.323-29(1981)和D.D.Swanson，“Enhancement Agents for UltrasoundFundamentals，”Pharmaceuticals in Medical Imaging，pp.682-87(1990)。
至于核放射性藥物成像或放射療法，IEM包括放射性分子。優(yōu)選的有Tc、Re、Co、Cu、Au、Ag、Pb、Bi、In和Ga的螯合物，更優(yōu)選的有Tc-99m的螯合物。合適的化合物實例被描述于Rayudu GVS，Radiotracers for Medical Applications，I，pp.201和D.P.Swanson etal.，ed.，Pharmaceuticals in Medical Imaging，pp.279-644(1990)。
至于紫外/可見/紅外光成像，IEM包括任何有機或無機染料或任何金屬螯合物。
至于MRI，IEM包括順磁性金屬離子的金屬-配體絡合物，金屬原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83。
為了有效地增強NMR成像，該配合物必須能提高水質(zhì)子或其它成像或光譜核(包括其它生物分子或注射的生物標記物上的質(zhì)子，P-31、C-13、Na-23或F-19)的松弛速率1/T1(縱向的、或自旋晶格)和/或1/T2(橫向的、或自旋-自旋)。松弛率(Relaxivity)R1和R2被定義為分別提高每mM的金屬離子的1/T1或1/T2的能力；單位是mM-1s-1。至于最常見形式的臨床MRI、水質(zhì)子MRI，結(jié)合有螯合配體的順磁性離子還有一個或多個空的配位點用于水交換時這時的松弛率是最適宜的。(R.B.Lauffer，Chemical Reviews，87，pp.901-927(1987))。但是，這必須與金屬螯合物的穩(wěn)定性平衡(見下文)，它通常隨空配位點數(shù)的增多而降低。所以，該配合物最好只含一個或二個空的配位點。
除了通過偶極間相互作用提高組織核的1/T1或1/T2之外，MRI劑可影響兩種其它的磁性能，因而有臨床應用性1)鐵微?；虼琶舾行詮姷慕饘衮衔铮绕涫荄y、Gd或Ho的螯合物，可以通過產(chǎn)生微觀的磁敏感梯度而改變組織的MRI信號強度(A.Villringer et al，Magn.Reson.Med.6，pp.164-174(1988))。該應用中螯合物無需存在空的配位點。
2)鐵微粒或金屬螯合物也可被用于改變水質(zhì)子或其它成像或光譜核、包括其它生物分子或注射的生物標記物上的質(zhì)子，P-31、C-13、Na-23或F-19的共振頻率。此時，視所用的核和方法而定，可采用0-3個空的配位點。
優(yōu)選的順磁性金屬選自Gd(III)、Fe(III)、Mn(II和III)、Cr(III)、Cu(II)、Dy(III)、Tb(III)、Ho(III)、Er(III)和Eu(III)，最優(yōu)選的是Gd(III)。
盡管順磁性金屬是用其絡合的形式，但仍會產(chǎn)生毒性效果，它歸因于金屬離子從配合物中解離。有機螯合配體應是生理相容的。螯合配體的分子大小應與順磁性金屬的大小相匹配。這樣，晶體離子半徑為0.938A的釓(III)，要求比晶體離子半徑為0.64A的鐵(III)更大的螯合配體。
總體來說，金屬螯合物的毒性程度與排泄前它在體內(nèi)解離的程度有關(guān)。毒性通常隨著游離金屬離子量的增多而增大。動力學穩(wěn)定性低、熱力學穩(wěn)定性高(形成常數(shù)至少是1015M-1且更優(yōu)選至少是1020M-1)的配合物可望最大程度地減少解離和其伴隨的毒性。至于動力學穩(wěn)定性相對地更高的配合物，較低的形成常數(shù)即1010M-1或更高些可使解離降至最少。
毒性也是配合物中空配位點數(shù)的函數(shù)。配位點越少，則螯合劑釋放順磁性物質(zhì)的傾向一般越小。因此，配合物優(yōu)選含2個、1個或0個空的配位點。多于2個空配位點的存在通常會因在體內(nèi)釋放金屬離子而不能接受地增大毒性。
用作MRI劑的很多合適的螯合配體在本技術(shù)中是已知的。它們也可用于其它形式的生物成像的金屬螯合物。至于MRI成像，優(yōu)選的IEMs包括
血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(“PPBM”)按本發(fā)明，本發(fā)明的造影劑的第二組分是PPBM?；衔锏脑摬糠謱⒃煊皠┡c血漿蛋白質(zhì)結(jié)合而降低腎的分泌速率。
感興趣的血漿蛋白質(zhì)包括白蛋白、尤其是人血清白蛋白(HSA)，它結(jié)合有一定的親脂部分的分子和或者在生理pH時帶負電荷或者帶部分負電荷的氧或硫或氟；α酸糖蛋白，其結(jié)合主要是帶正電荷的分子；球蛋白，其結(jié)合類固醇分子；和脂蛋白，其結(jié)合親脂性或脂肪酸型的分子。所以必須適當?shù)剡x擇PPBM以達到與合適的蛋白質(zhì)的結(jié)合。由于HSA在血清中的濃度最高，且具有高的親和性和結(jié)合寬范圍的分子的能力，所以它是用于延長血液半衰期的優(yōu)選的血漿蛋白質(zhì)。HSA也是優(yōu)選的血漿蛋白質(zhì)靶，因為它與比帶正電荷的分子毒性更小的帶負電荷的分子結(jié)合。
為了結(jié)合HSA，寬范圍的疏水性或兩親的物質(zhì)作為PPBM將會很有用(U.Kragh-Hansen，Pharm.Rev.，33，pp.17-53(1981)；X.M.He et al.，Nature，358，pp.209-215(1992)；D.C.Carter，Adv.Protein Chem.，45，pp.153-203(1994))。這些物質(zhì)包括、但不局限于含1-60個碳以及任意數(shù)的氮、氧、硫、鹵素的脂族基或芳基，烷基、酰胺、酯和磺酰胺取代基。PPBM也可以是含疏水性氨基酸殘基和/或有或無疏水性或親水性端基取代基的肽。為達到在血漿中10％的結(jié)合，優(yōu)選的PPBM具有至少7個碳原子，更優(yōu)選13個、且最優(yōu)選18個碳原子。
如上所述，要與HSA結(jié)合，寬范圍的疏水性物質(zhì)可能作為PPBM很有用。一般地，對HSA的和其它可能的蛋白質(zhì)的結(jié)合親和性將隨PPBM疏水性的升高而增大。對于如PPBM的取代基的疏水性的理論估算可這樣求得利用取代基的Hanschπ常數(shù)計算PPBM在辛醇-水(或辛醇-緩沖液)中分配系數(shù)的log值(logP)的基值。參見A.Leo and C.Hans ch，“PartitionCoefficients and their Uses，”Chemical Revi6WS，71，pp.525-616(1971)；K.C.Chu，“The Quantitative Analysis of Structure-Activity Relationships，”Burger′s Medicinal Chemistry，Part 1，pp.393-418，(4th ed.1980)。結(jié)合親和性將隨logP基值的增大而增大。例如對于脂族基上的取代基，可應用下述π常數(shù)基團π-脂族的CH30.50苯基2.15對于芳基上的取代基，可應用下述π常數(shù)基團 π-脂族的CH30.56CH2CH31.02苯基 1.96這樣，連接在IEM上的對-甲基芐基的logP基值可計算如下(利用CH3的π-脂族的值估算-CH2-基)logP基值＝0.50+2.15+0.56＝3.21要與HSA結(jié)合，達到有效結(jié)合所需的logP基值的極小值為2(相當于4個CH3基或一個苯環(huán))。更優(yōu)選的logP基值為3，甚至更優(yōu)選的logP基值為4。
HSA結(jié)合可通過平衡透析或超濾作用利用4.5(wt./vol)％的HSA在pH7.4緩沖液中來測定。在生理相關(guān)濃度(對MRI、X-射線、光和超聲波是0.01-10mM于血漿中；對放射性藥物為＜1uM，優(yōu)選至少10％、更優(yōu)選至少50％、更優(yōu)選至少80％、且最優(yōu)選至少95％的造影劑被結(jié)合在HSA上。本應用中，造影劑與HSA結(jié)合百分數(shù)的測定誤差大約為+/-5％。與其它蛋白質(zhì)或血清結(jié)合的蛋白質(zhì)可按類似方法估算。
在造影劑中加入親脂基有可能降低該藥劑的溶解性。為了在臨床上有效的劑量值或更高值下保持造影劑的足夠的溶解性，最好是將一個或多個氫鍵鍵合基(氧、氮等等)結(jié)合到PPBM中。
雖然可用純脂族基作為PPBMs，但它們不如混合的脂族-芳基或純芳基好。尤其是當純脂族基特別是相當長和柔性的基上帶負電荷時，造影劑會干擾內(nèi)源性分子如脂肪酸的代謝或膜蛋白質(zhì)與類脂之間的相互作用。這就會增高該藥劑的毒性。所以最好是PPBM含至少一個芳環(huán)。
至于用于血池、腫瘤或組織增強的HSA結(jié)合的MRI劑，尤為優(yōu)選的造影劑含兩個或更多個各不相同的親脂基以充分固定與蛋白質(zhì)結(jié)合的該藥劑。這些基可以在一個PPBM上，或者作為兩個或多個分離的化學基連接到造影劑上。由于其體積大和剛性，所以最好是兩個或多個基各含一個芳環(huán)，使整個分子中的兩個或多個環(huán)以剛性的、非平面取向排列。
當MRI劑的轉(zhuǎn)動校正時間約等于HSA的時，該藥劑磁效率或松弛率通常最高(R.B.Lauffer，Chemical Reviws，87，pp.901-927(1987))。而小分子如Gd-DTPA的轉(zhuǎn)動校正時間約為0.1毫微秒(nsec)，HSA的轉(zhuǎn)動校正時間大于5-10nsec；如果某螯合物有該較長的校正時間，則順磁性離子和水質(zhì)子之間的磁脈動如同拉莫爾頻率一樣出現(xiàn)在相同的時間標度出現(xiàn)，產(chǎn)生最有效的可能縱向(T1)馳豫以及最高的潛在松弛率。與蛋白質(zhì)結(jié)合的螯合物的任意柔性有望減小有效轉(zhuǎn)動校正時間，于是減小松弛率。由于對蛋白質(zhì)的一個結(jié)合點在數(shù)個方向仍可產(chǎn)生柔性，所以另外的結(jié)合點會是優(yōu)選的。
藥劑被調(diào)至極大松弛率的程度可通過在HSA存在下測定結(jié)合的松弛率(R1-結(jié)合)來估算。這就要求測定游離螯合物的松弛率(R1-游離)和松弛率(R1-實測)和在4.5％HSA中該藥劑的結(jié)合百分數(shù)?！癛1-實測”是“R1-游離”和“R1-結(jié)合”的摩爾分數(shù)權(quán)重平均值R1-實測＝(分數(shù)-游離×R1-游離)+(分數(shù)-結(jié)合×R1-結(jié)合)因此
將兩個或多個芳基保持在剛性、非平面的形式、其優(yōu)點可從下文的表中看出，表中給出了MS-322(56mM-1s-1)和MS-325(42mM-1s-1)對MS-317(34mM-1s-1)的松弛率-結(jié)合值。MS-322和MS-325的聯(lián)二苯或聯(lián)苯基似乎限制HSA-結(jié)合的造影劑的活動性。本應用中，有關(guān)“松弛率-結(jié)合”值的測定的誤差大約是+/-5％。
從上表中可看出，有兩個環(huán)剛性地保持非平面取向的化合物有更高的“松弛率-結(jié)合”值。
從前述方程中可看出，實際的R1-實測可隨分數(shù)-結(jié)合(fraction-bound)的增大、即藥劑對HSA的親和性的增大而增高。這也可導致更低的腎的分泌和更長的血液半衰期，因而是協(xié)同的。然而，為了利用最低劑量和達到最高的安全限度，通過將R1-結(jié)合極大化而使該藥劑的效力極大化仍是重要的。血液半衰期延長部分(“BHEM”)本發(fā)明的造影劑的第三部分，BHEM，減小肝細胞攝取造影劑的速率。親水性和親脂性的平衡以及分子的確切的分子結(jié)構(gòu)決定其肝細胞攝取速率。
在本發(fā)明的造影劑中，本發(fā)明的BHEMs減小或消除肝細胞攝取而不會過度地干擾PPBM的效力。BHEMs都是相當親水的基，它們能與水形成氫鍵。在造影劑中存在親水性BHEM會減少該藥劑的肝細胞攝取。
可用作BHEM的化學基的實例包括碳、磷、鎢、鉬或硫原子，它們連有荷電的或中性的、具有兩個或多個孤電子對(即全部或部分的負電荷)的雜原子如氧、氮、硫或鹵素(尤其是氟)或者正電性的氫原子(即質(zhì)子化胺)以便與水氫鍵鍵合。它們包括的基如砜、醚、脲、硫脲、胺、氨磺酰、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯和醛縮醇。優(yōu)選的基包括那些在生理pH時的水溶液中帶有一個或多個部分或全部負電荷，其中負電性的原子不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到IEM上而部分地或全部地被中和。這些優(yōu)選的BHEMs的實例包括負電性的基如磷酸單酯、磷酸二酯、羧酸酯和磺酸酯。更優(yōu)選的是那些有磷酸酯基或其任何酯的形式。甚至更優(yōu)選的有磷酸二酯，因為a)它們是高度親水性的，具有4個氫鍵鍵合的氧；b)利用下述給出的技術(shù)它們較易于合成；c)它們可用作IEM和PPBM之間的優(yōu)良的連接物；和d)由于磷酸酯化合物存在于身體中且可被自然地代謝，所以含磷酸二酯的造影劑有望是無毒的。
所有的上述基反過來又可被連接到連接它們與或是IEM、PPBM或是二者的連接部分上。連接部分是不會干擾IEM、PPBM或BHEM的作用的任何生理相容的化學基。優(yōu)選的連接物是易于合成而結(jié)合到造影劑中。它們還不能大到以至顯示出其自身的不合乎需要的生物學功能或影響造影劑的導向。連接物的長度優(yōu)選是1-50埃，更優(yōu)選是1-10埃。
BHEM結(jié)合入本發(fā)明的造影劑中導致該藥劑的血液潴留延遲。血液潴留最好這樣測定在大鼠血漿藥物動力學試驗中，通過計算血漿濃度對時間的曲線在一定的時間段(例如0-10分鐘、0-30分鐘、0-60分鐘、0-120分鐘或0-無窮大)的面積(“Area Under the Curve”或“AUC-conc.”)而求算。血液潴留(如由AUC-conc.測定的)可通過將造影劑施藥給大鼠、兔或高級哺乳動物而由實驗估算。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在兔和高級哺乳動物中血液半衰期延長比在大鼠中更長。本應用中，由AUC-conc.測定的血液半衰期數(shù)據(jù)，代表在大鼠中的試驗。有關(guān)該數(shù)據(jù)的誤差大約為+/-10％。
不采用半衰期測定法本身的原因是該參量的數(shù)學定義通常不明確，而且所得估測結(jié)果隨所用的藥物動力學模型和獲得的血樣的時間長短而變化。
例如，在兩只大鼠的尾靜脈注射0.1mmol/kg的Gd153標記的Gd-DTPA之后，觀察到的平均血漿濃度如下所示。采用the Macintosh programKaleidaGraph，求得0-10分鐘該AU-cocn.為3.5mMmin。
當往IEM和PPBM中加入BHEM后，本發(fā)明的造影劑顯示出AUC-conc.增大至少20％。它們優(yōu)選顯示AUC-conc.增大至少40％，更優(yōu)選至少70％和甚至更優(yōu)選至少100％。一般地，當在血漿中結(jié)合顯著例如20％-50％或更多時，由BHEM引起的AUC-conc.的增加會更大。計算的AUC-conc.的增大百分率可能不同于在不同的時間階段AUC-conc.的測定值。通常地，由BHEM引起的AUC-conc.增大百分率，在更長的時間段求得的AUC-conc.的值更大，例如0-10min.不如0-30min.。
由于整個造影劑分子的結(jié)構(gòu)和物理特性將決定其在血漿中的結(jié)合，所以選擇與所要求的結(jié)合相容的IEMs和BHEMs很重要。例如，為達到與HSA上正電性的結(jié)合點結(jié)合，最好是用純中性的或帶純負電荷的IEMs和BHEMs以降低排斥的可能性并且也許甚至會提高結(jié)合親和性。為了與α-酸性糖蛋白結(jié)合，造影劑的某些部分至少應是正電性的。為了與球蛋白結(jié)合，造影劑的某些部至少應是類固醇性質(zhì)的。為了與脂蛋白結(jié)合，造影劑的某些部分至少應是親脂性的或脂肪酸類的。
本發(fā)明的造影劑一般可分為三類1)血池劑。如果對血漿蛋白質(zhì)的結(jié)合親和性高(即高于50％的結(jié)合，或優(yōu)選高于80％的結(jié)合，或更優(yōu)選高于95％的結(jié)合)，則藥劑傾向于主要起血池劑的作用。而藥劑可進入毛細血管外的空隙(細胞之間的胞外區(qū))，與血漿相比，該空隙中相關(guān)的血漿蛋白質(zhì)如HSA的濃度一般更低。所以，藥劑的血漿濃度高于空隙中的濃度，因此身體中的如血管或含大量血管的組織這類結(jié)構(gòu)比低血含量的結(jié)構(gòu)增強更大。這類藥劑的應用包括血管造影術(shù)(血管的成像)、灌注法(利用快速成像測定血液流入組織或腫瘤的速率)、和血量的測定(例如辨別供血良好的惡性腫瘤與更低血量的良性腫瘤)。
2)組織-或腫瘤-增強劑。某些情況下要求造影劑迅速進入空隙中與那里的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。例如，在MRI中，希望注射后的組織或腫瘤盡可能快地達到最大可能的增強。因為蛋白質(zhì)結(jié)合的MRI劑比游離藥劑產(chǎn)生更大的增強作用，最佳藥劑應是能進入空隙并與蛋白質(zhì)結(jié)合的藥劑。但是，如果該藥劑在血漿中高度結(jié)合，比如說高于95％的結(jié)合，則它穿過毛細血管的遷移速率(通過自由濃度測定)太慢，所以相當少的藥劑進入空隙并導致組織的信號增強。同樣地，如果只有10％的結(jié)合，則藥劑可自由進入空隙但具有小的信號增強能力。因此，需要遷移速率和結(jié)合親和性的適當平衡。至于這些應用，藥劑在血漿中的結(jié)合量應大于10％和小于95％，或優(yōu)選大于50％和小于95％。
本方法對于用MRI的腫瘤成像尤為有用。惡性腫瘤中的血流量常比良性腫瘤中更多，所以腫瘤(和空隙的)攝取的迅速成像?？杀鎰e這些腫瘤類別。然而，至于臨床應用，則要求該兩種組織之間存在最大的信號差別以便更清楚的辨別。通過蛋白質(zhì)結(jié)合達到的信號增強在這點上會有所幫助。此外，惡性腫瘤的迅速生長的新毛細血管都是滲漏的，導致這些腫瘤的空隙中有更高濃度的血漿蛋白質(zhì)。這可能導致惡性腫瘤中的信號增強比具有更少的可滲漏毛細血管的良性腫瘤更大。
3)靶向藥劑。當該藥劑被定向到身體中特定的組織或損傷時，則應用與上面兩節(jié)中所述的類似的推理。需要平衡藥劑對血漿蛋白質(zhì)的相關(guān)的親和性與靶部位使得藥劑有一定的接觸機會以與靶結(jié)合，而且同時與血漿蛋白質(zhì)有一定的結(jié)合以延長血液半衰期。至于靶向應用，藥劑在血漿中結(jié)合應大于10％和小于95％，或優(yōu)選大于50％和小于95％。
導向部分可以是親脂性物質(zhì)、受體配體、抗體、或已知的、能在待成像的特定生物組分中聚集的其它生物分子。結(jié)構(gòu)的設置預計本發(fā)明的造影劑的三個部分彼此間可排列成多種位置。但是各部分的位置不能使某部分干擾其它部分的所需的功能。例如，在HSA-結(jié)合的造影劑中，BHEM的設置不能阻擋PPBM將藥劑與HSA結(jié)合的能力。由于HSA中的多數(shù)結(jié)合部位是短襪狀的(X.M.He et al.，Nature，358，pp.209-215(1992)；D.C.Carter，Adv.Protein Chem.，45，pp.153-203(1994))，它具有疏水性的內(nèi)部(尤其是“趾”區(qū)附近)和正電性的“踝”區(qū)，如果使PPBM的末端部分成為極度親水性的，則PPBM的結(jié)合親和性就會降低。作為說明性的實例，如果PPBM是一個苯環(huán)，則環(huán)上最優(yōu)選的BHEM位置是鄰位，接著是間位。對位上的親水基會降低PPBM對HSA的結(jié)合親和性。
至于由金屬螯合物構(gòu)成的IEMs，BHEMs和PPBMs最好不與IEM連接，否則會顯著降低金屬離子和螯合配體間的結(jié)合強度。例如，如果螯合臂是乙酸根，那么BHEM或PPBM最好不連接在乙酸根的氧上。
另一個位置要求是BHEM的負電性原子不能因共價或配位共價鍵合到IEM而被部分地或全部地中和；這就使得在水溶液體系中BHEM的高度親水性的原子將被高度溶劑化。例如，如果IEM是金屬螯合物，重要的是如何定位BHEM的負電性原子使得它們不會因通過配位共價鍵合經(jīng)形成最穩(wěn)定環(huán)的5元或6元螯合環(huán)而被IEM的正電性金屬離子(Mn+)中和。由于5元螯合環(huán)是構(gòu)成IEMs的重要金屬離子(如釓)的最穩(wěn)定形式，所以防止它們的形成尤為重要。因此，如下述圖中所示，次膦酸根(-PO2-)或磷酸根(-PO3-)BHEM不能通過-CH2-連接物而被連接到氨基羧酸根螯合劑的氮原子上，因為這樣就會形成很穩(wěn)定的5元螯合環(huán)。同樣，磷酸二酯(-OPO3-)BHEM不應通過-CH2-連接物而被連接到氨基羧酸根螯合劑的氮原子上，否則就會形成6元螯合環(huán)。但是，這兩種BHEMs都可被連接在其它位置上如配位體的乙烯骨架上?？梢娫谀承┣闆r下，最好是增加連接基的長度以確保不形成5元或6元環(huán)。次膦酸鹽
很不中意的(5元螯合環(huán)，電中性的)
不中意的(6元螯合形，電中性的)
更優(yōu)選的(不可能為5元或6元螯合環(huán)或電中和)預計可設置本發(fā)明的各部分在造影劑中的位置以得到下列結(jié)構(gòu)(1)IEM-[(L)m-{(BHEM)s-(PPBM)o}p]q
其中IEM是指圖象增強部分，L表示連接部分，BHEM是指血液半衰期延長部分，PPBM表示血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，m可等于0-4，s、o、和p可以相同或不同，且等于1-4，而r和q都至少是1。
如果本發(fā)明的各部分在造影劑中被定位如上述的結(jié)構(gòu)(1)，則BHEM優(yōu)選是砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇，且更優(yōu)選是
或酯形式其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
BHEM最優(yōu)選是磷酸基。
如果本發(fā)明的各部分在造影劑中被定位如上述的結(jié)構(gòu)(2)，則BHEM優(yōu)選是砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇，且BHEM更優(yōu)選具有下式
或酯形式其中Z＝P、W、或MoY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。BHEM最優(yōu)選是磷酸基。
如果本發(fā)明的各部分在造影劑中被定位如上述的結(jié)構(gòu)(3)，則BHEM優(yōu)選是SO3-或酯的形式、砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇，且更優(yōu)選是
或酯形式其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。BHEM最優(yōu)選是磷酸基。預計如果本發(fā)明的各部分在造影劑中被定位如上述的結(jié)構(gòu)(3)，則優(yōu)選的造影劑具有下式
或
其中M表示原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的金屬離子，
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R16可以相同或不同，且選自H、PPBM、BHEM和C1-6烷基，設定這些R中至少有一個是PPBM和至少另一個是BHEM，R12、R13和R14可以相同或不同，且選自O-和N(H)R17，R15＝H、CH2CH(OH)CH3、羥烷基或CH(R16)COR12和R17＝H或C1-6烷基。
至于包括上述所示的各式的造影劑，金屬離子M更優(yōu)選是Gd(III)、Fe(III)、Mn(II)、Mn(III)、Cr(III)、Cu(II)、Dy(III)、Tb(III)、Ho(III)、Er(III)或Eu(III)，且最優(yōu)選是Gd(III)。BHEM優(yōu)選是砜、醚、脲、硫脲、胺、酰胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇且更優(yōu)選是COO-或酯形式、SO3-或酯的形式和
或酯形式其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
至于HSA結(jié)合的造影劑，BHEM可被置于如上述結(jié)構(gòu)(1)中所示的IEM和PPBM之間，或如上述結(jié)構(gòu)(3)中所示的遠離PPBM的IEM上。這樣，有可能充分結(jié)合的疏水性PPBM基可被表達而不受親水性BHEM基的干擾。
下述兩對實例用于顯示插入IEM Gd-DTPA和兩個不同的PPBMs(一個辛基C8脂族基和一個萘甲基)之間的磷酸根BHEM的優(yōu)點。用0.1mmol/kg的Gd153放射性標記的配合物對大鼠進行靜脈內(nèi)(尾靜脈)注射。30分鐘后測定血漿濃度并配合標準的雙指數(shù)二區(qū)室模型。給出了消除半衰期的結(jié)果和血漿濃度對時間的曲線(AUC-conc.)在第一個10分鐘內(nèi)的面積。此外，記錄了血漿樣的1/T1s(在20MHz，37℃)以估測作為MRI劑的效果。這些值被表示為1/T1對時間的曲線(AUC-1/T1)在第一個10分鐘內(nèi)的面積。
如上表中所示，將磷酸根BHEM與MS-301和MS-310連接(分別生成MS-315和MS-321)提高造影劑的血液半衰期(用AUC-conc.測得)分別達26％和78％。
IEM Gd-DTPA是相對親水性的并表現(xiàn)出對HSA的結(jié)合很少或沒有。所以，它在血漿中的松弛率不太理想，且它改變1/T1(和基于MRI的血液信號)對時間的能力是有限的(參見相對低的AUC-1/T1值)。盡管它的血液半衰期相對較長，為15分鐘。
為改善HSA結(jié)合和松弛率，可將C8辛基置于DTPA骨架的1位。盡管這樣確實使HSA結(jié)合到螯合物上并引起血液信號的一定的改善，但是親脂基獨自就導致血漿半衰期的大為縮短?；诹姿岣腂HEM的插入實際上增強了HSA結(jié)合并使血漿半衰期恢復到接近于Gd-DTPA的值。因此，血液信號得以顯著改善。
這些實例中對BHEM的合適的設置顯示了本發(fā)明在這方面的重要性。將強親水基連接到MS-301和MS-310上可增強結(jié)合至某程度。在MS-315和MS-321中將磷酸基設置在IEM和PPBM之間可使PPBMs的整個疏水性表面與HSA位點的內(nèi)部相互作用，而且同時在該化合物和HSA位點的“踝”區(qū)之間產(chǎn)生新的有利的相互作用(例如靜電的或氫鍵鍵合的)。特別地，有可能將負電性的磷酸基妥善地設置而與連接“踝”區(qū)的正電性殘基相互作用。
如上所示，AUC-conc.的增長百分數(shù)會依賴于進行測定的時間。例如，將磷酸根BHEM連接到MS-310上而得MS-321，在0-10min.內(nèi)使AUC-conc.從1.8增到3.2mMmin.，增長78％。然而，在0-30min.內(nèi)AUC-conc.從2.46增到5.57mMmin.，增長126％。
制備出下述造影劑
上述藥劑中，n可等于1-4。
其中R包括一個脂族基和/或至少一個芳環(huán)，或包括含疏水性氨基酸殘基和/或帶有或沒有疏水性或親水性端基的取代基的肽。
本發(fā)明的優(yōu)選的造影劑有
本發(fā)明的更優(yōu)選的造影劑有MS-317、MS-322、MS-325和MS-328。最優(yōu)選的是MS-325。該造影劑的其它性能由于藥物或生物分子的不同的手性形式會影響其體內(nèi)性能，本發(fā)明的造影劑也不例外。對于每個給定的手性中心，某形式可能具有更高的松弛率、血液半衰期、更低的毒性、更少的代謝物、或某些其它的優(yōu)點或這些優(yōu)點的組合。這些手性形式將是優(yōu)選的。
為便于施藥和攝取，本發(fā)明的造影劑應具有良好的水溶性。在室溫下的水中，造影劑應可溶至濃度至少為1.0mM，且優(yōu)選為10mM，而更優(yōu)選為100mM.
用于注射時，配制的藥劑應只有適度的粘度以達到迅速、方便的注射。該粘度應低于10厘泊，或優(yōu)選低于5厘泊，或更優(yōu)選低于2厘泊。
用于注射時，配制的藥劑也應不具有過高的滲透度，否則會增大毒性。滲透度應小于3000毫滲克分子/kg，或優(yōu)選小于2500毫滲克分子/kg，或最優(yōu)選小于900毫滲克分子/kg。造影劑的應用還預期IEM可能包括藥物上可接受的鹽。本發(fā)明的藥物上可接受的鹽包括那些得自無機的或有機的酸和堿的鹽。包括于其中的這種酸式鹽如下乙酸鹽、己二酸鹽、藻酸鹽、天冬氨酸鹽、苯甲酸鹽、苯磺酸鹽、硫酸氫鹽、丁酸鹽、檸檬酸鹽、樟腦酸鹽、樟腦磺酸鹽、環(huán)戊烷丙酸鹽、二葡糖酸鹽、十二烷基硫酸鹽、乙磺酸鹽、富馬酸鹽、葡庚酸鹽、甘油磷酸鹽、半硫酸鹽(hemisulfate)、庚酸鹽、己酸鹽、氫氯化物、氫溴化物、氫碘化物、2-羥基-乙烷磺酸鹽、乳酸鹽、馬來酸鹽、甲磺酸鹽、2-乙烷磺酸鹽、煙酸鹽、草酸鹽、pamoate、果膠酯酸鹽、過硫酸鹽、3-苯基丙酸鹽、苦味酸鹽、新戊酸鹽、丙酸鹽、琥珀酸鹽、酒石酸鹽、硫氰酸鹽、甲苯磺酸鹽和十一烷酸鹽。堿式鹽包括銨鹽，堿金屬鹽如鈉和鉀鹽，堿土金屬鹽如鈣、鎂鹽和鋅鹽，有機堿的鹽如二環(huán)己基胺鹽，N-甲基-D-葡糖胺，和氨基酸如精氨酸、賴氨酸等等的鹽。還有，堿性含氮基可被下列試劑季銨化低級烷基鹵化物如甲基、乙基、丙基和丁基的氯化物、溴化物和碘化物；二烷基硫酸鹽如二甲基、二乙基、二丁基和二戊基的硫酸鹽，長鏈鹵化物如癸基、月桂基、肉豆蔻基和硬脂?；穆然铩寤锖偷饣?，芳烷基鹵化物如芐基和苯乙基的溴化物及其它。由此得到水或油-溶性或可分散的產(chǎn)物。本發(fā)明的優(yōu)選的鹽有N-甲基-D-葡糖胺、鈣和鈉鹽。
本發(fā)明的藥物組合物包括該發(fā)明的任意配合物，或其藥物上可接受的鹽，以及任何藥物上可接受的載體、佐劑或介質(zhì)?？捎糜诒景l(fā)明的藥物組合物中的、藥物上可接受的載體、佐劑和介質(zhì)包括但不限于離子交換劑，氧化鋁，硬脂酸鋁，卵磷脂，血清蛋白質(zhì)如人血清白蛋白，緩沖物質(zhì)如磷酸鹽，甘氨酸，山梨酸，山梨酸鉀，TRIS(三羥甲基氨基甲烷)，飽和植物脂肪酸的部分甘油酯混合物，水，鹽或電解質(zhì)如魚精蛋白硫酸鹽，磷酸氫二鈉，磷酸氫鉀，氯化鈉，鋅鹽，膠態(tài)氧化硅，三硅酸鎂，聚乙烯基吡咯烷酮，基于纖維素的物質(zhì)，聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸酯，蠟，聚乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物，聚乙二醇和羊毛脂。
按本發(fā)明，藥物組合物可以無菌的可注射制劑形式例如無菌的可注射水溶性的或含油的懸浮液。該懸浮液可按本技術(shù)中已知方法利用合適的分散劑或濕潤劑和懸浮劑來配制。該無菌的可注射制劑也可以是無菌可注射溶液或在無毒性的胃腸外可接受的稀釋劑或溶劑中的懸浮液，例如作為在1，3-丁二醇中的溶液?？蓱玫哪芙邮艿慕橘|(zhì)和溶劑有水、林格溶液和等滲壓的氯化鈉溶液。此外，無菌的固定油常被用作溶劑或懸浮介質(zhì)。為此目的，可被應用的任意溫和的固定油包括合成的單-或二-甘油酯。脂肪酸如油酸及其甘油酯衍生物在制備可注射劑方面很有用，同樣有用的還有天然的、藥物上可接受的油如橄欖油或蓖麻油，尤其是以其聚氧乙烯化的形式。這些油溶液或懸浮液還可含有長鏈醇稀釋劑或分散劑如Ph.Helv或類似的醇。
由于本發(fā)明的造影劑與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合，在某些情況下依賴于注射的劑量和速率，血漿蛋白質(zhì)上的結(jié)合點會變得飽和。這就會導致該藥劑結(jié)合量的減少并可能影響半衰期或耐受性。所以，最好是注射預先與無菌的白蛋白或血漿替換物溶液結(jié)合的該藥劑。另外，可供使用的器具/注射器裝有造影劑，將它與抽入注射器的血液混合后，再注入病人體內(nèi)。
本發(fā)明的化合物和藥物組合物可按如下方式施藥經(jīng)口地、非腸道地、用噴霧吸入法、局部地、經(jīng)直腸地、經(jīng)鼻地、向頰、經(jīng)陰道地或經(jīng)植入的貯源，以含有常用的非毒性藥物上可接受的載體、佐劑和介質(zhì)的劑量配方形式。本文中所用術(shù)語“非腸道的”包括皮下的、靜脈內(nèi)的、肌內(nèi)的、關(guān)節(jié)內(nèi)的、滑膜內(nèi)的、胸骨內(nèi)的、鞘內(nèi)的、肝內(nèi)的、損傷內(nèi)的和顱內(nèi)的注射或輸注法。
如果經(jīng)口施藥，則本發(fā)明的藥物組合物可以任意的口腔可接受的制劑形式施藥，它包括但不局限于膠囊、片劑、水性懸浮液或溶液。至于口服的片劑，常用的載體包括乳糖和玉米淀粉。通常還加入潤滑劑如硬脂酸鎂。至于口服的膠囊劑，有用的稀釋劑包括乳糖和干玉米淀粉。如果要求口服水性懸浮液，將活性成分與乳化劑和懸浮劑結(jié)合。需要的話，還可加入一些甜味劑、調(diào)味劑或著色劑。
另外，如果以栓劑形式對直腸施藥，則本發(fā)明的藥物組合物可通過將該藥劑與合適的非刺激性賦形劑混合而制備，賦形劑在室溫下是固態(tài)但在直腸的溫度下是液態(tài)，因而它會在直腸內(nèi)熔化而釋放出藥物。這類原料包括可可油、蜂蠟和聚乙二醇。
如前所述，本發(fā)明的藥物組合物還可被局部施藥，尤其是治療部位包括局部施用時易于進入的部位或器官時，后者包括眼、皮膚或下部的腸道。合適的局部劑型易于配制成適合這些部位或器官的藥劑形式。
以直腸的栓劑劑型(參見上述)或合適的灌腸劑型對下部的腸道進行局部施藥會是有效的。也可采用局部-經(jīng)皮膏藥。
至于局部的搽劑，該藥物組合物可配制于合適的軟膏中，它含懸浮于或溶于一種或多種載體的活性成分。用于將本發(fā)明的化合物局部施藥的載體包括但不局限于礦物油、液態(tài)礦脂、白凡士林、丙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚氧化丙烯化合物、乳化蠟和水。另外，該藥物組合物可被配制成合適的洗劑或乳膏，它含懸浮于或溶于一種或多種藥物上可接受的載體的活性成分。合適的載體包括但不局限于礦物油、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、多乙氧基醚60(polysorbate 60)、鯨蠟基酯蠟、十八烷醇(cetearylalcohol)、2-辛基十二烷醇、苯甲醇和水。
至于眼的用藥，該藥物組合物可被配制成等滲壓的、pH調(diào)節(jié)的無菌鹽水的微粒化懸浮液，或優(yōu)選是等滲壓的、pH調(diào)節(jié)的無菌鹽水的溶液，含或不合如benzylalkonium chloride的防腐劑。另外，至于眼的用藥，該藥物組合物可被配成如凡士林的軟膏。
至于通過鼻的氣霧劑或吸入劑施藥，本發(fā)明的藥物組合物可按藥物制劑技術(shù)中人們熟知的方法配制，且可被配制成鹽水溶液，用到苯甲醇或其它合適的防腐劑、助吸收劑以提高生物利用度、碳氟化合物、和/或其它常用的增溶劑或分散劑。
劑量依賴于診斷用成像測試儀器的靈敏度和造影劑的構(gòu)成。例如，對于MRI成像，含高度順磁性物質(zhì)如釓(III)的造影劑，與含具有更低磁矩的順磁性物質(zhì)如鐵(III)的造影劑相比，通常需要更低的劑量。優(yōu)選的劑量可在約0.001-1mmol的活性金屬-配體復合物/kg體重/天的范圍內(nèi)；更優(yōu)選的劑量可在約0.005-約0.05mmol/kg體重/天的范圍內(nèi)。
然而應明白，對任何特定的病人的具體劑量方式還會依賴于多種因素，包括年齡、體重、總體健康狀況、性別、飲食、施藥的時間、排泄速率、藥物結(jié)合、和治療醫(yī)師的意見。
如果本發(fā)明的應用是MRI成像，在施藥適當劑量的造影劑之后，就進行MRI成像。脈沖序列(逆轉(zhuǎn)恢復(inversion recovery)，IR；自旋回波，SE；二維回波(echoplanar)，EPI；飛行時間(time-of-flight)，TOF；透平-閃爍(turbo-flash)；梯度變化回波(gradient echo)，GE)和成像參數(shù)的值(回波時間(echo time)，TE；逆轉(zhuǎn)時間(inversion time)，TI；重復時間，TR；反轉(zhuǎn)角(flip angle)，等等)的選擇將由獲取診斷用信息來控制。一般地，如果要獲得T1-加權(quán)圖象(weighted images)，則TE應小于30毫秒(或極小值)以便使T1-加權(quán)(T1-weighting)達最大值。反之，如果要測定T2，則TE應大于30毫秒以便將競爭性T1效果減至最小。對于T1-和T2-加權(quán)圖象二者，TI和TR應保持大致相同；TI和TR通常地分別在約5-1000和2-1000毫秒的數(shù)量級上。
本發(fā)明的MRI造影劑對于通常的腫瘤、血腦屏障損壞和其它損傷的成像很有用。此外，它們對于檢查灌注液、即血液流入和流出組織(心臟、大腦、腿、肺、腎、腫瘤等等)和血管(MR血管造影術(shù))非常有用。還有，該藥劑可用于增強大腦出現(xiàn)認識故障(cognitive events)期間的信號變化(功能MRI)。
預計本發(fā)明的造影劑還可用于增強診斷用X-射線成像和超聲成橡與光成像。在這些場合中，該藥劑的劑量可約等于MRI中的劑量(0.001-10mmol/kg)。然而，至于核成像，劑量應在示蹤劑水平。對于所有這些技術(shù)，造影劑的應用和施藥以及在成像儀器上的設置在本技術(shù)中是已知的或利用通常認可的方法。
為了使本發(fā)明被更充分地理解，提出了下述實施例。這些實施例僅供說明，所以無論如何不能被認作限制本發(fā)明的范圍。實施例實驗方法除非另有說明，所有原料都是商購的且未進一步純化而直接使用。THF用前剛從二苯酮羧游基鉀中蒸餾過。二氯甲烷從氫化鈣中蒸出。所有柱色譜是在氮氣中按Still描述的快速法(flash method)用硅膠(230-400目，EM Separation)進行操作。所有反應用薄層色譜法(TLC)監(jiān)控，TLC是在鋁背硅膠60F254，0.2mm板(EM Separation)上操作的，而化合物是在UV光(254nm)下檢驗，接著是Ninhydrin-Plus試劑或Dragendorff′s試劑(都得自Alltech)加熱。記錄在300MHz下的CDCl3中以TMS作內(nèi)標的常規(guī)質(zhì)子NMR光譜，在D2O中記錄的光譜除外。報告是以赫茲(Hz)表示的偶合常數(shù)(J)。31P NMR譜是在121.4MHz下獲得的。亞氨基磷酸酯(Phosphoramidite)中間物的制備A.絲氨酸乙二胺氨化物將絲氨酸甲酯鹽酸化物(36.03g，232mmol)溶于400ml乙二胺，在室溫下攪拌16小時。減壓蒸發(fā)除去乙二胺。將殘余物溶于80ml 4N NaOH，再在減壓下濃縮。將該物質(zhì)溶于甲醇(150ml)，過濾后濃縮二次。殘余物被懸浮于二氯甲烷(150ml)中，加入甲醇(5-10ml)并加熱至油狀殘余物被溶解為止。將該溶液用Na2SO4干燥，通過硅藻土過濾并濃縮。該粘稠的油狀產(chǎn)物未經(jīng)進一步純化而用于后續(xù)操作。
B.2-羥甲基二亞乙基三胺三鹽酸化物將粗氨化物(＜230mmol)溶于100mlTHF，在攪拌下緩慢地加入甲硼烷·THF(1150ml，1.0M)。然后在Ar中回流反應16小時。在0℃下小心地加入250ml甲醇使過量的甲硼烷驟冷。再減壓濃縮該反應混合物，冷卻下緩慢地加入濃HCl(100ml)，然后將溶液回流24小時。減壓濃縮該產(chǎn)物混合物，再從MeOH/EtOH中結(jié)晶，得39.92g白色固體(71％按甲酯計)。
C.1-羥甲基-DTPA-五叔丁酯(1)往羥甲基二亞乙基三胺三鹽酸化物(30.25g，124.70mmol)和二異丙基乙胺(218ml，1.25mol)在室溫時和N2中的300ml無水DMF溶液中，加入溴乙酸叔丁酯(126ml，0.78mol)并在室溫下攪拌24小時。然后在真空中蒸發(fā)掉溶劑，而殘余物被溶于EtOAc，并用H2O、NaHCO3、H2O和NaCl(飽和)提取。將該殘余物用硅膠柱色譜法(CHCl3only-CHCl3∶MeOH＝100∶1)純化而得純產(chǎn)物(油，70.12g，81.7％)∶Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.54，(乙醚∶己烷＝2∶1)0.23；1H-NMR(CDCl3)d1.44(brs，45H)，2.44-3.06(m，6H)，3.24和3.29(eachd，each 1H，J＝16.8)，3.34-3.58(m，10H)，3.66(dd，1H，J＝11.2，5.3)，4.20-4.70(br，1H)。
D.亞氨基磷酸酯中間物(2)在室溫攪拌下，往五叔丁酯(1)(12.88g，18.72mmol)和二異丙基乙胺(4.55g，36mmol)的蒸餾過的CH2Cl2(100ml)溶液中加入N，N-二異丙基氯化亞氨基磷酸2-氰乙酯(5.92g，25mmol)。室溫下攪拌混合物達2小時，用100ml CH2Cl2稀釋該溶液，再用冰冷的10％NaHCO3溶液(100ml)、H2O(100ml)和鹽水(100ml)洗滌，然后用MgSO4干燥。將有機層蒸發(fā)得淡黃色油狀粗產(chǎn)物(2)。該粗產(chǎn)物可不經(jīng)進一步純化而用于下述偶合反應。
下述實施例1-6給出按以下一般示意圖合成本發(fā)明的一些優(yōu)選的造影劑磷酸二酯配體的合成
實施例1MS-315-(2)-(3a)-(4a)-(5a)的制備A.正辛氧基磷酸酯(3a)用對(3d)描述的同樣方法從粗亞氨基磷酸酯中間物(2)(用4.40g，6.40mmo 1-羥基甲基-DTPA-五叔丁酯(1)制備)制得，并用硅膠柱色譜法(CHCl3/MeOH)純化[2.71g，基于(2)為44.7％的總產(chǎn)率]。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.33。
B.正辛基磷酸二酯(4a)用對(4e)描述的同樣方法從磷酸酯(3a)(2.70g，2.84mmol)制得(2.17g，85.1％)C.MS-315(5a)將(4a)(2.16g，2.41mmol)在三氟乙酸(20ml)中的溶液在室溫下放置1小時。蒸發(fā)掉溶劑后將殘余物溶于5ml H2O。用C18反相硅膠柱(Sep-Pak預填充的柱體，Waters)(H2O only-CH3CN∶H2O＝1∶4)純化該溶液而得純產(chǎn)品(5a)(1.13g，76.2％)。31P-NMR(D2O)d2.3。
實施例2MS-317-(2)-(3b)-(4b)-(5b)的制備A.5-苯基-1-戊氧基磷酸酯(3b)用對(3d)描述的同樣方法從粗亞氨基磷酸酯中間物(2)(用2.72g，3.96mmol的1-羥基-DTPA-五叔丁酯(1)制備)制得，只是粗產(chǎn)物(3b)未經(jīng)硅膠柱色譜法純化而被用于下一步反應(4.28g粗的)。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.26。
B.5-苯基-1-戊基磷酸二酯(4b)用對(4e)描述的同樣方法從磷酸酯(3b)制得，但粗產(chǎn)品用Sephadex LH20色譜法純化(2.72g粗的)。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.11。
C.MS-317(5b)用對(5a)描述的同樣方法從粗產(chǎn)物(4b)(2.72g)制得[1.12g，基于亞氨基磷酸酯中間物(2)為43.5％的總產(chǎn)率]。31P-NMR(D2O)d0.1。
實施例3MS-322-(2)-(3c)-(4c)-(5c)的制備A.2-(4-聯(lián)苯基)-1-乙氧基磷酸酯(3c)用對(3d)描述的同樣方法從純化了的亞氨基磷酸酯中間物(2)(3.50g，3.87mmol)制得，只是(3c)的粗產(chǎn)物(4.13g粗的)未用硅膠柱色譜法純化而被用于下一步反應。
B.2-(4-聯(lián)苯基)-1-乙基磷酸二酯(4c)用對(4e)描述的同樣方法從磷酸酯(3c)(4.13g粗的)制得，但粗產(chǎn)物用Sephadex LH20色譜法純化(2.34g粗的)。
C.MS-322(5c)用對(5a)描述的同樣方法從粗產(chǎn)物(4c)(2.34g)制得[1.15g，基于亞氨基磷酸酯中間物(2)為43.5％的總產(chǎn)率]。31P-NMR(D2O)d3.7。
實施例4MS-323-(2)-(3d)-(4d)-(5d)的制備A.10-苯基-1-癸氧基磷酸酯(3d)往純化過的亞氨基磷酸酯(2)(15.20g，16.81mmol)的蒸餾過的CH3CN(50ml)的溶液中，加入10-苯基-1-癸醇(9.00g，38.39mmol)和1H-四唑(2.36g，33.70mmol)的蒸餾過的CH3CN(50ml)中的溶液。加入叔丁基過氧化氫(90％，2.33ml，21.00mmol)進行反應并在室溫下放置1小時。在真空中濃縮溶劑(大約10ml)，而殘余物被分配于AcOEt和H2O之間。有機層用H2O和NaCl(飽和)洗滌，在MgSO4上干燥后蒸發(fā)。將殘余物用硅膠柱色譜法(hexanes only-hexanes∶ether＝1∶1然后CHCl3∶MeOH＝100∶1-50∶1)純化得產(chǎn)物(3d)(14.12g，79.7％)。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.35。
B.10-苯基-1-癸基磷酸二酯(4d)用與對(4e)相同的方法從磷酸酯(3d)(12.27g，11.65mmol)制得(10.52g，90.3％)。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.15。
C.MS-323(5d)將(4d)(10.50g，10.50mmol)在cHCl(痕量金屬級，15ml)和乙醚(15ml)中的混合物在室溫下攪拌過夜，然后在真空中蒸去乙醚。向所得水層(PH＜0)中加入cNHOH調(diào)節(jié)PH至1.5。通過過濾收集沉淀出的白色固體并用蒸餾過的HCl溶液洗滌(PH1.5，3次，每次100ml)和乙醚(3次，每次200ml)洗滌。在室溫下泵抽24小時干燥該白色固體而得純產(chǎn)物(5d)(6.80g，90.0％)。31P-NMR(D2O+NaOD，PH＝13.5)d4.9。
實施例5MS-325-(2)-(3e)-(4e)-(5e)的制備A.4，4-二苯基環(huán)己氧基磷酸酯(3e)用對(3d)描述的同樣方法從純化了的亞氨基磷酸酯中間物(2)(4.52g，5.00mmol)制得，不同的是硅膠柱色譜溶劑(CH2Cl2only-CH2Cl2∶MeOH＝100∶1)(2.97g，55.4％)。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.47。
B.4，4-二苯基環(huán)己基磷酸二酯(4e)將(3e)(2.14g，2.00mmol)在2M NH3-MeOH(30ml)中的溶液在室溫下攪拌5小時。蒸發(fā)掉溶劑，而殘余物(4e)(2.00g，98.3％)未經(jīng)進-步純化直接用于后續(xù)反應。Rf(CHCl3∶MeOH＝10∶1)0.12。
C.MS-325(5e)將(4b)(2.00g，1.96mmol)在cHCl(痕量金屬級，5ml)和乙醚(5ml)中的混合物于室溫下攪拌過夜。蒸發(fā)掉溶劑，將殘余物與水(100ml)研制。過濾生成的沉淀并用H2O洗滌(5次，每次10ml)和乙醚(5次，每次50ml)洗滌。室溫下泵抽24小時干燥該固體產(chǎn)物而得純產(chǎn)品(5b)(1.18g，81.5％)。31P-NMR(D2O+NaOD，PH＝13.5)d-0.3。
實施例6MS-328-(2)-(3f)-(4f)-(5f)的制備A.4，4-雙(4-甲氧苯基)戊基磷酸酯(3f)用對(3d)描述的同樣方法從32.5g(36mmol)粗的亞氨基磷酸酯(2)和4，4-雙(4-甲氧苯基)戊醇(21.06g，70mmol)制得。在50％EtOAc/己烷中操作色譜得18.27g被起始的醇嚴重污染的黃色油狀物。Rf(50％EtOAc/Hex)0.4。
B.4，4-雙(4-甲氧苯基)戊基磷酸二酯(4f)用對(4e)(17.26g)描述的同樣方法制得(3f)(18.27g)的溶液。
C.MS-328(5f)用對(5a)描述的方法從(4f)(17.26g)制備得4.88g白色固體(4.87mmol，基于亞氨基磷酸酯為13％的產(chǎn)率)。31P-NMR(D2O)d2.3。實施例75a(MS-315)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制(200mM，5ml)在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.181g，0.5mmol)、化合物(5a)(92wt.％，0.703g，1.05mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(4.1g，3.6mmol)。加入去離子水(3.5ml)并在95℃下攪拌混合物達7小時，然后將該溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至5.0ml。用2微米濾器過濾該溶液得標題化合物的水溶液。
實施例85b(MS-317)的釓己合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制(200mM，4ml)在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.145g，0.4mmol)、化合物(5b)(81wt.％，0.706g，0.84mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(0.60g，8.1mmol)。加入去離子水(3ml)并在95℃下攪拌該混合物達6小時，然后將此溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至4.0ml。用2微米濾器過濾該溶液得標題化合物的水溶液。實施例95c(MS-322)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制(200mM，4ml)在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.145g，0.4mmol)、化合物(5c)(79wt.％，0.729g，0.84mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(0.61g，3.1mmol)。加入去離子水(3ml)并在95℃下攪拌該混合物達6小時，然后將此溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至4.0ml。用2微米濾器過濾該溶液得標題化合物的水溶液。實施例105e(MS-325)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制(200mM，5ml)在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.181g，0.5mmol)、化合物(5e)(95wt.％，0.820g，1.05mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(0.68g，3.5mmol)。加入去離子水(3.5ml)并在95℃下攪拌該混合物達6小時，然后將此溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至5.0ml。用2微米濾器過濾該溶液得標題化合物的水溶液。
實施例115f(MS-328)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制(200mM，5ml)在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.181g，0.5mmol)、化合物(5e)(97wt.％，0.850g，1.05mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(0.62g，3.2mmol)。加入去離子水(3.5ml)并在95℃下攪拌該混合物達6小時，然后將此溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至5.0ml。用2微米濾器過濾該溶液得標題化合物的水溶液。
實施例125b(MS-317)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制在試管中稱量氧化釓(Gd2O3)(0.50g，1.38mmol)、化合物(5b)(87wt.％，1.87g，2.5mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(1.53g，7.8mmol)。加入去離子水(8ml)并在95℃下攪拌該混合物達6小時，然后將溶液冷卻至室溫，用去離子水調(diào)節(jié)體積至9.0ml。該溶液被裝在10-gSep-Pak柱上，再用水洗脫。減壓下蒸發(fā)掉溶劑，而固態(tài)、白色玻璃狀殘余物在高真空下干燥達48小時。產(chǎn)率3.50g(2.48mmol，99％)。對(NMGH+)3[Gd(5e5-)(H2O)](C47H91GdN6O30P)分析計算C，40.08；H，6.51；N，5.97；Gd，11.16.實測C，40.24；H，6.69；N，5.88；Gd，10.11。實施例135d(MS-323)的釓配合物的N-甲基-葡糖胺鹽的就地配制在50ml圓底燒瓶中稱量氯化六水合物(GdCl3·6H2O)(2.11g，5.68mmol)、化合物5d(74wt.％，5.82g，5.98mmol)和N-甲基-葡糖胺(NMG)(6.06g，31mmol)。加入去離子水(16ml)，然后在95℃下攪拌該混合物達4小時，再冷卻至室溫。將該溶液裝在C-18柱(200g)上，用水-甲醇1∶1混合物洗脫。減壓蒸發(fā)掉溶劑得白色、玻璃狀固體。產(chǎn)率8.0g(5.41mmol，95％)。對(NMGH+)3[Gd(5d5-)(H2O)](C52H100GdN6O30P)的分析計算C，42.27；H，6.82；N，5.69；Gd，10.64。實測C，42.04；H，7.03；N，5.83；Gd，9.55。實施例14下列造影劑與HSA的結(jié)合多于95％。
證實其AUC-conc.(在0-10分鐘內(nèi))比下列類似物高100％或更高
權(quán)利要求
1.一種診斷成像用的造影劑，它包括a)圖象增強部分(IEM)；b)血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(PPBM)；和c)血液半衰期延長部分(BHEM)，該造影劑表明至少約10％與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合以及，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大20％左右。
2.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分選自 有機分子、金屬離子、鹽或螯合物、微粒、鐵微粒、或標記的肽、蛋白質(zhì)、聚合物或脂質(zhì)體。
3.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分是指生理相容的鐵微?；蚪饘衮衔铮ㄅc原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的一種或多種順磁性金屬離子絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
4.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分是碘化有機分子或生理相容的金屬螯合物，所述螯合物包括與原子序數(shù)為57-83的一種或多種金屬離子絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
5.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分是充氣的泡或微粒或生理相容的金屬螯合物，所述螯合物包括與原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的一種或多種金屬離子絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
6.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分包括放射性的分子。
7.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強是生理相容的金屬螯合物，它包括與原子序數(shù)為27、29、31、43、47、49、75、79、82或83的一種或多種金屬離子絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
8.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分是生理相容的金屬螯合物，它包括與Tc-99m絡合的一種或多種環(huán)狀或無環(huán)的有機螯合劑。
9.權(quán)利要求1的造影劑，其中的圖象增強部分是有機或無機染料。
10.權(quán)利要求1的造影劑，其中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分與人血清白蛋白結(jié)合。
11.權(quán)利要求10的造影劑，其中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分包括一個脂族基和/或至少一個芳環(huán)。
12.權(quán)利要求10的造影劑，其中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分包括含疏水性氨基酸殘基和/或有或無疏水性或親水性端基的取代基的肽。
13.權(quán)利要求10的造影劑，其中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分含至少一個芳環(huán)。
14.權(quán)利要求10的造影劑，其中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分含至少兩個保持剛性、非平面形式的芳環(huán)。
15.權(quán)利要求1的造影劑，其中的血液半衰期延長部分在生理pH時的水溶液中帶有一個或多個全部或部分的負電荷，其中的負電荷不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到圖象增強部分而部分地或全部地被中和。
16.權(quán)利要求1的造影劑，其中的造影劑表明至少約50％與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。
17.權(quán)利要求1的造影劑，其中的造影劑表明至少約80％與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。
18.權(quán)利要求1的造影劑，其中的造影劑表明至少約95％與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。
19.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大40％左右。
20.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大70％左右。
21.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大100％左右。
22.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大約20％-約100％。
23.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大約40％-約100％。
24.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大約70％-約100％。
25.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，其中的造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有IEM和PPBM結(jié)合而沒有BHEM時觀測到的相比，前者至少大100％左右。
26.權(quán)利要求1、16、17或18的造影劑，它進一步包括導向部分，它使造影劑能定向到選定的生物組分。
27.權(quán)利要求26的造影劑，其中的導向部分選自親脂性物質(zhì)、受體配基和抗體。
28.用于延長診斷成像用造影劑的血液半衰期的方法，造影劑包括圖象增強部分和血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分并表明至少約10％與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合，該方法包括的步驟有將血液半衰期延長部分這樣連接到造影劑中，即它在造影劑中的位置不會降低造影劑與血漿的結(jié)合，于是該造影劑表明，在大鼠血漿藥物動力學試驗中，血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大20％左右。
29.權(quán)利要求28的方法，其中的血液半衰期延長部分在生理pH時的水溶液中帶有一個或多個全部或部分的負電荷，其中的負電荷或多個電荷不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到圖象增強部分而部分地或全部地被中和。
30.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大40％左右。
31.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大70％左右。
32.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大100％左右。
33.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大約20％-約100％。
34.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大約40％-約100％。
35.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大約70％-約100％。
36.權(quán)利要求28的方法，其中的造影劑的血漿濃度對時間的曲線在0-10分鐘期間的面積，與只有圖象增強部分和蛋白質(zhì)血漿結(jié)合部分結(jié)合而沒有血液半衰期延長部分時觀測到的相比，前者至少大100％左右。
37.包括下式的診斷成像用造影劑其中IEM表示圖像增強部分，L表示連接部分，BHEM表示血液半衰期延長部分，它具有兩個或更多個正電性的氫原子，或兩個或更多個孤電子對，它們不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到IEM而部分地或全部地被中和，BHEM選自砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇和
或酯形式其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在，PPBM表示血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，它包括至少7個碳原子，m可等于0-4，s、o、p可相同或不同且等于1-4，而q至少為1。
38.權(quán)利要求37的造影劑，其中的BHEM表示
或酯形式其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
39.權(quán)利要求37的造影劑，其中的BHEM表示磷酸根或其酯形式。
40.權(quán)利要求37的造影劑，其中的PPBM包括至少13個碳原子。
41.權(quán)利要求37的造影劑，其中的PPBM包括至少18個碳原子。
42.權(quán)利要求37的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為2.0。
43.權(quán)利要求37的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為3.0。
44.權(quán)利要求37的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為4.0。
45.包括下式的診斷成像用造影劑
其中IEM表示圖象增強部分，BHEM表示血液半衰期延長部分，它具有兩個或更多個正電性的氫原子，或兩個或更多個孤電子對，它們不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到IEM而部分地或全部地被中和，BHEM選自砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇和
或酯形式，其中Z＝P、W或MoY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在，PPBM表示血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，它包括至少7個碳原子，s和o可相同或不同且等于1-4，而r至少為1。
46.權(quán)利要求45的造影劑，其中的BHEM是
或酯形式，其中Z＝P、W或MoY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
47.權(quán)利要求45的造影劑，其中的BHEM是指磷酸根或其酯形式。
48.權(quán)利要求45的造影劑，其中的PPBM包括至少13個碳原子。
49.權(quán)利要求45的造影劑，其中的PPBM包括至少18個碳原子。
50.權(quán)利要求45的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為2.0。
51.權(quán)利要求45的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為3.0。
52.權(quán)利要求45的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為4.0。
53.包括下式的診斷成像用造影劑
其中IEM表示圖像增強部分，L表示連接部分，BHEM表示血液半衰期延長部分，它具有兩個或更多個正電性的氫原子，或兩個或更多個孤電子對，它們不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到IEM而部分地或全部地被中和，BHEM選自砜、脲、硫脲、胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇、SO3-或酯形式和
或酯形式，其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在，PPBM表示血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，它包括至少7個碳原子，m可等于0-4，s和o可相同或不同且等于1-4。
54.權(quán)利要求53的造影劑，其中的BHEM表示
或酯形式，其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
55.權(quán)利要求53的造影劑，其中的BHEM表示磷酸根或其酯形式。
56.權(quán)利要求53的造影劑，其中的PPBM包括至少13個碳原子。
57.權(quán)利要求53的造影劑，其中的PPBM包括至少18個碳原子。
58.權(quán)利要求53的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為2.0、
59.權(quán)利要求53的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為3.0、
60.權(quán)利要求53的造影劑，其中的PPBM的logP基值至少為4.0、
61.一種診斷成像用造影劑，它包括
或
其中M是指原子序數(shù)為21-29、42、44或57-83的金屬離子，R1-R11和R16可相同或不同且選自H、PPBM、BHEM和C1-6烷基，設定R1-11或R16中至少有一個表示PPBM，還設定R1-11或R16中至少有一個是指BHEM，R12、R13和R13可相同或不同且選自O-和N(H)R17，R15＝H、CH2CH(OH)CH3、羥烷基或CH(R16)COR12，R17＝H或C1-6烷基，BHEM表示BHEM表示血液半衰期延長部分，它具有兩個或更多個正電性的氫原子，或兩個或更多個孤電子對，它們不能因共價鍵或配位共價鍵鍵合到IEM而部分地或全部地被中和，BHEM選自砜、脲、硫脲、胺、磺酰氨、氨基甲酸酯、肽、酯、碳酸酯、醛縮醇、COO-或酯形式、SO3-或酯形式和
或酯形式，其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在，PPBM表示血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，它包括至少7個碳原子。
62.權(quán)利要求61的造影劑，其中M選自Gd(III)、Fe(III)、Mn(II)、Mn(III)、Cr(III)、Cu(II)、Dy(III)、Tb(III)、Ho(III)、Er(III)和Eu(III)。
63.權(quán)利要求62的造影劑，其中M表示Gd(III)。
64.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中BHEM選自COO-或酯形式、SO3-或酯形式和
或酯形式，其中Z＝P、W、Mo或SY1、Y2＝O或SY3、Y4＝O、S或不存在R2＝H、C1-6烷基或不存在。
65.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中PPBM包括至少13個碳原子。
66.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中PPBM包括至少18個碳原子。
67.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中PPBM的logP基值至少為2.0。
68.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中PPBM的logP基值至少為3.0。
69.權(quán)利要求61-63中任一項的造影劑，其中PPBM的logP基值至少為4.0。
70.下式的化合物
71.下式的化合物
72.下式的化合物
73.下式的化合物
74.下式的化合物
75.下式的化合物
76.下式的化合物
77.下式的化合物
78.下式的化合物
79.下式的化合物
80.下式的化合物
81.下式的化合物
82.下式的化合物
83.下式的化合物
其中PPBM表示包括至少7個碳原子的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，且n可等于1-4。
84.下式的化合物
其中PPBM表示包括至少7個碳原子的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分，且n可等于1-4。
85.下式的化合物
其中n可等于1-4。
86.下式的化合物
其中n可等于1-4。
87.下式的化合物
其中n可等于1-4。
88.下式的化合物
其中n可等于1-4。
89.下式的化合物
其中n可等于1-4。
90.下式的化合物
其中R包括一個脂族基和/或至少1個芳環(huán)。
91.權(quán)利要求90的化合物，其中R包括含疏水性氨基酸殘基和/或有或無疏水性或親水性端基的取代基的肽。
92.下式的化合物
其中R包括一個脂族基和/或至少1個芳環(huán)。
93.權(quán)利要求92的化合物，其中R包括含疏水性氨基酸殘基和/或有或無疏水性或親水性端基的取代基的肽。
94.用于生物組分的MRI成像的方法，它包括施用診斷上有效量的按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的步驟。
95.用于生物組分的超聲波成像的方法，它包括施用診斷上有效量的按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的步驟。
96.用于生物組分的X-射線成像的方法，它包括施用診斷上有效量的按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的步驟。
97.用于生物組分的核放射性藥物成像的方法，它包括施用診斷上有效量的按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的步驟。
98.用于生物組分的紫外/可見/紅外光成像的方法，它包括施用診斷上有效量的按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的步驟。
99.一種藥物組合物，它包括一種按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑和一種載體、佐劑或介質(zhì)。
100.權(quán)利要求99的藥物組合物，它進一步包括一種游離的有機配體或其藥物上可接受的鹽。
101.權(quán)利要求99的藥物組合物，它進一步包括一種游離的有機配體或鈣、鈉、麥格魯明或其結(jié)合的鹽。
102.施用按權(quán)利要求1、37、45、53或61之任一項的造影劑的方法，它包括如下步驟a)將病人的血液抽入含該造影劑的注射器中；b)混勻注射器中的血液與造影劑；c)和將該混合物重新注入病人體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供顯示更好的血液潴留的診斷成像用造影劑。該新型化合物包括:a)圖象增強(或信號產(chǎn)生)部分(IEM);b)血漿蛋白質(zhì)結(jié)合部分(PPBM);和c)血液半衰期延長部分(BHEM)。本發(fā)明還涉及包括這些化合物的藥物組合物和用這些化合物與組合物延長血液半衰期與增強診斷的成像對比度的方法。這些造影劑顯示出腎的和肝細胞的攝入速率的降低且不被RE系統(tǒng)明顯的攝入。這些藥劑可被定向到血池(bloodpool)或其它任何生物組分中。由于這些藥劑從血流中消失速度較慢,所以在更高的安全限度下可用更低的劑量。本方法對大分子和小分子有普適性。
文檔編號A61K49/18GK1172436SQ96191747
公開日1998年2月4日 申請日期1996年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月1日
發(fā)明者T·J·邁克穆里, H·薩吉金, D·M·思考特, R·B·拉芙爾 申請人:Epix醫(yī)學公司