本发明专利技术涉及一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂及其制备方法，以聚乙二醇化修饰的第五代聚酰胺-胺树状大分子作为高分子载体材料，通过共价接枝将二乙三胺五乙酸连接在树状大分子表面，通过原位合成的方法包裹金纳米颗粒，并将表面剩余氨基进行乙酰化或者羟基化，标记99mTc，即得。本发明专利技术具有良好的SPECT/CT成像效果，实现了小鼠的体内不同组织部位SPECT/CT成像，为多功能组织特异性造影剂的开发打下了良好的基础，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂及其制备方法
本专利技术属于造影剂领域，特别涉及一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂及其制备方法。
技术介绍
核医学影像利用放射性核素标记的化学物质作为显像剂或放射性药物引入生物体内，进而显示体内的生理、生化过程。通过核医学SPECT或PET显像设备接收放射性核素发出的射线，可以清晰地观察到造影剂参与生物体内各种生理生化甚至代谢方面的功能信息，获得定性、定量及定位的临床疾病诊治结果。核医学放射性核素显像的最突出的优点是其功能显像，由于其独特的功能成像特性，与形态学成像方法(X射线摄片、B超、CT、MRI)相比，可以反映脏器或组织的血流变化、受体密度及活性改变、代谢及功能变化，成为临床诊治疾病的最先进技术之一。然而核医学成像存在空间分辨率低，无法明确定位影像解剖学位置的缺点。随着技术的不断进步，PET/CT及SPECT/CT的出现成功地解决了这一问题。通过SPECT/CT检查，能同时获得体内SPECT的功能代谢信息和CT的解剖诊断信息的图像融合与诊断效能倍增(王荣福,李险峰,王强.SPECT/CT的最新应用进展[J].CT理论与应用研究,2012,21(3):577-582.)。因此，与单独的SPECT或CT相比，SPECT/CT在诊断疾病以及评价预后等方面都更加具有临床应用意义。虽然SPECT/CT双模态影像设备已经在临床上有了极大的推广，但是相应的SPECT/CT双模态成像造影剂的研制开发还没有得到足够的重视。虽然多种CT或SPECT成像造影剂可以完成各种相应的造影成像，但是两种造影剂的使用，不仅给临床操作造成了不便，也会增加造影剂对患者的毒副作用，同时还存在造影剂之间难以协调，体内分别存在差异的现象。因此，一种多功能的造影剂体系，能够完成SPECT/CT双模态成像造影诊断，将会极大地提高诊断的灵敏度与准确度，并减轻对患者造成的痛苦和潜在的毒副作用，在临床中将具有极大应用价值。聚酰胺胺(polyamidoamine,PAMAM)树状大分子是一类高度支化结构的大分子，通过支化单元结构逐步重复反应而成。PAMAM具有高度单分散性和高度支化的特性，并拥有可控和规则的结构。其不仅表面拥有众多的可修饰性氨基，而且内部具有独特的空腔结构。因为PAMAM可以作为多能载体材料，在表面修饰功能化基团，而以内部空腔包裹药物或者无机纳米颗粒，实现多功能的整合，形成多功能纳米探针，满足临床应用的要求。例如(WenS,LiK,CaiH,etal.Multifunctionaldendrimer-entrappedgoldnanoparticlesfordualmodeCT/MRimagingapplications[J].Biomaterials,2013,34(5):1570-1580.)利用修饰有钆离子螯合剂的第五代PAMAM树状大分子为模板原位还原制备了金纳米颗粒，并螯合钆离子制备得到的CT/MR双模态成像造影剂，得到了较好的体内外双模态成像效果。因此利用树状大分子为载体制备SPECT/CT双模态造影剂将可以满足临床应用的需求，同时根据树状大分子表面的可修饰性，进行不同表面修饰实现不同的体内组织器官成像也将成为可能。检索国内外有关SPECT/CT双模态造影剂方面的文献和专利结果表明：目前，还没有发现基于树状大分子的包裹金纳米粒子螯合99mTc的SPECT/CT造影剂的制备与应用方面的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂及其制备方法，该造影剂具有良好的SPECT/CT成像效果，为多功能造影剂的开发打下了良好的基础。本专利技术的一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂，以聚乙二醇化修饰的第五代聚酰胺-胺树状大分子作为高分子载体材料，通过共价接枝将二乙三胺五乙酸连接在树状大分子表面，通过原位合成的方法包裹金纳米颗粒，并将表面剩余氨基进行乙酰化或者羟基化，标记99mTc，即得。本专利技术的一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂的制备方法，包括：(1)将G5.NH2(购于Dendritech公司)溶解在水中，并加入二乙三胺五乙酸环酸酐cDTPAA(购于SigmaAldrich)的水溶液，在室温下搅拌反应8-12h得到G5-DTPA，再加入EDC(购于SigmaAldrich)活化后的mPEG-COOH(购于上海炎怡生物科技有限公司)，搅拌反应1-3d，得到功能化树状大分子G5-DTPA-mPEG溶液；(2)在G5-DTPA-mPEG溶液中加入氯金酸溶液搅拌20-40min，再加入硼氢化钠溶液，搅拌反应1-4h；(3)乙酰化：加入三乙胺搅拌20-40min，随后加入乙酸酐，搅拌反应12-24h；或者羟基化：加入缩水甘油，搅拌反应12-24h；将反应液透析，最后将产物的水溶液冷冻干燥得到Au-AcDENPs或Au-GlyDENPs；(4)将上述Au-AcDENPs或Au-GlyDENPs溶解在磷酸盐缓冲液中，加入SnCl2，然后再加入无菌放射性高鍀酸盐溶液并混合，柱层析分离，即得螯合核素99mTc包裹金纳米粒子的功能化树状大分子99mTc-Au-AcDENPs或99mTc-Au-GlyDENPs。所述步骤(1)中G5.NH2和cDTPAA的摩尔比为1:5-10；mPEG-COOH和EDC的摩尔比为1:8-15，活化时间为2-4小时；G5-DTPA和mPEG-COOH的摩尔比为1:15-25。所述步骤(1)中的mPEG-COOH的分子量为5000。所述步骤(1)-(4)中反应除了可以在纯水中进行外，还可以在PBS缓冲液，二甲基亚砜，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺等极性溶剂中反应。所述步骤(2)中G5-DTPA-mPEG和氯金酸的摩尔比为1:150-250；G5-DTPA-mPEG和硼氢化钠的摩尔比为1:750-1250。所述步骤(3)中G5-DTPA-mPEG和三乙胺的摩尔比为1:400-800；G5-DTPA-mPEG和乙酸酐的摩尔比为1:350-750；G5-DTPA-mPEG和缩水甘油的摩尔比为1:500-1000。所述步骤(3)中的透析的具体工艺为：采用透析袋先在pH为7.4的PBS缓冲液中透析，再在蒸馏水中透析，透析袋为纤维素透析膜，截留分子量为8000-14000。所述步骤(4)中的Au-AcDENPs和SnCl2的质量比为1:0.1-0.5；Au-AcDENPs和放射性高鍀酸盐的比例为1mg：1850-3700mBq；Au-GlyDENPs和SnCl2的质量比为1:0.1-0.5；Au-GlyDENPs和放射性高鍀酸盐的比例为1mg：1850-3700mBq。所述步骤(4)中的磷酸盐缓冲液的pH＝7.2-7.4。所述步骤(4)中柱层析分离的具体工艺为：采用PD-10脱盐色谱柱纯化目标产物，除去游离99mTc和未反应物质。本专利技术中将99mTc螯合剂cDTPAA接枝到末端为氨基的第五代聚酰胺-胺树状大分子表面，cDTPAA采用在快速搅拌下逐滴滴加的方式加入到树状大分子溶液中，以保证树状大分子接枝DTPA的均一性。本专利技术中使用5-20倍量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功能化的基于树状大分子的SPECT‑CT双模态成像造影剂，其特征在于：以聚乙二醇化修饰的第五代聚酰胺‑胺树状大分子作为高分子载体材料，通过共价接枝将二乙三胺五乙酸连接在树状大分子表面，通过原位合成的方法包裹金纳米颗粒，并将表面剩余氨基进行乙酰化或者羟基化，标记99mTc，即得。
【技术特征摘要】
1.一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂，其特征在于：以聚乙二醇化修饰的第五代聚酰胺-胺树状大分子作为高分子载体材料，通过共价接枝将二乙三胺五乙酸连接在树状大分子表面，通过原位合成的方法包裹金纳米颗粒，并将表面剩余氨基进行乙酰化或者羟基化，标记99mTc，即得；其中原位合成的方法为：采用硼氢化钠对氯金酸溶液进行还原。2.一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂的制备方法，包括：(1)将第五代聚酰胺-胺树状大分子G5.NH2溶解在水中，并加入二乙三胺五乙酸环酸酐cDTPAA的水溶液，在室温下搅拌反应8-12h得到G5-DTPA，再加入EDC活化后的mPEG-COOH，搅拌反应1-3d，得到功能化树状大分子G5-DTPA-mPEG溶液；(2)在G5-DTPA-mPEG溶液中加入氯金酸溶液搅拌20-40min，再加入硼氢化钠溶液，搅拌反应1-4h；(3)加入三乙胺搅拌20-40min，随后加入乙酸酐，搅拌反应12-24h或者加入缩水甘油，搅拌反应12-24h；将反应液透析，最后将产物的水溶液冷冻干燥得到Au-AcDENPs或Au-GlyDENPs；(4)将上述Au-AcDENPs或Au-GlyDENPs溶解在磷酸盐缓冲液中，加入SnCl2，然后再加入无菌放射性高鍀酸盐溶液并混合，柱层析分离，即得螯合核素99mTc包裹金纳米粒子的功能化树状大分子99mTc-Au-AcDENPs或99mTc-Au-GlyDENPs。3.根据权利要求2所述的一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中G5.NH2和cDTPAA的摩尔比为1:5-10；mPEG-COOH和EDC的摩尔比为1:8-15，活化时间为2-4小时；G5-DTPA和mPEG-COOH的摩尔比为1:15-25。4.根据权利要求2所述的一种功能化的基于树状大分子的SPECT-CT双模态成像造影剂的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，温诗辉，赵晋华，赵凌舟，
申请(专利权)人：东华大学，上海市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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