基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于透明質(zhì)酸?肽類樹狀大分子?釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其結(jié)構(gòu)為多個扇形肽類樹狀大分子和釓的偶聯(lián)物連接在透明質(zhì)酸糖鏈上。選擇透明質(zhì)酸(Hyaluronic?acid，HA)作為大分子骨架鏈段，結(jié)合HA和肽類樹狀大分子的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建一個基于透明質(zhì)酸?肽類樹狀大分子?Gd偶聯(lián)的MRI造影劑(Dendronized?HA?Gd)，該結(jié)構(gòu)骨架本身具有可生物降解能力，無需引入其它敏感鍵來構(gòu)筑可降解片段。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于醫(yī)學(xué)成像
，涉及一種高分子磁共振成像探針，具體涉及一種基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針及其制備方法。
技術(shù)介紹
在磁共振成像的臨床診斷中，通常需要消耗數(shù)分鐘或者數(shù)十分鐘來完成整個操作，而目前商用的釓類造影劑在體內(nèi)的循環(huán)時間只有十幾分鐘，在成像過程中，可能會出現(xiàn)信號未收集完成時造影劑已被代謝排出體外的尷尬局面，限制了其在某些較復(fù)雜成像上的應(yīng)用。因此，目前很多研究工作集中在將小分子釓類造影劑連接到大分子載體上，如樹狀大分子、脂質(zhì)體和大分子蛋白等，來延長釓配體的旋轉(zhuǎn)相關(guān)時間，從而提高其弛豫效率的目的。高分子釓類MRI(磁共振成像)造影劑通常擁有較高的弛豫效能，其較長的體內(nèi)循環(huán)時間為材料到達(dá)腫瘤部位提供了基礎(chǔ)，而EPR效應(yīng)(增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng))可以促使材料在腫瘤部位獲得較高的聚集。這些特點(diǎn)使得大分子MRI造影劑具有很大的應(yīng)用潛力。然而，在具體應(yīng)用中，一個主要的制約因素是大分子材料的緩慢降解，導(dǎo)致其在體內(nèi)殘留量高，增加了由材料本身或釓類造影劑帶來的毒性風(fēng)險。例如，基于聚丙烯亞胺(PPI)和聚酰胺(PAMAM)樹狀大分子的MRI造影劑已被研究用于腫瘤的診斷，但是由于PPI或PAMAM自身不可降解，在注入體內(nèi)數(shù)天后仍有殘留。與PPI和PAMAM相比，肽類樹狀大分子具有可生物降解性能，為其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但是肽類樹狀大分子應(yīng)用于MRI造影時，其水相弛豫效率表現(xiàn)出了分子量依賴的關(guān)系：即尺寸和分子量越大，弛豫效率越高，體內(nèi)循環(huán)時間越長。然而，高代數(shù)的肽類樹狀大分子合成難度大，且單獨(dú)使用時由于尺寸過小易被排出體外。專利
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于以上技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針。選擇透明質(zhì)酸(Hyaluronicacid，HA)作為大分子骨架鏈段，結(jié)合HA和肽類樹狀大分子的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建一個基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-Gd偶聯(lián)物的MRI造影劑(Dendronized-HA-Gd)，該結(jié)構(gòu)骨架本身具有可生物降解能力，無需引入其它敏感鍵來構(gòu)筑可降解片段。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其結(jié)構(gòu)為多個扇形肽類樹狀大分子和釓的偶聯(lián)物連接在透明質(zhì)酸糖鏈上。選擇透明質(zhì)酸(Hyaluronicacid，HA)作為大分子骨架鏈段。HA是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺交替組成的帶負(fù)電荷的聚陰離子天然多糖，在生物體內(nèi)廣泛存在，具有優(yōu)異的生物相容性，水溶性，無免疫原性和可降解能力。且透明質(zhì)酸的骨架鏈上存在多種活性基團(tuán)，種類和數(shù)目一定，更有利于作為載體材料的修飾。同時，HA可以和腫瘤細(xì)胞表面過量表達(dá)的CD44受體結(jié)合，對多種腫瘤細(xì)胞具有靶向的功能。具體結(jié)構(gòu)如下：其中:A是以乙二胺為核的賴氨酸扇形肽類樹狀大分子，R與肽類樹狀大分子的末端氨基連接，n＝1～16。本專利技術(shù)所述的肽類樹狀大分子是三代肽類樹狀大分子。三代的樹狀大分子外圍的可修飾位點(diǎn)多，且在和透明質(zhì)酸的反應(yīng)中，三代大分子又比更高代數(shù)的反應(yīng)位阻小，綜合考慮選擇扇形的三代肽類樹狀大分子為最優(yōu)。本專利技術(shù)所述透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的制備方法，先分別合成端位為疊氮基的肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物和炔基化透明質(zhì)酸，再通過銅催化的點(diǎn)擊反應(yīng)合成終產(chǎn)物Dendronized-HA-Gd。在樹狀大分子的的端位引入疊氮基，Gd(III)和配體的絡(luò)合在“Click”反應(yīng)前進(jìn)行。“Click”反應(yīng)后，得到的Dendronized-HA-Gd具有優(yōu)異的水溶性(＞100mg/mL)，這對于它作為MRI造影劑是很有利的。優(yōu)選地，所述肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的合成如下：第一步，以Boc基團(tuán)保護(hù)的樹狀大分子為原料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，樹狀大分子溶于無水CH2Cl2中，向其中加入TFA，反應(yīng)結(jié)束后，除去TFA，將反應(yīng)產(chǎn)物溶于DMF中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，向體系中同時加入DIPEA、HOAt、HATU和DOTA，反應(yīng)得到中間產(chǎn)物；第二步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，將所述中間產(chǎn)物溶于無水CH2Cl2中，向其中加入TFA，將反應(yīng)產(chǎn)物溶解在去離子水中，向其中加入GdCl3·6H2O，反應(yīng)結(jié)束后，得到肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物。進(jìn)一步優(yōu)選地，將反應(yīng)結(jié)束后的混合體系用截留分子量為1000的透析袋透析。透析目的是去除分子量小于1000的多余的Gd(Ⅲ)離子。優(yōu)選地，所述炔基化透明質(zhì)酸的合成：將透明質(zhì)酸鈉溶解在去離子水中，向其中加入DMTMM來活化透明質(zhì)酸鈉骨架鏈段上的羧基，向混合體系中加入丙炔胺，反應(yīng)結(jié)束后，得到炔基化的透明質(zhì)酸。HA的骨架鏈段具有精確的結(jié)構(gòu)，其側(cè)鏈基團(tuán)為羧基和羥基，且基團(tuán)數(shù)恒定，這將有利于對其進(jìn)行修飾。而對于HA的修飾，大多數(shù)是利用其鏈段上的羧基進(jìn)行縮合反應(yīng)。本專利技術(shù)選擇水相縮合反應(yīng)，對HA進(jìn)行炔基化修飾。通常情況下，在縮合反應(yīng)中要先對羧基進(jìn)行活化，因此需要用到活化試劑或縮合劑。DMTMM是一種高效的水相縮合劑，可以用來結(jié)合小分子和大分子，尤其是在聚多糖的修飾上。與傳統(tǒng)的活化試劑相比，DMTMM參與的縮合反應(yīng)產(chǎn)率高，價格便宜，且副產(chǎn)物通過透析就可處理干凈。進(jìn)一步優(yōu)選地，將反應(yīng)結(jié)束后的混合體系用截留分子量為1000的透析袋透析。透析目的是去除分子量小于1000的過量的反應(yīng)物和副產(chǎn)物。優(yōu)選地，所述Dendronized-HA-Gd的合成：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，將肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物、炔基化透明質(zhì)酸和抗壞血酸鈉溶于去離子水中，向其中加入CuSO4·5H2O，反應(yīng)結(jié)束后，得到終產(chǎn)物。進(jìn)一步優(yōu)選地，將反應(yīng)結(jié)束后的混合體系在EDTA溶液中用截留分子量為6000-8000的透析袋透析。透析目的是除去過量的肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物。本專利技術(shù)的有益效果在于：1、本專利技術(shù)結(jié)合HA和肽類樹狀大分子的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建了一個基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的MRI造影劑，有效的提高了釓配體的縱向弛豫效率，解決了小分子造影劑弛豫效率低的問題。其原理如下：影響T1造影劑縱向弛豫效率r1的相關(guān)因素有：1)與Gd(III)配位的內(nèi)配層水分子數(shù)q；2)內(nèi)外配層水分子的交換速率1/τm；3)配合物的旋轉(zhuǎn)相關(guān)時間。從配合物穩(wěn)定性及實(shí)際操作難易程度出發(fā)，由Solomon-Bloembergen-Mogan方程得出，通過降低配合物的翻轉(zhuǎn)速率延長其旋轉(zhuǎn)相關(guān)時間，或者將多個小分子T1造影劑接枝到一個載體上構(gòu)筑納米型或大分子型的多價態(tài)新型造影劑，是獲得具有高弛豫效能T1造影劑的有效手段。基于以上原理，本專利技術(shù)將多個小分子T1造影劑接枝到一個載體上來構(gòu)筑大分子型的多價態(tài)新型造影劑，可以降低配合物的翻轉(zhuǎn)速率從而延長其旋轉(zhuǎn)相關(guān)時間，達(dá)到提高弛豫效率的目的。2、本專利技術(shù)采用扇形肽類樹狀大分子的優(yōu)點(diǎn)是位阻小，端位可單獨(dú)修飾，便于與直鏈的HA結(jié)合，且得到的偶聯(lián)物結(jié)構(gòu)規(guī)整。3、由于透明質(zhì)酸不含硫，骨架鏈上存在多種活性基團(tuán)，且種類和數(shù)目一定，更有利于作為載體材料的修飾，并且透明質(zhì)酸具有優(yōu)異的生物相容性和水溶性，無免疫原型和可生物降解能力。因此，本專利技術(shù)選用透明質(zhì)酸與樹狀大分子雜化，起到了優(yōu)化結(jié)構(gòu)，增加偶聯(lián)物的親水性的作用。4、Dendronized-HA-Gd偶聯(lián)物利用EPR效應(yīng)(實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng))聚本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于透明質(zhì)酸?肽類樹狀大分子?釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其特征在于，結(jié)構(gòu)為多個扇形肽類樹狀大分子和釓的偶聯(lián)物連接在透明質(zhì)酸糖鏈上。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其特征在于，結(jié)構(gòu)為多個扇形肽類樹狀大分子和釓的偶聯(lián)物連接在透明質(zhì)酸糖鏈上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)如下：其中A是以乙二胺為核的賴氨酸扇形肽類樹狀大分子，R與肽類樹狀大分子的末端氨基連接，n＝1-16。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針，其特征在于，所述的肽類樹狀大分子是三代肽類樹狀大分子。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針的制備方法，其特征在于，先分別合成端位為疊氮基的肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物和炔基化透明質(zhì)酸，再通過銅催化的點(diǎn)擊反應(yīng)合成終產(chǎn)物Dendronized-HA-Gd。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于透明質(zhì)酸-肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的磁共振影像探針的制備方法，其特征在于，所述肽類樹狀大分子-釓偶聯(lián)物的合成如下：第一步，以Boc基團(tuán)保護(hù)的樹狀大分子為原料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，樹狀大分子溶于無水CH2Cl2中，向其中加入TFA，反應(yīng)結(jié)束后，除去TFA，將反應(yīng)產(chǎn)物溶于DMF中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的冰浴條件下，向體系中同時加入DIPEA、HOAt、HATU和DOTA，反應(yīng)得到中間產(chǎn)物；第二步，在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅奎，顧忠偉，郭春花，
申請(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51