利用近红外线辐射进行体内诊断的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于近红外辐射（ＮＩＲ辐射）的体内诊断方法。该方法使用了分别具有特定的光物理学和药物化学特性的水溶性染料及其生物分子加成物作为ＮＩＲ范围内的荧光法和透照法诊断的对照介质。本发明专利技术还涉及新染料以及包括该染料的药物。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于近红外辐射(NIR辐射)的体内诊断方法，该方法使用了分别具有特定的光物理学和药物化学特性的水溶性染料及其生物分子加成物作为NIR范围内的荧光法和透照法诊断的对照介质。本专利技术还涉及新染料以及包括该染料的药物。对疾病的诊断能力很大程度上依赖于从不易够着的深层组织中所获的有关结构及其变化的信息。除了扪诊，暴露或者穿刺这些组织外，也可以通过使用复杂的照相法诸如X-射线，磁共振X线断层术，或者超声诊断来获取这些信息。由于生物组织对650-1000nm的长波长光表现出了较高的穿透性，因此诊断者可以使用一种完全不同的组织影像学方法。在近红外范围内的光能穿透几厘米的组织的事实可用于透照成像。到目前为止，此项技术便于鼻窦和上颌窦炎症的诊断以及组织表层的体液或血液的聚积的检测(Beuthan J.，Muller G.；红外透照，医学技术，1(1992)13-17)。至今，人类对检测胸部肿瘤的种种努力的效果仍不理想(Navarro，G.A.；Profio，A.E.；胸部透视对照；医学生理，150(1988)181-187；Aspegren，K.，在筛查和临床实践中检测乳房癌的光扫描与乳房造影术，癌65(1990)1671-77)，但在未来却可能因为最近技术的进步而得到更好的结果(Klingenbeck J.；利用NIR光的激光乳房造影，Gynakol-Geburtsh-Randsch.33增刊.1(1993)299-300)；Benaron D.A.；技术进步带来的光学影像的再生，影像诊断(Diagnostic Imaging)(1994)69-76)。除了检测非吸收射线外，在近红外光处理后发出的荧光射线也可以提供组织的具体信息。这种所谓的自身荧光用于区别动脉粥样硬化组织和正常组织(Henry，P.D.等，激光诱发的人体动脉的自身荧光，循环研究(Circ.Res.)63(1988)1053-59)。应用近红外线的主要问题是其异常宽的光散射从而尽管具有不同的光物理学特征但也只能提供一个清晰轮廓的目标的相当模糊的影像。该问题随着离表面的距离越远而增加并且也可认为是透照法和荧光射线检测的主要限制因子。积聚在病变组织(尤其是肿瘤)中以及表现出特殊的吸收和激发行为的合适的荧光染料可有助于扩大健康组织和病变组织的区别。由于吸收散射光而引起的变化，或者由激发射线而诱发的荧光能用于检测并且提供实际组织的具体信息。使用染料在人体内诊断的实例是标记血以便测定分布区域，血流，或者代谢和排泄功能，以及观察眼睛的透明结构(眼科)的测光法。此种应用的优选染料是吲哚花青绿和荧光素(Googe J.M.等人，手术中荧光素的血管造影术(Intraoperative Fluorescein Angiography)，眼科学，100，(1993)，1167-70)。吲哚花青绿(心绿)用于测定肝功能，心脏输出和心搏量以及通过组织的血流和外周血流(医学会(I.Med)24(1993)10-27)；此外，它们也用作肿瘤检测的对比介质。吲哚花青绿结合于白蛋白达到100％并且在肝脏中动员。在含水环境中，荧光量子效率低。其LD50(0.84mmol/kg)则足够大；剧烈的过敏反应可能发生。吲哚花青绿在溶解时不稳定并且由于将发生沉淀，所以不能在含盐介质中使用。欲用于光促治疗(PDT)的光敏剂(包括血卟啉衍生物，原卟啉II，苯卟啉，四苯基卟啉，氯气，酞菁)已用于定位和观察肿瘤而到现在(Bonnett R.；用于肿瘤光促治疗的新光敏剂，SPIE Vol.2078(1994))。上述化合物的一种共同缺点是它们在波长650一1200nm的范围内吸收只是中等。PDT所需的光毒性对单纯的诊断目的来说是干扰，其它关于这些主题的描述是US-PS 4945239；WO 84/04665，WO 90/10219，DE-OS4136769，DE-PS 2910760。US-PS 4945239描述了大量的使用透照法检测乳房癌的设备并提到已知的荧光素，荧光胺，以及核黄素作为改进对照的吸收染料。这些染料有一共同缺点是它们的吸收是在400-600nm内的可见光范围内，而该光波对组织的光穿透能力很低。DE-OS 4136769描述一种用于检测那些富集了荧光物质的组织区域内的荧光的仪器。这些物质是细菌叶绿素及其衍生物，以及萘花青。这些结构在700-800nm的范围内表现出吸收并且吸收系数达到70000l·mol-1·cm-1。除了它们的荧光特征外，这里所述的化合物还可通过辐射而产生单线态氧，从而具有细胞毒效后(用于光促治疗的光敏剂)。该光敏活性对单纯的非活性的诊断剂来说是相当不希望有的。而且，细菌叶绿素化合物的合成是昂贵的并且在当天然产物作为原始材料时需要大量的工作；然而，该萘花青通常只表现出很低的光稳定性。已知的这些类型的化合物几乎不溶于水，并且合成均匀的亲水衍生物的代价高。WO 84/04665描述了一种体内荧光检测肿瘤的方法，该方法使用了如下光敏剂血卟啉及其衍生物(Hp和HpD)，尿卟啉和粪卟啉以及原卟啉和许多内消旋取代卟啉，以及诸如核黄素，荧光素，吖啶橙黄，硫酸黄连素和四环素的染料。该物质不能满足上述的光物理学和药物化学要求。Folli等人，癌研究(Cancer Research)54，2643-2649(1994)，描述了一种和花青染料相关的用于检测皮下植入的肿瘤的单克隆抗体。然而，深层病变的检测则需要许多改进的染料。鉴于预料的副作用，较高的染料剂量使得抗体用作载体不适当。花青染料和相关的聚甲炔染料也用作照像层。这些染料无需任何发光特性。已合成出具有发光(荧光)特性的花青染料用于荧光显微检测和流式细胞检测并和诸如包括碘乙酰的化合物的生物分子相偶合作为蛋白质的巯基的特殊标记试剂。(Waggoner，A.S.等人；用于巯基的花青染料标记试剂，血细胞计数(Cytometry)，10，(1989)，3-10)。用这处方法标记并分离蛋白。参考文献还有血细胞计数12(1990)723-30；分析通讯25(1992)415-28；生物共轭化学(Bioconjugate Chem.)4(1993)105-11。Waggoner，A.S.的DE-OS3912046描述了一种用花青和诸如部花青等类似染料以及包括至少一个磺酸根或者磺酸基的苯乙酰基标记生物分子的方法。该描述涉及在含水条件下的一步和两步标记方法，其共价反应发生在染料和蛋白质或者其它生物分子上的氨基，羟基，醛基或者巯基间。DE-OS3828360叙述了用荧光素和吲哚花青绿(眼科用)标记抗肿瘤抗体，特别是黑色素瘤和结肠癌的抗体的方法。吲哚花青绿和生物分子结合的键并非共价键(染料-抗体结合物，混合物)。就目前的技术水准来说，已知的使用NIR射线的体内诊断方法都有一些缺点从而限制了它们在医学诊断方面的广泛应用。直接用可见光或者NIR射线只能限于机体的表层，这是由于入射光的广泛散射所致。加入染料可以改进对比度和溶解性，然而却带来了一系列其它问题。该染料应该满足那些一般用于诊断的药品的要求。由于这些物质大多以较高剂量使用并且诊断时间也较长，所以它们应是低毒性的。此外，用于诊断的合适染料应该较好地溶于水并且至少在诊断期内具有足本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＮＩＲ射线的体内诊断方法，使用通式Ⅰ的化合物及其生理可接受的盐： Ｂ↓［１］－（Ｆ－Ｗ↓［ｎ］）↓［ｍ］（Ⅰ） 其中： ｌ代表从０到６的数字，ｎ代表从０到１０的数字，而ｍ则代表从１到１００的数字。 Ｂ是分子量达到３００００的生物检测单元，它可以结合于特定的细胞群或选择性结合于受体，或者聚积于组织或肿瘤，或者普遍地分布于血液中，或者作为非选择地结合的大分子； Ｆ代表一种在６５０到１２００ｎｍ范围内具有最大吸收的染料； Ｗ代表可改进水溶性的亲水基团，并且按照分子式Ⅰ的化合物在ｌ＝０时其正辛醇－水的分布系数不大于２．０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K里查，B里伊非克，W塞姆勒，U斯比克，CS黑勒格，
申请(专利权)人：柏林弗赖恩大学诊断研究学院有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]