一種用于納米pet顯像劑的化合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于納米PET顯像劑的化合物及其制備 方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 正電子斷層顯像（positronemissiontomography,PET)是目前診斷腫瘤的技術(shù) 中常用的手段之一，主要是利用nC、13N、150或18F等放射性核素標(biāo)記的生物活性物質(zhì)（如：葡 萄糖、氨基酸、脂肪、抗體等）作為顯像劑，通過(guò)顯像劑在代謝中聚集與分布的呈像，來(lái)獲知 生命代謝活動(dòng)的情況，從而達(dá)到診斷的目的。正電子斷層顯像不僅可快速獲得多層面的斷 層影像、實(shí)現(xiàn)三維全身掃描、獲得三維定量結(jié)果，還可以從分子水平動(dòng)態(tài)觀察到代謝物或藥 物在生物體內(nèi)的生理變化，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)，可以在早期準(zhǔn)確地診斷腫瘤、 指導(dǎo)治療和監(jiān)測(cè)療效。
[0003] 在PET顯像劑中，由于納米材料通常具有大的表面積和表面積體積比，可以作為 載體來(lái)裝載大量的化學(xué)顯像劑以有效地提高生物組織局部的顯像劑濃度，并且納米材料具 有較長(zhǎng)的循環(huán)半衰期，可保證足夠長(zhǎng)的成像時(shí)間用以研究疾病的病理過(guò)程、評(píng)價(jià)藥物的代 謝途徑等，因此，出現(xiàn)了納米材料與PET顯像的融合技術(shù)。但是，單純的采用納米顆粒作為 基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行包被和表面修飾連接PET顯像核素，在體外完成顯像劑的制備，然后注入活 體內(nèi)用于體內(nèi)顯像，不僅在制備納米PET顯像劑上具有較高的技術(shù)難度，需要在嚴(yán)格的反 應(yīng)條件下，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的合成制得，而且這些納米PET顯像劑在用于體內(nèi)顯像時(shí)，還會(huì)由于其 較大的粒子尺寸以及對(duì)血管或細(xì)胞的低滲透性，造成的攝取率低以及靶向性低、成像靈敏 度低的問(wèn)題，無(wú)法得到理想的成像效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中的納米PET顯像劑制備困難、在 生物體內(nèi)攝取率低、靶向性低的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種制備簡(jiǎn)單、攝取率高、具有較高的腫瘤 細(xì)胞靶向性的用于納米PET顯像劑的化合物。
[0005] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中的納米PET顯像劑成像效果不 理想的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種成像效果良好的納米PET顯像劑。
[0006] 本發(fā)明的用于納米PET顯像劑的化合物A，具有結(jié)構(gòu)式（I)所示的結(jié)構(gòu)（即 1SF-FB-CBT-KCRRVR)。所述化合物A為納米PET顯像劑中的功能性成分。
[0007]
[0008] 所述化合物A是弗林蛋白酶控制性自組裝納米PET顯像劑。弗林蛋白酶（furin), 是真核生物細(xì)胞中一種重要的內(nèi)切蛋白酶，在癌細(xì)胞中高度表達(dá)，是癌細(xì)胞一些特有的酶 的前酶，可以識(shí)別剪切多種蛋白質(zhì)，如生長(zhǎng)因子、血清蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶、受體、病毒囊 膜蛋白和細(xì)菌外毒素等。
[0009] 所述化合物A的CBT-KCRRVR(2-氰基-6-氨基苯并噻唑-賴氨酸-半胱氨酸-精 氨酸-精氨酸_纈氨酸-精氨酸肽）部分中，精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽段為可 被腫瘤高表達(dá)的弗林酶特異性識(shí)別剪切的部分；半胱氨酸（Cysteine)和2-氰基-6-氨基 苯并噻唑（CBT)為縮合形成納米粒子的功能性部分；賴氨酸為CBT和Cysteine連接的連 接基團(tuán)，其a-氨基和羧基分別與Cysteine的羧基和CBT的氨基連接，且可利于F-18的標(biāo) 記，其e-氨基上可連接對(duì)氟苯甲酸（isue0F-FBA)，進(jìn)而生成所述化合物A或所述化合物B。
[0010] 所述化合物A的CBT-KCRRVR肽段，被高表達(dá)弗林酶的腫瘤細(xì)胞識(shí)別攝取進(jìn)入腫瘤 細(xì)胞后，其精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸部分被弗林酶剪切，叔丁基雙硫鍵保護(hù)的巰 基端被細(xì)胞內(nèi)的glutathione(GSH)還原），產(chǎn)生自由的Cysteine片斷,從而和另一分子的 CBT發(fā)生分子間縮合反應(yīng)并自組裝成納米粒子。所述化合物A形成納米粒子的過(guò)程如下所 示：
[0011]
[0012] 本發(fā)明的用于納米PET顯像劑的化合物B，具有結(jié)構(gòu)式（II)所示的結(jié)構(gòu)（即 FB-CBT-KCRRVR)。所述的化合物B可應(yīng)用于制備納米PET顯像劑的納米促發(fā)劑。
[0013]
化合物A，即可。
[0016] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)原料的溶解等性質(zhì)選取溶劑，優(yōu)選的，所述溶劑為水、甲 醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或多種。
[0017] 進(jìn)一步的，還包括采用緩沖液調(diào)節(jié)所述反應(yīng)液的pH值為4-10的步驟。
[0018] 當(dāng)然，所述緩沖液只要可以實(shí)現(xiàn)將反應(yīng)液的pH值調(diào)節(jié)至所需范圍內(nèi)即可，優(yōu)選 的，所述緩沖液為磷酸鹽緩沖液、碳酸鹽緩沖液、醋酸鹽緩沖液、鄰苯二甲酸鹽緩沖液、枸櫞 酸鹽緩沖液、氨一氯化銨緩沖液中的一種或多種。
[0019] 優(yōu)選的，所述N-琥珀酰亞胺-4-[lsF]氟苯甲酸酯（18F-SFB)的放射性活度為 0.ImCi-ICi。
[0020] 在所述反應(yīng)液中，所述2-氰基-6-氨基苯并噻唑-賴氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精 氨酸-纈氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)的濃度為0. 001-5mmol/L。
[0021] 所述化合物B的制備方法，包括以下步驟：將2-氰基-6-氨基苯并噻唑-賴 氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)與N-琥珀酰亞 胺-4-[19F]氟苯甲酸酯（SFB)用溶劑溶解，形成混合液，在10-KKTC下反應(yīng)至得到化合物 B,即可。
[0022] 進(jìn)一步的，在所述混合液中，所述2-氰基-6-氨基苯并噻唑-賴氨酸-半胱氨 酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)的濃度為0. 05-5mmol/L;所述N-琥 珀酰亞胺-4-[19F]氟苯甲酸酯（SFB)的濃度為l-100mm〇l/L。
[0023] 所述化合物A與化合物B的制備過(guò)程如下所示：
[0025] 本發(fā)明的納米PET顯像劑的制備方法，包括以下步驟：將所述的化合物A與生理鹽 水或葡萄糖溶液混合，即得。
[0026] 進(jìn)一步的，將所述的化合物A、所述的所述化合物B溶解于生理鹽水或葡萄糖溶液 中，即得。
[0027] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] (1)本發(fā)明的所述化合物A為小分子，在弗林蛋白酶的作用下，發(fā)生縮合反應(yīng)形成 聚合大分子。小分子親水性較好，對(duì)血管、細(xì)胞滲透性較好，攝取率較高，且在弗林蛋白酶的 作用下，可主動(dòng)靶向成像區(qū)域，在腫瘤區(qū)域自組裝成納米粒子，使18F在該處聚集，提高了生 物組織局部的濃度，具有較高的腫瘤靶向性，成像靈敏度高、成像效果好，避免了直接采用 大分子造成的攝取率低、靶向性差的問(wèn)題。
[0029] (2)本發(fā)明的所述化合物A，采用18F-FB作為作為顯像的標(biāo)記部分，18F-SFB具有 標(biāo)記條件溫和、收率穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，更為重要的是，18F-FB與賴氨酸的e-氨基的連接在生物 體內(nèi)較為穩(wěn)定，自組裝的過(guò)程中也能保持穩(wěn)固的連接，進(jìn)而可保證所述化合物A在主動(dòng)靶 向成像區(qū)域時(shí)，18F的位置可客觀的顯示出腫瘤的位置，保證成像結(jié)果的客觀。另外，采用 18F-FB顯像的標(biāo)記部分，可通過(guò)CBT-KCRRVR與18F-SFB的?；磻?yīng)較易制備得到。
[0030] (3)本發(fā)明所述的納米PET顯像劑還包括不含標(biāo)記元素氟-18的所述化合物B， 1SF-FB-CBT-KCRRVR作為PET顯像劑可被弗林蛋白酶高表達(dá)的腫瘤攝取，F(xiàn)B-CBT-KCRRVR也 可被攝取，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)被剪切并自組裝縮合形成納米粒子，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，化合物B的加入 可提高顯像劑的化學(xué)量，作為納米促發(fā)劑，大大提高了成像靈敏度且延長(zhǎng)了成像時(shí)間，增強(qiáng) 了 1SF-FB-CBT-KCRRVR的顯像效果。
[0031] (4)本發(fā)明所述的用于納米PET顯像劑的化合物A及所述化合物B制備方法，采 用2-氰基-6-氨基苯并噻唑-賴氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-纈氨酸-精氨酸肽 與N-琥珀酰亞胺-4-[18F]氟苯甲酸酯或N-琥珀酰亞胺-4-[19F]氟苯甲酸酯進(jìn)行?；磻?yīng) 制得，克服了現(xiàn)有技術(shù)的納米PET顯像劑制備困難的缺陷，操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，易于 制備。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0033] 圖1為實(shí)施例1中合成的FB-CBT-KCRRVR的核磁共振氫譜圖；
[0034] 圖2為實(shí)施例1中合成的FB-CBT-KCRRVR的320nm紫外吸收的HPLC圖；
[0035] 圖3為實(shí)施例5中1SF-FB-CBT-KCRRVR合成的放射性HPLC圖譜；
[0036] 圖4為實(shí)施例14中化合物FB-CBT-KCRRVR體外縮合形成納米粒子的透