專利名稱：一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)斷層成像的納米顯像劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
英國(guó)《自然》雜志生物技術(shù)子刊(Nat. Biotechnol.，2004，Vol. 22 (8)，P. 969)公開(kāi)了一種用于生物成像的量子點(diǎn)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(dǎo)體納米量子點(diǎn)，然后不僅要修飾上聚こニ醇片段來(lái)提高代謝周期，還要修飾上靶標(biāo)特異性識(shí)別的抗體，所以制備起來(lái)比較困難，而且因這類量子點(diǎn)本身所含有的重金屬會(huì)引起毒性，也限制了這類納米成像劑 的發(fā)展。德國(guó)化學(xué)會(huì)期刊《應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. ,2008, Vol. 47 (15), P. 2804)介紹了ー種“開(kāi)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(xué)分子修飾在金納米表面，還要修飾上靶標(biāo)特異性識(shí)別的肽段，合成比較繁瑣，穩(wěn)定性也不是很好。總之，現(xiàn)有的這些納米顯像劑普遍存在制備難度高，細(xì)胞攝取率低、靶向困難等缺點(diǎn)，而成為限制生物學(xué)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(jì)算機(jī)斷層成像顯像劑及其制備方法，以獲得能實(shí)時(shí)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(xì)胞攝取率低、靶向困難等缺點(diǎn)，可用于研究腫瘤細(xì)胞內(nèi)特定酶的活性，從而能夠?qū)嵤┓乔秩?、直觀、快速地進(jìn)行疾病的早期診斷。本發(fā)明的單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)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(guò)程如下將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹(shù)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(gè)氨基酸酪氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應(yīng)2-3小時(shí)后，用100微升甲醇反應(yīng)10-20分鐘，切去酪氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個(gè)氨基酸半胱氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去半胱氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個(gè)氨基酸纈氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去纈氨酸的保護(hù)基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)3-4小吋，切去最后ー個(gè)氨基酸精氨酸的保護(hù)基，加2-3毫摩爾醋酐反應(yīng)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(shù)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(shù)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(gè)氨基酸纈氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應(yīng)2-3小時(shí)后，用100微升甲醇反應(yīng)10-20分鐘，切去纈氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個(gè)氨基酸半胱氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去半胱氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活 化的I. 6毫摩爾第五個(gè)氨基酸酪氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去酪氨酸的保護(hù)基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)3-4小時(shí)，切去最后一個(gè)氨基酸精氨酸的保護(hù)基，加2-3毫摩爾醋酐反應(yīng)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(shù)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(shí)加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酷，活化半小時(shí)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(gè)小吋，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過(guò)夜，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(shí)加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時(shí)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(gè)小吋，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過(guò)夜，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(yīng)3-5小吋，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(yīng)3-5小時(shí)，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(biāo)記放射性碘，過(guò)程如下首先將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y -檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘,再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y-檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，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(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y-檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(yīng)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(jì)算機(jī)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(guò)程如下將I毫摩爾2-氯三苯甲基氯樹(shù)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(gè)氨基酸酪氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應(yīng)2-3小時(shí)后，用100微升甲醇反應(yīng)10-20分鐘，切去酪氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個(gè)氨基酸半胱氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去半胱氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個(gè)氨基酸纈氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去纈氨酸的保護(hù)基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)3-4小時(shí)，切去最后ー個(gè)氨基酸精氨酸的保護(hù)基，加2-3毫摩爾醋酐反應(yīng)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(shù)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(shù)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(gè)氨基酸纈氨酸，再加入2毫摩爾N，N- ニ異丙基こ胺，反應(yīng)2-3小時(shí)后，用100微升甲醇反應(yīng)10-20分鐘，切去纈氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第二個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第三個(gè)氨基酸半胱氨酸反應(yīng)2-3小時(shí)，切去半胱氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第四個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去精氨酸的保護(hù)基，加入活化的I. 6毫摩爾第五個(gè)氨基酸酪氨酸反應(yīng)2-3小吋，切去酪氨酸的保護(hù)基，再加入活化的I. 6毫摩爾第六個(gè)氨基酸精氨酸反應(yīng)3-4小時(shí)，切去最后一個(gè)氨基酸精氨酸的保護(hù)基，加2-3毫摩爾醋酐反應(yīng)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(shù)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(shí)加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時(shí)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(gè)小吋，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過(guò)夜，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(shí)加入O. 12毫摩爾氯甲酸異丁酯，活化半小時(shí)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(gè)小時(shí)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過(guò)夜，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(yīng)3-5小吋，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(yīng)3-5小時(shí)，經(jīng)過(guò)高效液相色譜分離提純，收集在紫外320納米處有強(qiáng)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(biāo)記放射性碘，過(guò)程如下首先將50微升濃度為5mg/mL的第一種化合物X1加進(jìn)反應(yīng)瓶中，注射IrnCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y -檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y-檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi 125I-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，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(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(jìn)反應(yīng)瓶中，注射ImCi mI-NaI,加15微升2mg/mL的氯胺T反應(yīng)一分鐘，再加入20微升2mg/mL的偏亞硫酸鈉終止反應(yīng)，用配備Y-檢測(cè)器的高效液相色譜分離得到對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(yīng)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(hù)基，半胱氨、ク，O)\'1 レ' ./ .酸的巰基由叔丁硫基保護(hù)，精氨酸側(cè)鏈氨基由οιグ保護(hù)；當(dāng)合成肽鏈所選的酪\一/ TlO Z \fj rX氨酸為 ° - N .......oH 時(shí)，第三步得到的就是第三種化合物X3第七種化合物Y3,當(dāng)合 VohノP成肽鏈所選的酪氨酸為 ο υ 5時(shí)，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(gè)氨基酸和切去保護(hù)基吋，都要用凱撒測(cè)試(kaiser test)試劑檢測(cè)亞氨基存在與否若陽(yáng)性顯藍(lán)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(tuán)R1和R2都為H ； 第二種化合物X2 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)R1為H和R2為125I ； 第三種化合物X3 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)R1為Ac和R2為I ; 第四種化合物X4 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)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(tuán)R3和R4都為H ； 第六種化合物Y2 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)R3為H和R4為125I ； 第七種化合物Y3 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)R3為Ac和R4為I ; 第八種化合物Y4 :其結(jié)構(gòu)式中的基團(tuán)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(shí)別剪切發(fā)生自組裝縮合反應(yīng)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(shí)別從而也不能發(fā)生自組裝反應(yīng)的對(duì)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(shí)驗(yàn)中與對(duì)應(yīng)的放射性化合物共同培養(yǎng)是為了提高成像劑的化學(xué)濃度；第二種化合物X2和第六種化合物Y2是用來(lái)做細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)，第四種化合物X4和第八種化合物Y4是用來(lái)做單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。
4.由權(quán)利要求2所述的單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像顯像劑組成的顯像組混合物及其與之配套的對(duì)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(duì)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(jì)算機(jī)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(duì)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(duì)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(kāi)了一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)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(gè)肽段分別合成出來(lái)，得到對(duì)應(yīng)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(shí)別的肽段，因此可主動(dòng)靶向成像區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)在活體細(xì)胞內(nèi)控制性自組裝放射性納米結(jié)構(gòu)，研究腫瘤細(xì)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(hào)C07K1/04GK102690328SQ20121016454
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)