动态核极化(DNP)的方法及用于所述方法的化合物和组合物技术

技术编号:5430040 阅读:373 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及羧酸的动态核极化(DNP)的改良方法及用于所述方法的化合物和组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态核极化(DNP)的方法及用于所述方法的化合物和组合物本专利技术涉及羧酸的动态核极化(DNP)的改良方法及用于所述方法 的4匕合物和纟且合物。磁共振(MR)显影(MRI)是一种显影技术,这种技术对医生有特别 的吸引力,因为它允许以无损伤方式得到患者身体或其部分的图像, 而不使患者和医疗人员暴露于潜在有害的辐射,如X-射线。由于高品 质图像,MRI是软组织和器官的有利显影技术,并且允许区分正常组 织和患病组织,如肺瘤和损伤。进行MRI可利用或不利用MR造影剂。然而,增强造影的MRI 通常使得能够检测非常小的组织变化,使其成为检测早期组织变化的 有力工具,如小肿瘤或转移。在MRI中已使用数种类型的造影剂。水溶顺磁性金属螯合物,例 如钆螯合物,如OmniscanTM(GE Healthcare),广泛用作MR造影剂。 由于其分子量低,如果将它们提供到维管结构,它们会快速分配到胞 外空间(即血液和间质组织)。它们也相对快速地从身体清除。另一方面,血池MR造影剂(例如超顺磁性氧化铁颗粒),在维管 结构内持久保留。已证明它们不仅极有用于增强肝内造影,而且用于 检测毛细管渗透性异常,例如在肿瘤中的漏毛细管壁,例如由于血 管生成。尽管前述造影剂具有无可争辩地极佳性能,但其使用不是没有任 何风险。虽然顺磁性金属螯合物络合物具有通常高稳定性常数,但可 能在给药后在身体内释放毒性金属离子。另外,这些类型的造影剂显 示不良的专一性。另 一类MR显影剂为超极化MR显影剂。WO-A-99/35508公开一 种用超极化高T,剂溶液作为MRI显影剂MR研究患者的方法。术语7超极化,,意味使在高T,剂中存在的NMR活性核(即,具有非零核自旋 的核,优选C-或N-核)的核极化作用增强。在增强NMR活性核的 核极化作用时,这些核的核自旋激发态和核自旋基态之间的总体差异 显著增加,从而MR信号强度放大百倍和更多倍。在使用超极化130 和/或N-增浓的高T,剂时,由于C和/或15N的天然丰度可以忽略, 基本没有来自背景信号的干扰,因此图像对比有利地高。普通MRI 造影剂和这些超极化高T,剂的主要差异是前者的对比变化是通过影 响身体中水质子的松弛时间所致,而后一类剂可被认作为非放射性示踪剂,因为得到的信号只从所述剂产生。用作MR显影剂的各种可能的高剂公开于WO-A-99/35508, 包括非内源和内源化合物,如乙酸盐、丙酮酸盐、草酸盐或葡糖酸盐、 糖(如葡萄糖或果糖)、脲、酰胺、氨基酸(如谷氨酸盐、甘氨酸、半胱 氨酸或天冬氨酸盐)、核苷酸、维生素(如抗坏血酸)、青霉素衍生物和 氨^s黄酰。另外据称,代谢循环(如柠檬酸循环)中的中间体(如富马酸和 丙酮酸)为代谢活性的MR显影的优选显影剂。在人和非人动物体内代谢过程中起作用的超极化MR显影剂最为 有利,因为可用这些超极化显影剂在体内MR研究中得到组织代谢状 态的信息,即,它们有用于代谢活性的体内显影。例如,可能用组织 的代谢状态信息区别健康组织和患病组织。丙酮酸盐是在柠檬酸循环中起作用的化合物,超极化的C-丙酮 酸盐转化成超极化的代谢物可用于体内MR研究人体中的代谢过程。 例如,超极化的C-丙酮酸盐可作为MR显影剂用于体内肿瘤显影, 如WO-A-2006/011810和WO-A-2006/011809详述,也可用于通过MR 显影评估心肌组织的生存力,如WO-A-2006/054903详述。丙酮酸盐为人体耐受很好的内源性化合物,甚至在高浓度。作为 柠檬酸循环中的前体,丙酮酸盐在人体中起重要的代谢作用。丙酮酸 盐转化成不同的化合物其转氨基作用通过氧化脱羧产生丙氨酸,丙 酮酸盐转化成乙酰辅酶A和二氧化碳(进一步转化成碳酸氬盐),丙酮酸盐还原产生乳酸盐,并导致在草酰乙酸盐中羧化。另外,超极化的C-丙酮酸盐代谢转化成其代谢物超极化c-乳 酸盐、超极化C-碳酸氬盐(只在C广丙酮酸盐、d,2-丙酮酸盐或Q,2,r丙酮酸盐的情况下)和超极化C-丙氨酸可用于体内MR研究人 体内的代谢过程。d-丙酮酸盐在37。C人全血中具有约42s的T!松弛, 然而已发现,超极化的C-丙酮酸盐转化成超极化C-乳酸盐、超极 化C-碳酸氢盐和超极化C-丙氨酸快得足以允许从C-丙酮酸盐母 体化合物及其代谢物检测信号。丙氨酸、碳酸氢盐和乳酸盐的量取决 于研究下组织的代谢状态。超极化C-乳酸盐、超极化C-碳酸氢盐 和超极化C-丙氨酸的MR信号强度与这些化合物的量和在检测时间 剩余的极化度相关,因此,通过监测超极化130丙酮酸盐转化为超极 化C-乳酸盐、超极化130碳酸氢盐和超极化C-丙氨酸,可用无损 伤MR显影或MR谱研究人或非人动物体内的体内代谢过程。从不同丙酮酸盐代谢物产生的MR信号放大随组织类型变化。由 丙氨酸、乳酸盐、碳酸氢盐和丙酮酸盐形成的独特代谢峰图案可在检 查下用作组织代谢状态的指紋。必须强调,超极化显影剂的信号由于松驰和在对患者体给药稀释 而衰减。因此,显影剂在生物流体(例如,血液)中的T!值必须足够长 (高),以使所述剂能够在高度超极化状态分布到患者身体中的靶部位。 除具有高T,值的显影剂外,达到高极化度极为有利。如果超极化显影 剂具有高极化度,则由于松驰和稀释以相同速率发生衰减,然而通过具有更高起始度,在给定时间后超极化显影中保留的极化更高。显 影剂中的极化度越高,能够从显影剂检测的MR信号越强。得到超极化高L剂的数种方法公开于WO-A-99/35508,方法之一 是动态核极化(DNP)技术,其中样品的极化受极化剂或所谓的DNP剂 (包含不成对电子的化合物)影响。在DNP过程中提供通常为微波辐射 形式的能量,这种能量将初始激发DNP剂。在衰减到基态时,有从 DNP剂的不成对电子到样品NMR活性核的极化转移。通常,在DNP9过程中使用中或高磁场和极低温度,例如通过在液态氦和约IT或高于1T的磁场中进行DNP过程。或者,可利用中等磁场和达到足够极 化增强的任何温度。DNP技术例如描迷于WO-A-98/58272和 WO-A-01/96895,两者均通过引用包含在本文中。DNP剂在DNP过程中起决定性作用,因为它的选择对能够在要 极化的样品中达到的极化度有主要影响。已知多种DNP剂,在 WO-A-99/35508中称为OMRI造影剂。如WO-A画99/35508 、 WO-A-88/10419、 WO-A-90/00904、 WO-A-91/12024、 WO-A-93/02711 或WO-A-96/39367所述,使用基于氧、基于硫或基于碳的稳定三苯甲 基自由基在多种不同样品中产生高极化度。我们现在已意外地发现,将某些Gd-螯合物加入到一种组合物显 著增加丙酮酸的极化度,所述组合物包含作为DNP剂的三苯甲基自 由基和要由DNP方法极化的丙酮酸。这在一种临床情况尤其有利, 其中在患者的MR检查步骤中用超极化丙酮酸盐作为MR显影剂,超 极化丙酮酸盐由DNP获得的固体超极化丙酮酸溶于含碱的水性溶解 介质得到。如果丙酮酸的极化度可例如增加x倍,则理论上在MR检 查步骤中需要使用x分之一浓度的丙酮酸盐。因为能够避免由于高 MR显影剂浓度和剂量的可能的不需要的副作用,因此不仅从经济的 观点有利,而且从安全的观点也有利。因此,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式(1)的Gd-螯合物: *** (1) 其中 n为1至10; x为0至3; R相同或不同,并且表示氟、直链或支化C↓[1]-C↓[6]-烷基或包含5至10个碳原子的芳族或非芳族环状基团;并且 Q为 H、直链或支化C↓[1]-C↓[6]-烷基或包含5至10个碳原子的芳族或非芳族环状基团或 *** 其中n、x和R如上限定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NO 2006-8-30 200638731. 一种式(1)的Gd-螯合物其中n为1至10;x为0至3;R相同或不同,并且表示氟、直链或支化C1-C6-烷基或包含5至10个碳原子的芳族或非芳族环状基团;并且Q为H、直链或支化C1-C6-烷基或包含5至10个碳原子的芳族或非芳族环状基团或其中n、x和R如上限定。2.权利要求1的Gd-螯合物,其中Q为H或<formula>formula see original document page 2</formula>并且R相同或不同,并且为氟、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁 基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、曱基环己基、 千基、苯基或甲苯基。3. 权利要求l或2的Gd-螯合物,其中x为l,并且R在对位连 接,优选其中R在对位连接,并且为氟、曱基、异丙基、异丁基和叔 丁基。4. 权利要求1的Gd-螯合物,其中x为0,并且n为1至5,优 选1至3。5. —种组合物,所述组合物包含羧酸、三苯曱基自由基和权利要 求1至4的式(l)的Gd-螯合物。6. 权利要求5的组合物,所述组合物进一步包含螯合剂和/或Ca-螯合物。7. 权利要求5和6的组合物,所述组合物用于动态核极化。8. 权利要求5至7的组合物,其中所述羧酸为内源化合物或其前前体。9. 权利要求5至8的组合物,其中所述羧酸为马来酸、乙酸、富 马酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、草酰乙酸、乳酸、a-酮基戊二酸、 烟酸、丙氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、酪氨酸、肌氨酸、GABA 和高半胱氨酸。10. 权利要求5至9的组合物,其中所述羧酸经同位素增浓,优 选N和/或^C-增浓,更优选C-增浓。11. 权利要求5至10的组合物,其中所述三苯甲基自由基为基于 氧、基于硫或基于碳的稳定三苯甲基自由基。12. 权利要求5至11的组合物,其中所述三苯甲基自由基为式(2) 的自由基<formula>formula see original document page 4</formula>其中M表示氢或1当量的阳离子;并且Rl相同或不同,表示直链或支化C!-Q-烷基或基团-(CH2)n-X...

【专利技术属性】
技术研发人员:C格洛加德R瑟文M萨宁
申请(专利权)人:通用电气医疗集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:NO[挪威]

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