天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于造影剂技术领域，具体涉及一种天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺 磁性金属配合物及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 磁共振成像（(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技术能够在各个角度对生物体 进行成像，具有非常高的时间分辨率与空间分辨率，能够呈现完整清晰的解剖图像，在临床 诊断中得到了广泛的应用。磁共振成像造影剂是用来缩短成像时间、增强造影、提高成像对 比度和清晰度的化合物，大约50%的磁共振成像需要使用磁共振成像造影剂。目前，已用于 临床的磁共振成像造影剂有马根维显Magnevist (Gd-DTPA)、多它灵Dotarem(Gd-DOTA)，钆 双铵011111丨8〇311(6(1-0了?4-8嫩)、普络显思？仰他1^6(6(1-即0034)等。但是这些磁共振造影剂 都是小分子造影剂，存在在体内存留时间短，弛豫效率较低，用药量较大，药物注射频率较 高，不具有组织或者器官选择性或靶向性的缺点。
[0003] 为解决这一技术问题，磁共振造影剂的研究主要集中在提高弛豫效率，增加组织 定向性，提高体内稳定性与安全性等方面。经研究发现，将小分子造影剂连接到大分子上能 够有效地提高造影剂的性能。现有技术中，国外研究的肝脏类大分子造影剂大多是通过将 小分子造影剂Gd-DOTA引入高分子主链或共价偶联到天然高分子、人工合成大分子载体上 形成的，如白蛋白-Gd-DOTA等。然而，这些肝脏类大分子造影剂具有生物降解性低，肝脏靶 向性较低以及药物用量较高等缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是解决现有技术中肝脏类大分子造影剂生物降解性低，肝脏靶向性 较低以及用量高的技术问题，进一步提高造影剂的弛豫效率、成像对比度、清晰度和灵敏 性，提供一种天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下。
[0006] 天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物，结构式如下：
[0007]
[0008] 式中，a、b、c、d和η均为自然数，且满足以下关系
[0009] Nm+是顺磁性金属元素的+2或+3价离子。
[0010] 优选的是，所述的 Nm+为 Gd2+、Mn2+、Dy2+、Nd2+、Fe 2+、Ru2+、Gd3+、Mn3+、Dy3+、Nd 3+、Fe3+S 者 Ru3+。
[0011] 天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物的制备方法，该方法包括以 下步骤：
[0012] (1)将L-天门冬氨酸与L-丙氨酸按摩尔比10:1~1:9混匀，得到的混合物与与 浓磷酸溶液搅拌均勾后，24mmHg~200mmHg压力下反应lh~8h，反应温度控制在50°C~ 220°C，去离子水沉淀，过滤，洗涤，减压干燥，得到天门冬氨酸-丙氨酸共聚物；
[0013] 所述浓磷酸溶液中的磷酸与混合物的质量比为0. 1~1. 5:1 ;
[0014] (2)在室温下将步骤（1)中所合成的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物溶于N，N_二甲基 甲酰胺溶液中，搅拌下逐滴加入乙二胺，室温搅拌lh~5h，乙醚沉淀，过滤，透析，冻干，得 到胺基化的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物；
[0015] 所述天门冬氨酸-丙氨酸共聚物与乙二胺的质量比为1:2.8 ;
[0016] (3)在室温下将步骤（2)中所合成的胺基化的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物溶解于 去离子水中，调节pH在7. 0~9. 0,得到的溶液滴加到D0TA单N-羟基硫代琥珀酰亚胺活性 酯（Suflo-DOTA)溶液中，于室温下搅拌24-48h，透析，浓缩，冻干，得到天门冬氨酸-丙氨酸 共聚物修饰的1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四乙酸大分子配体；
[0017] 所述胺基化的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物与Suflo-DOTA溶液的质量比为1:1 ;
[0018] (4)在室温条件下将步骤（3)中合成的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的 1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四乙酸大分子配体与含有顺磁性金属离子的水溶 液反应，调节pH值为4. 0~6. 5,于室温下搅拌5h~36h，透析，浓缩，冻干，得到天门冬氨 酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物；
[0019] 所述天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四 乙酸大分子配体中D0TA的物质的量与顺磁性金属离子的物质的量比为1:1. 1。
[0020] 优选的是，所述步骤（3)和步骤（4)中，采用氢氧化钾溶液调节的pH值。
[0021] 上述天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物能够作为磁共振成像 造影剂应用。
[0022] 本发明还提供一种含有上述天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合 物的磁共振成像造影剂，该磁共振成像造影剂还含有缓血胺和溶剂，pH值为6. 5~8. 0,天 门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物的浓度为〇. 001摩尔/升~〇. 5摩尔/ 升；
[0023] 所述溶剂为氯化钠注射液、葡聚糖注射液、氯化钠-葡聚糖注射液或注射用蒸馏 水。
[0024] 优选的是，所述磁共振成像造影剂为注射剂或粉针剂。
[0025] 优选的是，所述注射剂的用量为哺乳动物体每kg体重0.0 Olmmol~5. Ommol ;更 优选的是 〇. 05mmol ~0. 5mmol 〇
[0026] 上述磁共振成像造影剂的制备方法是将天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁 性金属配合物溶于氯化钠注射液、葡聚糖注射液、氯化钠-葡聚糖注射液或注射用蒸馏水 中，用缓血胺调节pH至6. 5~8. 0,制成浓度为0. 001摩尔/升~0. 5摩尔/升的磁共振成 像造影剂。
[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0028] 1、本发明提供的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物以天门冬 氨酸-丙氨酸共聚物为载体，其中，天门冬氨酸保证了顺磁性金属配合物具有优异的生物 相容性、水溶性，在生物体内易于降解且存在特异性分布，丙氨酸保证了顺磁性金属配合物 具有亲脂性能；载体侧链上连接环状的1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四乙酸配体 的顺磁性金属配合物，保证本发明的顺磁性金属配合物具有多胺多羧配合物的特点；
[0029] 2、本发明提供的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物的制备方 法易于操作，产率高，适合工业化生产；
[0030] 3、本发明的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物作为磁共振成 像造影剂应用：
[0031] a、具有良好的水溶性，易于配制成所需浓度溶液静脉注射；
[0032] b、具有良好的水溶液稳定性好，适合于热压法灭菌消毒；
[0033] c、弛豫效率高，能够达到9. 3~13. 6mmol 1 · L · s \是多它灵的2倍左右；
[0034] d、用量少，多它灵的临床剂量为0. 1~lmmol/kg体重，本发明的用量的下限可以 达到 0. 001mmol/kg 体重；
[0035] e、毒性低，最高用量可以达到5mmol/kg体重；
[0036] f、对人或其它哺乳动物的肝脏具有靶向性和选择性，成像效果好，当静脉注射略 低于临床剂量的此类造影剂后，能明显提高肝脏部位的成像对比度、清晰度和灵敏性；
[0037] g、可长期富集于组织或器官内，相对长时间保持稳定的浓度，靶向造影成像时间 很长，使肝脏获得长期稳定的成像窗口，多它灵在体内最多只能维持30分钟；
[0038] 对提高肝脏器官的疾病的早期诊断水平具有良好效果。
【附图说明】
[0039] 图1为注射实施例16制备的磁共振成像造影剂后大鼠肝脏信号随时间变化的增 强效果图；
[0040] 图2中，A、B、C、D依次为注射实施例16制备的磁共振成像造影剂前和注射30min、 50min、70min后大鼠肝脏?\加权像图。
【具体实施方式】
[0041] 本发明的发明思想为：本发明从解决现有技术中肝脏类大分子造影剂具有生物降 解性低、肝脏靶向性较低以及药物用量较高等缺点的技术问题出发，制备了一种以氨基酸 共聚物为载体的顺磁性大分子生物相容性磁共振成像造影剂。氨基酸共聚物具有生物相容 性好、在体内低毒稳定、可生物降解、容易被机体吸收和代谢的优点。同时，在体内酸性环 境及酶的作用下化学键断裂释放药物，可以降低药物的毒性，具有两亲性，可提高药物溶解 性能，并实现靶向性。因此，将聚氨基酸作为载体，与小分子的磁共振成像造影剂结合形成 生物相容性的大分子造影剂，可以达到对肝脏器官的靶向成像同时降低其在体内的停留时 间，达到用药安全的目的。
[0042] 本发明的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物，该配合物的 载体为天门冬氨酸-丙氨酸共聚物，载体侧链上连接环状的1，4, 7, 10-四氮杂环十二 烷-1，4, 7, 10-四乙酸配体的顺磁性金属配合物；
[0043] 结构式如下：
[0045] 其中，天门冬氨酸-丙氨酸共聚物是由L-天门冬氨酸和L-丙氨酸无规共聚 得到的，分子量为5000~400000 ;环状的1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷_1，4, 7, 10-四 乙酸配体的顺磁性金属配合物是由1，4, 7, 10-四氮杂环十二烧-1，4, 7, 10-四乙酸配 体（D0TA)与顺磁性金属离子按摩尔比1:1配位获得的；a、b、c、d和η均为自然数；
Nm+是顺磁性金属元素的+2或+3价离子，优 选 Gd2+、Mn2+、Dy2+、Nd2+、Fe 2+、Ru2+、Gd3+、Mn3+、Dy3+、Nd 3+、Fe3+或者 Ru 3+。
[0046] 上述天门冬氨酸-丙氨酸共聚物修饰的顺磁性金属配合物的制备方法，该方法包 括以下步骤：
[0047] (1)将L-天门冬氨酸与L-丙氨酸按摩尔比10:1~1:9混匀，混匀后的混合物加 入质量分数为85%的磷酸溶液中搅拌均匀，磷酸溶液中的磷酸与混合物的质量比为0. 1~ 1. 5: 1，24mmHg~200mmHg压力下反应lh~8h，反应温度控制在50°C~220°C，优选反应时 间为5h，反应温度为165°C，反应完成后，去离子水沉淀，过滤，洗涤，减压干燥，得到结构式 如下的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物：
[0049] 式中，m和η为自然数；
[0050] (2)在室温下将步骤（1)中所合成的天门冬氨酸-丙氨酸共聚物溶于Ν，Ν_二甲基 甲酰胺溶液中，搅拌下逐滴加入乙二胺，乙二胺与天门冬氨酸-丙氨酸共聚物的质量比为 2. 8:1，滴加完成后