一种肝靶向性高分子磁共振成像造影剂的合成方法技术

本发明专利技术以α，β－聚［（２－胺乙基）－Ｌ－天冬酰胺］为主链，以半乳糖为靶向基团，二乙三胺五乙酸／Ｌ－酪氨酸甲酯衍生物为Ｇｄ↑［３＋］配体，合成了一种具有肝靶向性的、生物可降解的高分子磁共振成像造影剂。该造影剂的毒性较低，生物相容性好，驰豫率优于商用小分子造影剂；动物实验证明，与市售小分子造影剂相比，其在肝部组织增强作用为市售小分子造影剂（钆喷酸葡胺）的３倍；在肝部组织的停留时间大于２４小时，比商用小分子造影剂在肝部停留时间长１８小时。特别之处在于，该造影剂的Ｚｅｔａ电位为负且小于－１０ｍＶ，将其作为基因载体系统的壳层结构，获得了ＭＲＩ可见的、肝靶向的、核－壳型的纳米基因载体系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像造影剂，尤其是一种肝靶向性、可生物降解的高分子磁共振成像造影剂，以及合成方法及其应用。
技术介绍
磁共振成像造影剂是一种通过静脉注射到人体，辅助磁共振造影成像的医药学诊断试剂，它可以提高成像的信噪比，从而方便了诊疗过程，降低误诊率。现今，我国每年造影剂的销售额接近一亿元，约有30％的诊断过程需要有磁共振成像造影剂的辅助。目前，临床应用的磁共振成像造影剂都是小分子造影剂，如Magnevist，(NMG)2；Omniscan，Gd(DTPA2DMA)；Prohance，Gd(HP2DO3A)和Dotarem，(NMG)，(其中NMG为N-甲基葡萄糖胺根)。这些小分子造影剂在体内稳定、毒性低、循环好、易代谢并且有良好的弛豫性能，在协助诊断上体现了良好的优势，但在临床使用上也存在着一些不足之处(1)小分子造影剂由于他们的分子较小，容易从血管壁向外渗漏，进入细胞间质，因此在体内的代谢速率较快，不利于血管造影；(2)小分子造影剂在体内不能形成有效的分布，缺乏组织选择性，对正常组织毒性较大；(3)小分子造影剂不适合作为基因载体系统的壳层。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种对肝部组织具有靶向性，而且可生物降解的高分子磁共振成像造影剂；本专利技术的目的之二在于提供这种造影剂的合成方法；本专利技术的目的之三在于提供这种造影剂在制备基因载体系统中的应用。实现本专利技术的专利技术目的的技术方案如下以α，β-聚为主链，以半乳糖为靶向基团，二乙三胺五乙酸/L-酪氨酸甲酯衍生物为Gd3+配体，旨在克服上述商用小分子磁共振成像造影剂的不足；同时选用该高分子磁共振成像造影剂作为基因载体系统的壳层结构，组装成核/壳结构的纳米基因载体系统，使基因载体系统MRI可见，从而研究基因载体系统在活体动物体内的代谢情况，避免采用同位素标记而杀死大量实验动物。具体方案如下将小分子造影剂高分子化，并连接上对肝细胞表面的一种糖蛋白受体(asialoglycoprotein)具有识别功能的D-半乳糖，一方面，由于高分子的分子体积较大，不能自由地在毛细血管壁的微孔中穿梭，从而延长了在血液中的循环时间，并提高弛豫率；另一方面，D-半乳糖的“导弹作用”能使高分子造影剂在肝组织形成有效的分布，降低对正常组织的毒性。合成方法包括以下步骤a)将α，β-聚与乳糖酸藕连，使之具有D-半乳糖残基；b)将步骤a)得到产物同含L-酪氨酸残基的二乙三胺五乙酸单活性酯(Tyr-DTPA-OSu)反应；c)步骤b)所得产物与GdCl3水溶液反应，取滤液透析，将透析后液体浓缩干燥。将zeta电位为负的肝靶向性高分子磁共振成像造影剂作为壳层，与zeta电位为正的纳米基因载体系统的核层通过静电相互作用进行组装，而得Zeta电位小于0的，MRI可见的核/壳结构的纳米基因载体系统。1、肝靶向性高分子磁共振成像造影剂的合成1.1α，β-聚(以下称为PI)的合成将L-天冬氨酸粉末和磷酸混合于圆底烧瓶中，减压熔融反应3小时后，冷却，得α，β-聚(L-天冬酰亚胺)预聚物，将预聚物溶于DMF中，加入N，N-二环己基碳二亚胺(DCC)室温缩合反应24h后，过滤，浓缩滤液，产物用蒸馏水沉淀出，收集产物。将产物干燥后溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，然后将其缓慢的滴加到乙二胺中，搅拌反应3小时后，过滤，浓缩滤液，产物用乙醚沉淀出。将沉淀溶于甲醇，用乙醚重沉淀3次，得α，β-聚(PI)。1.2乳糖酸与聚合物PI的藕连反应(产物称为PII)将乳糖酸溶于pH值为5.5-5.7的磷酸缓冲液中，冰浴冷却，再加入N-羟基琥珀酰亚胺，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)及PI的磷酸缓冲液溶液，冰浴搅拌反应1小时后，常温反应36小时。过滤，浓缩滤液，将滤液透析三天，透析液低温减压浓缩至干得产物PII。乳糖酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔量之比为1∶4∶4。1.3高分子配体(以下称为PIII)的合成1.3.1含L-酪氨酸残基的二乙三胺五乙酸单活性酯(Tyr-DTPA-OSu)的合成将二乙三胺五乙酸双酸酐(DTPAA，DTPA双酸酐)与N-羟基琥珀酰亚胺及催化剂量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于DMF中室温搅拌反应24小时。将产物用1∶1的乙醇-乙醚混合液沉淀出来，沉淀用甲醇洗涤，再用乙醚浸泡过夜，抽干，得DTPA双活性酯。L-酪氨酸甲酯盐酸盐溶于DMF，加入三乙胺，搅拌反应20分钟，滤出产生的白色固体，滤液转移到滴液漏斗中，缓慢滴加到DTPA双活性酯的DMF溶液中，冰盐浴条件下搅拌反应12小时后，室温继续反应24小时。产物用1∶1的乙醇-乙醚混合液沉淀出，沉淀用甲醇洗涤，再用乙醚浸泡过夜，抽干，得乳白色粉末状固体Tyr-DTPA-OSu。1.3.2Tyr-DTPA-OSu与PII的反应将PII水溶液与Tyr-DTPA-OSu的DMF溶液按一定比例混合，冰浴搅拌反应6小时后，室温继续反应24小时。过滤，滤液在4℃下用3500透析袋透析72小时后，45℃下将溶液减压浓缩至干得淡黄色固体PIII。1.4肝靶向性高分子造影剂的合成(下面称为PIV)将PIII与GdCl3.6H2O的水溶液混合，调溶液pH值至6，室温搅拌反应6小时后，将反应混合物在4℃下透析72小时，冷冻干燥透析液得PIV。钆离子浓度用电感耦合等离子原子发射光谱仪进行测定，用MTT(噻唑蓝)法评价其细胞毒性。2、肝靶向性高分子磁共振成像造影剂驰豫性能及造影性能评价2.1驰豫率测定将高分子造影剂(PIV)及商用造影剂(钆喷酸葡胺)配成四种浓度的溶液，钆离子浓度分别为0.24mmol/L，0.12mmol/L，0.06mmol/L，0.03mmol/L。将溶液盛于1.5ml离心管中在0.3T磁共振仪上通过反转恢复法测五种造影剂不同钆离子浓度溶液的T1值，通过公式(T1w为纯水的弛豫时间，T1m为不同浓度造影剂实际测量出的弛豫时间)CGd·1T1+1T1w=1T1m]]>弛豫率r1＝1/T1，用计算机拟合求斜率，可分别算出靶向性高分子造影剂及商用造影剂钆喷酸葡胺的弛豫率。2.2造影性能及肝部停留时间评价磁共振成像实验动物为六周雄性品系为ICR的小白鼠，将每种造影剂所用小鼠按测试时间不同分为5组，每组5只，分别在注射造影剂后10分钟内、6小时、12小时及一周进行磁共振成像实验。实验以商用造影剂钆喷酸葡胺做对比，观察肝部信号的衰减趋势。3、肝靶向性高分子磁共振成像造影剂作为基因载体系统壳层的应用将一定量浓度的聚阳离子水溶液，例如聚乙烯酰亚胺水溶液，及质粒(Plasmid)分别稀释，按照不同的N/P比例(聚乙烯酰亚胺的氮含量及质粒的磷含量)将二者混合，质粒的浓度保持5ug/ml，室温搅拌反应半小时后得基因载体的核。加入一定量的高分子造影剂，混合室温搅拌反应并取样，用动态光测定其粒径、粒径分布及zeta电位。如图5所示。本专利技术提供的造影剂，一方面，由于高分子的分子体积较大，不能自由地在毛细血管壁的微孔中穿梭，从而延长了在血液中的循环时间，同时其较慢的分子链段运动也使弛豫率的到了提高；另一方面具有靶向性，能使高分子造影剂在肝组织形成集中分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肝靶向性高分子磁共振成像造影剂，其特征在于，这种肝靶向性高分子磁共振成像造影剂是以α，β－聚［（２－胺乙基）－Ｌ－天冬酰胺］为主链，以半乳糖为靶向基团，二乙三胺五乙酸／Ｌ－酪氨酸甲酯衍生物为Ｇｄ↑［３＋］配体而制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余家会，舒婕，李建奇，罗淑芳，刘顺英，俞磊，陈群，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]