一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，该造影剂的结构如式I所示，其中，n为10～100之间的整数。该高分子MRI造影剂结构简单、生物相容性好，无毒副作用，容易实现临床转化，其弛豫率为7.32mM-1·s-1，明显高于小分子造影剂的弛豫率，具有更好的MRI的造影效果。本发明还公开了所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂的制备方法，以人体所需的氨基酸赖氨酸为构造高分子剂的单元，通过它的酯化衍生物与二乙烯三胺五乙酸二酐缩聚后，经水解和螯合钆后制备得到。制备方法简单，易于控制，适于工业化大规模生产。

权利要求

1.一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，其特征在于，该造影剂的结构如式I所示：其中，n为10～100之间的整数；

所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将赖氨酸甲酯与二乙烯三胺五乙酸二酐进行缩聚，得到甲酯化高分子配体；

(2)将步骤(1)得到的甲酯化高分子配体进行水解，得到高分子造影剂配体；

3+

(3)将高分子造影剂配体与Gd 进行螯合，得到所述的高分子造影剂。

2.根据权利要求1所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，其特征在于，所述的制备方法中，步骤(1)中缩聚的条件为：将赖氨酸甲酯与二乙烯三胺五乙酸二酐按摩尔比0.9～

1.1：1溶于DMF或者DMSO中，在45～55℃下，反应22～26h。

3.根据权利要求1所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，其特征在于，所述的制备方法中，步骤(2)中水解的溶剂为碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液或氢氧化钠水溶液，水解的时间为1～3h。

4.根据权利要求1所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，其特征在于，所述的制备方

3+

法中，步骤(3)中所述的Gd 来源于三乙酸钆、氯化钆或其中一种的水合物。

说明书

一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及磁共振成像造影剂，尤其涉及一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，核磁共振成像作为一种重要的医学成像技术，目前已经广泛应用于人体的各组织器官的造影诊断中。核磁共振成像具有无放射性损伤和空间分辨率高的特点，已经成为医生普遍采用的诊断手段。

[0003] 为了保证成像的灵敏度和清晰度，往往使用造影剂的增强成像。造影剂能缩短质子的弛豫时间，增强正常组织与病变组织的磁共振信号对比度，使得它对检测组织坏死、局部缺血和各种恶性病变及肿瘤等具有很高的灵敏度。目前临床上使用的造影剂大多是小分子钆螯合物，但由于这类小分子配合物的血液循环时间和在组织中的驻留时间较短，导致成像窗口时间过短，信噪比偏低，弛豫效率不够高，影响了其成像质量和在临床上的应用，另外，小分子配合物的渗透压较高，使得它们具有一定的毒副作用。

[0004] 将小分子钆螯合物接在大分子骨架上，能增加其体内循环时间和驰豫率，并可通过超通透和滞留(EPR)效应主动或被动地靶向癌组织，能够提高造影剂的造影效果。

[0005] 公告号为CN1743353A的中国专利申请公开了一种端醛基聚氧乙烯-二乙烯三胺五乙酸嵌段聚合物及其合成方法，制备出一种磁共振成像用的高分子造影剂，其制备工艺是，先将二异氰酸酯与端羟基的聚氧乙烯-二乙烯三胺五乙酸嵌段聚合物反应，制得端异氰酸酯基聚氧乙烯-二乙烯三胺五乙酸嵌段聚合物，再将制得的聚合物与羟基醛化合物反应，制得端醛基聚氧乙烯-二乙烯三胺五乙酸嵌段聚合物粗制品，最后提纯制得端醛基聚氧乙烯-二乙烯三胺五乙酸嵌段聚合物。

[0006] 公告号为CN1943791的中国专利申请公开了一种肝靶向性高分子磁共振成像造影剂的合成方法，其以α,β-聚[(2-胺乙基)-L-天冬酰胺]为主链，以半乳糖为靶向基3+
团，二乙烯三胺五乙酸/L-酪氨酸甲酯衍生物为Gd 配体，合成了一种具有肝靶向性的、生物可降解的高分子磁共振成像造影剂。

[0007] 但上述公开的造影剂结构复杂，制备困难，而且使用了生物相容性较差的材料，难以实现临床应用，因此有待开发新型无毒、制备简单、易于临床应用的高分子造影剂。

发明内容

[0008] 针对现有高分子造影剂的结构复杂、制备困难、生物相容性差的问题，本发明提供一种基于赖氨酸的生物相容性好、无毒副作用的高分子MRI造影剂。

[0009] 一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂，该造影剂的结构如式I所示：

[0010]

[0011] 其中，n为10～100之间的整数。

[0012] 本发明还提供了所述的基于赖氨酸的高分子MRI造影剂的制备方法，以人体所需的氨基酸中的赖氨酸为构造高分子剂的单元，通过他的酯化衍生物与二乙烯三胺五乙酸二酐缩聚后，经水解和螯合钆后制备得到。

[0013] 一种基于赖氨酸的高分子MRI造影剂的制备方法，包括如下步骤：

[0014] （1）将赖氨酸甲酯（式Ⅱ）与二乙烯三胺五乙酸二酐（式Ⅲ）进行缩聚，得到甲酯化高分子配体(式Ⅳ)；

[0015]

[0016]

[0017] （2）将步骤（1）得到的甲酯化高分子配体进行水解，得到高分子造影剂配体（式V）；

[0018]

[0019] （3）将高分子造影剂配体与Gd3+进行螯合，得到所述的高分子造影剂。

[0020] 根据目标高分子MRI造影剂的结构确定反应原料的用量，作为优选，步骤（1）中缩聚的条件为：将赖氨酸甲酯与二乙烯三胺五乙酸二酐按摩尔比0.9～1.1：1溶于DMF或者DMSO中，在45～55℃下，反应22～26h。进一步优选，赖氨酸甲酯与二乙烯三胺五乙酸二酐为等摩尔反应，且为了促进缩聚反应的正向进行，在反应过程中还加入缚酸剂，如三乙胺等。

[0021] 经步骤（1）得到的甲酯化高分子配体中还含有赖氨酸甲酯引入的酯基，需在碱性条件下经水解除去，作为优选，步骤（2）中水解的溶剂为碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液或氢氧化钠水溶液，水解的时间为1～3h。

[0022] 水解得到的高分子造影剂配体进一步与Gd3+螯合，形成含Gd的高分子造影剂，它具有弛豫率高、血液循环时间长和能靶向肿瘤等优势，有望用于血池和肿瘤成像，提高MRI3+ 3+
诊断它们的灵敏度。Gd 的来源广泛，作为优选，步骤（3）中所述的Gd 来源于三乙酸钆、氯化钆或其中一种的水合物。

[0023] 与现有技术相比，本发明高分子MRI造影剂结构简单、生物相容性好，无毒副作-1 -1用，容易实现临床转化。实验发现这种造影剂的弛豫率为7.32mM ·s ，明显高于小分子造影剂的弛豫率，因此它具有更好的MRI的造影效果。本发明制备方法简单，易于控制，适于工业化大规模生产。

附图说明

[0024] 图1为本发明高分子MRI造影剂的合成路线图；

[0025] 图2为实施例1中高分子造影剂配体的1H-NMR图；

[0026] 图3为测试例中DTPA-Gd与本发明高分子MRI造影剂的弛豫率对比图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明并不限于此。在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0028] 实施例1

[0029] 本发明高分子造影剂的合成路线如图1所示，制备方法括如下步骤（1）～（3）：

[0030] （1）赖氨酸甲酯与二乙烯三胺五乙酸二酐缩聚

[0031] 结构式如式Ⅱ所示的赖氨酸甲酯的盐酸盐（0.13g，0.5597mmol）和式Ⅲ所示的二乙烯三胺五乙酸二酐（0.2g，0.5597mmol）以及三乙胺（4.63ml,3.36mmol）溶入5ml DMSO中，在50℃油浴中反应24h，反应液在截留分子量为3500的透析袋中透析48h，除去未反应的单体或者分子量较小的聚合物，然后冻干得到固体产物，结构如式Ⅳ，产率为26.6%。

[0032] （2）水解脱除甲酯制高分子造影剂配体

[0033] 取少量甲酯化高分子配体骨架溶于NaHCO3水溶液中，搅拌反应1h后，反应液在截留分子量为3500的透析袋中透析24h，除去水解生成的小分子和NaHCO3分子，冻干得到高1
分子造影剂配体，结构如式Ⅴ，产率为92.1%。该产物的 H-NMR图谱如图2所示，其中，1.2、
1.4和1.7ppm处的峰为聚合物中赖氨酸单体单元上的氢，2.8、3.0、3.2、3.5和3.7ppm处的峰为二乙烯三胺五乙酸单体单元上的氢，3.4和4.0ppm处的峰为紧临反应后形成酰胺键的氢，表明我们获了目标高分子造影剂配体。

[0034] （3）与三乙酸钆螯合制备高分子造影剂

[0035] 将制得的高分子造影剂配体（0.2g）溶于1.93mL0.2mol/L三乙酸钆水溶液中，室3+
温搅拌2h。用超滤膜离心管（3000NMWL）离心除去游离的Gd 离子，冻干得到线性大分子造影剂产物，如式Ⅰ所示。

[0036] 测试例1

[0037] 将实施例1得到的高分子造影剂，标记为P(Lys-DTPA-Gd)，和商用造影剂钆喷酸葡胺（标记为DTPA-Gd）分别配成四种浓度的溶液，钆离子浓度分别为0.5、1.0、1.5和2.0mmol/L。将溶液盛于专用玻璃管中在0.52T磁共振成像仪上通过反转恢复法测两种造影剂不同钆离子浓度溶液的T1值，通过下式（T1d为纯水的弛豫时间，T1obs为不同浓度造影剂实际测量出的弛豫时间）：

[0038] (1/T1)obs=(1/T1)d+R1[Gd]

[0039] 弛豫率R1，用计算机拟合求斜率，可分别计算出本发明高分子造影剂及商用造影剂钆喷酸葡胺的弛豫率。结果见图3，其中曲线的斜率代表弛豫率，得出本发明造影剂的弛-1 -1 -1 -1豫率为7.32mM ·s ，明显高于普通造影剂钆喷酸葡胺的弛豫率（4.3mM ·s ），因此它具有更好的MRI的造影效果。