基于聚乙二醇化聚乙烯亞胺的不同表面修飾的spect/ct雙模態(tài)成像造影劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)SPECT/CT雙模態(tài)成像造影劑的制備領(lǐng)域，特別涉及基于聚乙二醇化聚乙烯亞胺的不同表面修飾的SPECT/CT雙模態(tài)成像造影劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)公開了核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已成為使得體內(nèi)的生理、生化過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控的新的成像技術(shù)，核醫(yī)學(xué)影像利用放射性核素標(biāo)記的顯像劑或放射性藥物引入生物體內(nèi)，從而使得體內(nèi)的生理、生化過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能。與傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)成像方法(B超、X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像、X射線攝片)相比，其具有突出的功能成像優(yōu)勢，尤其在臨床診治疾病技術(shù)中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控反映代謝及功能變化、臟器或組織的血流變化、特定受體密度及活性變化等。核醫(yī)學(xué)影像利用SPECT或PET顯像設(shè)備接收放射性核素顯像劑或藥物發(fā)出的射線，可以監(jiān)測造影劑參與生物體內(nèi)生理生化以及代謝方面的功能信息，并獲得定性、定量及定位的臨床疾病診治結(jié)果。但同時(shí)核醫(yī)學(xué)成像空間分辨率低，無法明確定位影像解剖學(xué)位置，因此需要形態(tài)學(xué)成像方法的輔助。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，PET/CT及SPECT/CT技術(shù)以及儀器的出現(xiàn)成功地解決了這一問題。通過SPECT/CT檢查，能同時(shí)獲得體內(nèi)CT的解剖診斷信息和SPECT的功能代謝信息的圖像融合與診斷效能倍增。因此，與單獨(dú)的CT或SPECT相比，SPECT/CT在疾病診斷以及預(yù)后評(píng)價(jià)等方面都更加具有臨床應(yīng)用意義。
[0003]盡管SPECT/CT雙模態(tài)影像儀器已經(jīng)廣泛用于疾病診斷，但是相應(yīng)的雙模態(tài)成像造影劑的研制應(yīng)用還沒有得到足夠的重視，使得CT成像僅僅用于提供SPECT信號(hào)的解剖學(xué)定位信息。雖然多種CT和SPECT成像造影劑的聯(lián)合應(yīng)用可以完成各自的造影成像，但是兩種造影劑探針的使用，不僅給臨床應(yīng)用造成了極大的不便，也會(huì)增加造影劑對(duì)患者的毒副作用，同時(shí)還存在造影劑之間難以協(xié)調(diào)，出現(xiàn)不同的體內(nèi)分布過程，影響雙模態(tài)成像效果。因此，一種能夠完成SPECT/CT雙模態(tài)成像造影診斷的多功能造影劑體系，將會(huì)極大地提高疾病診斷的靈敏度與準(zhǔn)確度，提供更加豐富的體內(nèi)生理生化信息，并減輕對(duì)患者造成的痛苦和毒副作用，拓寬其在臨床中的應(yīng)用。
[0004]聚乙烯亞胺(PEI)由于其合成工藝簡單，并可以在工業(yè)生產(chǎn)中大量得到，因此在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。雖然表面眾多的氨基官能團(tuán)，使得PEI具有生物毒性，但是其氨基可以用作納米材料合成的穩(wěn)定劑，修飾劑以及基因轉(zhuǎn)染載體，是制備高分子成像造影劑的優(yōu)良載體材料。另外通過簡單的聚乙二醇化或者乙?；揎椉纯梢燥@著提高其生物相容性和血液循環(huán)時(shí)間，滿足各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求。因?yàn)镻EI可以作為多功能載體材料，在表面修飾功能化基團(tuán)，并包裹無機(jī)納米顆粒，實(shí)現(xiàn)多功能的整合，形成多功能納米探針，滿足臨床應(yīng)用的要求。因此利用PEI為載體制備SPECT/CT雙模態(tài)造影劑將可以滿足臨床應(yīng)用的需求，同時(shí)根據(jù)PEI表面的可修飾性，進(jìn)行不同表面修飾實(shí)現(xiàn)不同的體內(nèi)組織器官成像。
[0005]檢索國內(nèi)外有關(guān)SPECT/CT雙模態(tài)造影劑方面的文獻(xiàn)和專利結(jié)果表明:目前，尚未見有基于聚乙二醇化PEI的包裹金納米顆粒螯合99mTc的SPECT/CT造影劑的制備與應(yīng)用的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，提供一種用聚乙二醇化PEI載體材料負(fù)載"mTc螯合物并包裹金納米顆粒作為SPECT/CT雙模態(tài)成像造影劑，以達(dá)到體內(nèi)不同組織器官的雙模態(tài)成像造影效果。
[0007]本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案是，利用聚乙二醇化PEI作為載體材料，通過共價(jià)鍵將99mTc螯合劑連接在其表面，并通過原位合成的方法在PEI包裹金納米顆粒，以達(dá)到較好的組織器官雙模態(tài)成像效果。
[0008]本發(fā)明的制備過程為常溫常壓、易于操作、具有良好的實(shí)用價(jià)值。
[0009]具體的，本發(fā)明的基于聚乙二醇化聚乙烯亞胺的不同表面修飾的SPECT/CT雙模態(tài)成像造影劑的制備方法，其包括步驟:
[0010](I)將99mTc螯合劑二乙三胺五乙酸(DTPA)和聚乙二醇修飾于聚乙烯亞胺(PEI)表面，制備 PE1-DPTA-mPEG ；
[0011](2)以上述功能化PEI為穩(wěn)定劑合成PEI包裹的金納米顆粒，并將其表面剩余氨基乙?；蛘吡u基化得到不同表面修飾的納米顆粒(Au-Ac PENPs和Au-Gly PENPs)；
[0012](3)標(biāo)記99mTc,制備得到螯合核素99mTc包裹金納米粒子的功能化PEI ("mTc-Au-AcPENPs 和 99mTc-Au-Gly PENPs)。
[0013]本發(fā)明所述步驟(I)中:將PEI (購于Sigma Aldrich公司)溶解在水中，并逐滴加入cDTPAA (購于Sigma Aldrich公司)的水溶液，在室溫下攪拌反應(yīng)6_8h得到PE1-DTPA，再加入EDC (購于Sigma Aldrich公司)活化后的mPEG_C00H(購于上海炎怡生物科技有限公司)，攪拌反應(yīng)24-52h，得到功能化PEI (PE1-DTPA-mPEG)溶液；
[0014]所述EDC活化的mPEG-COOH的水溶液的制備方法為:在mPEG_C00H的水溶液中加入EDC的水溶液，然后攪拌l_3h ;
[0015]所述mPEG-COOH的分子量為5000 ；
[0016]所述的PEI和cDTPAA的摩爾比為1:4-12 ；
[0017]所述的mPEG-COOH和EDC的摩爾比為1:10-16，活化時(shí)間為l_3h ；
[0018]所述的PE1-DTPA 和 mPEG-COOH 的摩爾比為 1:12-26 ；
[0019]本發(fā)明所述步驟(I)中反應(yīng)可以在純水中進(jìn)行外，還可以在PBS緩沖液，二甲基亞砜，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺等極性溶劑中反應(yīng)。
[0020]本發(fā)明所述步驟(2)中:在步驟(I)中得到的PE1-DTPA-mPEG溶液中加入氯金酸溶液攪拌10-20min，再加入硼氫化鈉溶液，攪拌反應(yīng)2_3h ;其中乙?；僮髦?，加入三乙胺攪拌10-20min，最后加入乙酸酐，攪拌反應(yīng)16_24h ;其中羥基化操作中，加入縮水甘油，攪拌反應(yīng)16-24h，將反應(yīng)液透析，最后將產(chǎn)物的水溶液冷凍干燥得到Au-Ac PENPs和Au-GlyPENPs ；
[0021]所述的PE1-DTPA-mPEG和氯金酸的摩爾比為1:160-240 ；
[0022]所述的PE1-DTPA-mPEG和硼氫化鈉的摩爾比為1:800-1300 ；
[0023]所述的PE1-DTPA-mPEG和三乙胺的質(zhì)量比為1:1_3 ;
[0024]所述的PE1-DTPA-mPEG和乙酸酐的質(zhì)量比為1:1-3;
[0025]所述的PE1-DTPA-mPEG和縮水甘油的質(zhì)量比為1: 1.5-4 ；
[0026]本發(fā)明所述步驟(2)中的透析工藝為:采用透析袋先在pH為7.4的PBS緩沖液中透析，再在蒸餾水中透析，透析袋為纖維素透析膜，截留分子量為8000-14000 ;反應(yīng)除了可以在純水中進(jìn)行外，還可以在PBS緩沖液，二甲基亞砜，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺等極性溶劑中反應(yīng)。
[0027]本發(fā)明所述步驟(3)中:將步驟(2)中制備的Au-Ac PENPs和Au-Gly PENPs分別溶解在磷酸鹽緩沖液中(PBS，pH = 7.2-7.4)，加入SnCl2,然后再加入無菌放射性高鍀酸鹽溶液并迅速混合，柱層析分離，即得螯合核素99mTc包裹金納米粒子的功能化PEI ("mTc-Au-Ac PENPs 和 99mTc-Au-Gly PENPs)；
[0028]所述的Au-Ac PENPs 和 SnCl2的質(zhì)量比為 1:0.2-0.6 ；
[0029]所述的Au-Ac PENPs和放射性高鍀酸鹽的比例為Img:2000-4000MBq ；
[0030]所述的Au-Gly PENPs 和 SnCl2的質(zhì)量比為 1:0.2-0.6 ；
[0031]所述的Au-Gly PENPs和放