本发明专利技术涉及一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，包括：搅拌条件下，将DOTA‑NHS溶液滴加到PPI溶液中，搅拌反应，透析，冷冻干燥，得到PPI‑DOTA；将PPI‑DOTA、D‑(+)‑麦芽糖与甲硼烷‑吡啶溶于硼酸缓冲溶液中，搅拌反应，透析，冷冻干燥，得到PPI‑MAL DS‑DOTA；将PPI‑MAL DS‑DOTA溶于超纯水中，加入硝酸钆，搅拌反应，透析，冷冻干燥，即得。本发明专利技术的制备方法简单，反应条件温和可控，易于操作，得到的MR造影剂，不仅有高达10.2mM‑1s‑1的r1弛豫率，能够被U87MG细胞吞噬，表现出良好的MR造影效果，且具有主动脉、肾动脉的血池MR造影效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核磁共振成像(MR)造影剂的制备领域，特别涉及一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法。
技术介绍
癌症(cancer)，医学术语亦称恶性肿瘤，现在已直接或间接的影响许多人的生活，成为威胁人类健康的头号杀手。因此，早期的诊断和治疗成为治愈癌症的关键。在肿瘤的早期诊断方面，传统的影像技术只能了解肿瘤体积大小和解剖定位，而分子影像学技术可以获得更多的检测参数，如肿瘤生长动力学评估，恶变前的分子异常检测，肿瘤细胞标记物等，且活体分子成像可以实现在无损生物体微环境的状况下进行发病机制的研究，并帮助破译复杂的分子运动轨迹。目前应用于临床的分子影像学技术主要包括超声成像、SPECT成像、CT成像和核磁共振成像(MRI)等。作为分子影像学的重要组成部分，造影剂的适当选择可以大大地提高成像诊断的灵敏性、特异性。而作为理想的且能应用于临床癌症早期靶向诊断的纳米材料体系，在生物安全性得以保障的同时，更要兼顾制备方法简便、原材料价廉易得等主要因素。目前应用于临床的造影剂，如应用于CT成像的Omnipaque，用于MRI的六种钆基小分子造影剂都存在不可克服的缺陷，上述的分子影像剂均存在血液循环时间过短等不足之处。因此，临床医学界更加期望能开发出更适宜的造影剂，进而弥补临床上已存在的某些影像成像的不足之处。纳米技术的发展使越来越多的科研工作者开始研发不同的造影剂以满足临床的需求。前期工作中，Shi和其合作者首先通过共沉淀法制备得到四氧化三铁纳米颗粒，然后再在其表面层层静电自组装上聚谷氨酸和聚赖氨酸，最后将包裹有金纳米颗粒的第四代聚酰胺-胺树状大分子在EDC作用下修饰到氧化铁表面，实现了T2加权MR成像和CT成像双模态造影(J.Mater.Chem.,2012,22,15110-15120)；随后，Shi等人利用第四代聚酰胺-胺树状大分子为平台，将螯合试剂DOTA-NHS连接到树状大分子表面用于螯合钆离子用于MR成像，同时利用树状大分子特殊的空腔结构，包裹金纳米颗粒用于CT成像，实现了T1加权MR增强和CT增强的MR/CT双模态成像功能(Biomaterials,2013,34,1570-1580)。尽管该材料可以用于肿瘤的T1加权MR成像，但由于纳米金的存在，使其r1弛豫率降低约4倍多。即使没有纳米金的存在，其r1弛豫率也约在5mM-1s-1(Int.J.Nanomed.,2008,2,201-210)。因而发展新型的具有较高r1弛豫率的基于树状大分子的T1MR造影剂得到了人们越来越多的关注。研究开发高弛豫率的T1造影剂具有重要意义，一方面可降低造影剂的使用剂量，另一方面可推动MRI向分子成像和分子追踪的层次发展。T1造影剂加速质子弛豫的过程可以通过
“双层配位”模型来描述，该模型包含直接和Gd3+配位)的水分子(内层水，innersphere)，以及和配体分子有配位作用(second sphere)或者和造影剂分子没有配位作用但仍然能“感受”到加速弛豫作用的水分子(外层水，outer sphere)。由于内层水起关键作用，所以主流的方法是通过改变和内层水相关的影响弛豫度的因素来提高弛豫率，如降低分子的翻转时间和提高水交换速率(Chem.Rev.,,1999,99:2293-2352)。大分子的造影剂具有更加刚性的结构，旋转相关时间更长，所以造影剂表面修饰一些大分子基团可以很好地提高其弛豫率(Chem.-Eur.J.2014,20,10944-10952)。也有研究表明，造影剂中氢键的存在会影响相关基团的电荷取代，从而改变配位笼的特性导致与配位水的交换时间的延长，弛豫率提高(Contrast Media Mol.Imagin 2007,2(2),94-102)。Ciolkowski,M.等人利用糖类化合物对树状大分子进行修饰，证明了其可替代传统的PEG化降低材料细胞毒性(Colloids Surf.,B,2012,95,103-108)。研究表明糖类修饰的树状大分子成电中性，毒性小，并且其形成的空腔结构可以用来包裹小分子基团(Chem.-Eur.J.,2008,14(23),7030-7041)。大量研究者也对糖类和生物分子以及生物系统之间的相互作用进行了深入的研究，为糖类修饰的树状大分子后续的各类生物反应提供了有力的理论基础(Chembiochem,2004,5(10),1375-1383；Glycotechnol.2006,18(103),323-341；Chem.-Eur.J.2006,12(3),656-665)。检索国内外文献，尚没有发现关于麦芽糖修饰的聚丙烯亚胺树状大分子基钆螯合物MR造影剂的制备及其用于体内MR血池造影应用研究的相关报道。
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麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，该方法合成工艺简单，反应条件温和可控，易于操作；制备得到的MR造影剂具有良好是生物相容性和血液相容性，并且体外细胞实验显示器件能够被U87MG细胞吞噬，表现出良好的MR造影效果，体内小鼠实验也表明此树状大分子纳米器件具有主动脉、肾动脉的血池MR造影效果且最终造影剂会随代谢排出体外，不会在体内长时间蓄积。本专利技术的一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，包括：(1)在搅拌条件下，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸-N-羟基丁二酰亚胺DOTA-NHS溶液滴加到PPI溶液中，搅拌反应20～24小时，得到中间产物PPI-DOTA，透析，冷冻干燥，得到PPI-DOTA；(2)将步骤(1)中的PPI-DOTA、D-(+)-麦芽糖与甲硼烷-吡啶溶于硼酸缓冲溶液中，50℃条件下搅拌7天，透析，冷冻干燥，得到PPI-MAL DS-DOTA；(3)将步骤(2)中的PPI-MAL DS-DOTA溶于超纯水中，加入硝酸钆，搅拌反应20-30
小时，透析，冷冻干燥，得到麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂，即PPI-MAL DS-DOTA(Gd)。所述步骤(1)中DOTA-NHS溶液和PPI溶液的溶剂为DMSO；分别将PPI和DOTA-NHS溶解在10～12mL和2～3mL的二甲亚砜(DMSO)溶剂中。所述步骤(1)中参加反应的PPI与DOTA-NHS的摩尔比为1：20。所述步骤(1)中的PPI为聚丙烯亚胺树状大分子，实际分子量为7407。所述步骤(2)中麦芽糖与PPI的摩尔比为5:1-7:1。所述步骤(2)中甲硼烷-吡啶浓度为8M；硼酸缓冲溶液中硼酸钠的浓度为0.1M；透析的条件为：截留分子量为1000的透析袋透析三天。所述步骤(3)中硝酸钆与PPI-MAL DS-DOTA中DOTA的摩尔比为5:1-10:1。所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中透析的条件为：截留分子量为1000的透析袋透析三天。本专利技术基于第四代聚丙烯亚胺为平台，外围修饰麦芽糖分子以及核磁共振造影剂(DOTA-Gd)，三者有机结合而得到功能化的MR造影剂。本专利技术先将螯合试剂DOTA结合到第四代聚丙烯亚胺上，并修饰上麦芽糖，最后将钆成功地螯合到DOTA上，从而制备出可实现MR成像的造影剂，预期造影剂具有良好的细胞相容性和较高的r1弛豫率。本专利技术利用树状大分子表面存在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，包括：(1)在搅拌条件下，将1,4,7,10‑四氮杂环十二烷‑1,4,7,10‑四乙酸‑N‑羟基丁二酰亚胺DOTA‑NHS溶液滴加到PPI溶液中，搅拌反应20～24小时，透析，冷冻干燥，得到PPI‑DOTA；(2)将步骤(1)中的PPI‑DOTA、D‑(+)‑麦芽糖与甲硼烷‑吡啶溶于硼酸缓冲溶液中，50℃条件下搅拌7天，透析，冷冻干燥，得到PPI‑MAL DS‑DOTA；(3)将步骤(2)中的PPI‑MAL DS‑DOTA溶于超纯水中，加入硝酸钆，搅拌反应20‑30小时，透析，冷冻干燥，得到麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂，即PPI‑MAL DS‑DOTA(Gd)。
【技术特征摘要】
1.一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，包括：(1)在搅拌条件下，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸-N-羟基丁二酰亚胺DOTA-NHS溶液滴加到PPI溶液中，搅拌反应20～24小时，透析，冷冻干燥，得到PPI-DOTA；(2)将步骤(1)中的PPI-DOTA、D-(+)-麦芽糖与甲硼烷-吡啶溶于硼酸缓冲溶液中，50℃条件下搅拌7天，透析，冷冻干燥，得到PPI-MAL DS-DOTA；(3)将步骤(2)中的PPI-MAL DS-DOTA溶于超纯水中，加入硝酸钆，搅拌反应20-30小时，透析，冷冻干燥，得到麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂，即PPI-MAL DS-DOTA(Gd)。2.根据权利要求1所述的一种麦芽糖修饰的钆基螯合物MR造影剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中DOTA-NHS溶液和PPI溶液的溶剂为DMSO。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，熊智娟，朱静怡，夏进东，王玥，
申请(专利权)人：东华大学，上海市松江区中心医院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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