一种68Ga标记的分子探针、制备方法及其应用转让专利
申请号 : CN202110456718.1
文献号 : CN113277989B
文献日 : 2022-05-31
发明人 : 胡硕 , 周文虎 , 周明 , 朱泽华
申请人 : 中南大学湘雅医院
摘要 :
本发明涉及核医学显像技术领域，具体为一种68Ga标记的分子探针、制备方法及应用，其制备方法包括:1)将前体化合物与0.25M的NaOAc溶液混合均匀并置于反应管中；2)用0.05M的HCl溶液将68GaCl3淋洗至所述反应管中进行反应，反应结束后加入去离子水淬灭反应；3)将反应管中溶液通过C18Plus柱进行富集；然后依次用乙醇和生理盐水淋洗C18Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤膜，得到分子探针注射液。本发明得到的68Ga标记的分子探针靶向性好，具有较高的靶与非靶比值，应用于肿瘤的PET/CT显像效果好，且制备条件温和，步骤简单，利于临床推广应用，具有很好的应用前景。
权利要求 :
68
1.一种 Ga标记的分子探针，其特征在于，其化学结构式如下式I所示：其中R的结构式为下式III、式IV、式V中的一种：68
2.根据权利要求1所述的 Ga标记的分子探针，其特征在于，所述分子探针以如下式II所示的前体化合物为原料制备而成：68
3.一种如权利要求1或2所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将前体化合物与0.25M的NaOAc溶液混合均匀并置于反应管中；
68
2)用0.05M的HCl溶液将 GaCl3淋洗至所述反应管中进行反应，反应结束后加入去离子水淬灭反应；
3)将反应管中溶液通过C18 Plus柱进行富集；然后依次用乙醇和生理盐水淋洗C18 Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤膜，得到分子探针注射液。
68
4.根据权利要求3所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中，反应管中，前体化合物与NaOAc溶液的质量体积比为25～30:1ug/ml。
68
5.根据权利要求3所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中，淋洗68
后 Ga放射性活度为30～35mCi。
68
6.根据权利要求3所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中，反应条件为：在90℃的条件下反应10min。
68
7.根据权利要求3所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，步骤3)中，乙醇和生理盐水的体积比为1:10。
68
8.根据权利要求3所述的 Ga标记的分子探针的制备方法，其特征在于，步骤3)中，采用HPLC检测，所述探针注射液的纯度为95～99％。
68
9.如权利要求1所述的 Ga标记的分子探针在制备PET/CT显像剂中的应用。
说明书 :
68
一种 Ga标记的分子探针、制备方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及核医学显像技术领域，具体涉及一种68Ga标记的分子探针、制备方法及其应用。
背景技术
[0002] 肿瘤的早期诊断是分子影像学重要研究内容，可以为肿瘤的有效治疗提供有效手段。基于PET显影的肿瘤诊断技术，因其高分辨率、高组织穿透力、低剂量、实时活体显影等特点，已成为肿瘤早期诊断的重要工具。目前，基于PET的肿瘤显影剂设计原理主要有两种：1)肿瘤营养需求的异常；2)肿瘤特异性高表达受体。通过受体识别的方式更具特异性，诊断效率更高。但受体的寻找、表征、验证、配体的设计等，均需大量工作，成本投入高。相比而言，根据肿瘤营养需求的方式设计探针尽管存在特异性不强的潜在缺陷，然而设计更为简单，也容易实现临床转化，其中一个经典代表是18F‑脱氧葡萄糖。目前根据肿瘤营养需求，基于糖代谢、核酸代谢的PET显影剂均已上市。然而，对于肿瘤的胺代谢，关注较少。
[0003] 在病理条件下，特别是肿瘤的发展过程中，常伴随着多胺代谢异常。而目前没有以多胺类分子探针应用于PET/CT显像的报道。基于此，本发明旨在设计一种以PTS为靶点的多胺类分子探针、合成方法及其在肿瘤PET/CT显像上的应用。
发明内容
[0004] 本发明所解决的技术问题在于提供一种68Ga标记的分子探针、制备方法及其应用，以得到一种全新的以PTS为靶点的多胺类分子探针，并应用于肿瘤PET/CT显像。
[0005] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] 一种68Ga标记的分子探针，其化学结构式如下式I所示：
[0007]
[0008] 进一步地，所述分子探针以如下式II所示的前体化合物为原料制备而成：
[0009]
[0010] 进一步地，所述分子探针或所述前体化合物中R的结构式为下式III、式 IV、式V中的一种：
[0011]
[0012] 一种68Ga标记的分子探针的制备方法，包括如下步骤：
[0013] 1)将前体化合物与0.25M的NaOAc溶液混合均匀并置于反应管中；
[0014] 2)用0.05M的HCl溶液将68GaCl3淋洗至所述反应管中进行反应，反应结束后加入去离子水淬灭反应；
[0015] 3)将反应管中溶液通过C18 Plus柱进行富集；然后依次用乙醇和生理盐水淋洗C18 Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤膜，得到分子探针注射液。
[0016] 进一步地，步骤2)中，反应管中，前体化合物与NaOAc溶液的质量体积比为25～30:1ug/ml。
[0017] 进一步地，步骤2)中，淋洗后68Ga放射性活度为30～35mCi。
[0018] 进一步地，步骤2)中，反应条件为：在90℃的条件下反应10min。
[0019] 进一步地，步骤3)中，乙醇和生理盐水的体积比为1:10。
[0020] 进一步地，步骤3)中，采用HPLC检测，所述探针注射液的纯度为95～99％。
[0021] 进一步地，所述分子探针作为PET/CT显像剂用于肿瘤显像。
[0022] 进一步地，所述乙醇为优级纯。
[0023] 本发明的机理在于，多胺是广泛存在于生物体内的脂肪族有机阳离子化合物。天然多胺包括腐胺(butane‑1,4‑diamine，Putrescine，PUT)，亚精胺 (N1‑(3‑aminopropyl)butane‑1,4‑diamine，Spermidine，SPD)和精胺(N1,N1'‑(butane‑1,4‑diyl)bis(propane‑1,3‑diamine，Spermine，SPM)等。多胺对细胞增殖、分化、染色质构象维持、离子通道调节和细胞膜稳定性维持等具有重要作用。在生理条件下，细胞内多胺水平受其生物合成、代谢和细胞膜上多胺转运系统(Polyamine transport system，PTS)的精密调控，以维持细胞周期的正常运转。肿瘤细胞的增殖需要细胞内较高的多胺水平以促进DNA 复制、蛋白质合成和肿瘤组织血管生成，且肿瘤细胞的快速生长对细胞内多胺含量高度依赖，因而导致细胞膜上PTS高表达，PTS是一种特殊结构的膜蛋白，肿瘤细胞膜上过高表达的PTS可特异性地将外源多胺转运入细胞，以满足肿瘤生长对多胺的旺盛需求。而针对PTS进行精准设计分子探针，保证分子探针能被过高表达的PTS特异性地识别、转运，并在PET/CT中精准成像，是本发明的发明点，也是难点所在。
[0024] 本发明的反应过程如下：
[0025]
[0026] 有益效果：本发明所述的68Ga标记的分子探针，依据肿瘤对多胺类化合物特异性高摄取的原理设计合成了分子探针，其能被肿瘤细胞中过高表达的 PTS精准识别并转运至肿瘤细胞内，该分子探针应用于PET/CT后，靶向性好，具有较高的靶与非靶比值，显像效果好，有利于临床推广。本发明所述的分子探针制备条件温和，步骤简单，通过对条件的综合控制，制备得到的产品纯度高，利于大规模生产。本发明制备的多胺类分子探针，通过黑色素瘤模型进行验证，均稳定性好，显像效果出色，有很好的应用前景。
附图说明
[0027] 图1为本发明实施例1中黑色素瘤模型的PET/CT显像图。
[0028] 图2为本发明实施例2中黑色素瘤模型的PET/CT显像图。
[0029] 图3为本发明实施例3中黑色素瘤模型的PET/CT显像图。
具体实施方式
[0030] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
[0031] 实施例1
[0032] 本实施例所述的分子显像剂制备方法如下：
[0033] 1)将25ug前体化合物NOTA‑Spermin放入EP管中，加入1ml 0.25M的 NaOAc溶液，混合均匀后转移至反应管中；
[0034] 2)用4ml 0.05M的HCl溶液将68GaCl3淋洗至所述反应管中，淋洗后68Ga 放射性活度为31mCi，在90℃的条件下反应10min，反应结束后加入10ml 去离子水淬灭反应；
[0035] 3)将反应管中溶液通过C18 Plus柱进行富集,并用10mL去离子水清洗 C18 Plus柱；然后依次用1ml乙醇和10ml生理盐水淋洗C18 Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤68
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑NOTA‑Spermin。
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑NOTA‑Spermin。
[0036] 将显像剂注射液68Ga‑NOTA‑Spermin进行HPLC纯度分析：流动相A为含0.1％TFA的蒸馏水，流动相B为含0.1％TFA的乙腈，色谱柱为ZORBAX SB‑C18。洗脱方式为梯度洗脱(0‑2mim：5％乙腈；2‑15min：90％乙腈)，产品出峰时间为7.8min左右，纯度99％。
[0037] 动物显像实验具体过程：
[0038] 取30只小鼠，构建皮下黑色素瘤B16模型，肿瘤大小为0.5cm左右时作为模型鼠备68
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Spermin 100～150μCi，30～40min 后进行小动物PET/CT全身显像。
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Spermin 100～150μCi，30～40min 后进行小动物PET/CT全身显像。
[0039] 数据重建分析，测出肿瘤与肌肉的靶本比值为8.8±1.2。
[0040] 实施例2
[0041] 本实施例所述的分子显像剂制备方法如下：
[0042] 1)将30ug前体化合物NOTA‑Spermidine放入EP管中，加入1ml 0.25M 的NaOAc溶液，混合均匀后转移至反应管中；
[0043] 2)用4ml 0.05M的HCl溶液将68GaCl3淋洗至所述反应管中，淋洗后68Ga 放射性活度为33mCi，在90℃的条件下反应10min，反应结束后加入10ml 去离子水淬灭反应；
[0044] 3)将反应管中溶液通过C18 Plus柱进行富集,并用10mL去离子水清洗 C18 Plus柱；然后依次用1ml乙醇和10ml生理盐水淋洗C18 Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤68
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑NOTA‑Spermidine。
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑NOTA‑Spermidine。
[0045] 将显像剂注射液68Ga‑NOTA‑Spermidine进行HPLC纯度分析：流动相A 为含0.1％TFA的蒸馏水，流动相B为含0.1％TFA的乙腈，色谱柱为ZORBAX SB‑C18。洗脱方式为梯度洗脱(0‑2mim：5％乙腈；2‑15min：90％乙腈)，产品出峰时间为7.2min左右，纯度99％。
[0046] 动物显像实验具体过程：
[0047] 取30只小鼠，构建皮下黑色素瘤B16模型，肿瘤大小为0.5cm左右时作为模型鼠备68
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Spermidine 100～150μCi，30～40min后进行小动物PET/CT全身显像。
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Spermidine 100～150μCi，30～40min后进行小动物PET/CT全身显像。
[0048] 数据重建分析，测出肿瘤与肌肉的靶本比值为7.8±1.5。
[0049] 实施例3
[0050] 本实施例所述的分子显像剂制备方法如下：
[0051] 1)将30ug前体化合物NOTA‑Putrescine放入EP管中，加入1ml 0.25M 的NaOAc溶液，混合均匀后转移至反应管中；
[0052] 2)用4ml 0.05M的HCl溶液将68GaCl3淋洗至所述反应管中，淋洗后68Ga 放射性活度为35mCi，在90℃的条件下反应10min，反应结束后加入10ml 去离子水淬灭反应；
[0053] 3)将反应管中溶液通过C18 Plus柱进行富集,并用10mL去离子水清洗 C18 Plus柱；然后依次用1ml乙醇和10ml生理盐水淋洗C18 Plus柱得到淋洗液，将淋洗液过无菌过滤68
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑ NOTA‑Putrescine。
膜后装入产品瓶，得到显像剂注射液 Ga‑ NOTA‑Putrescine。
[0054] 将显像剂注射液68Ga‑NOTA‑Putrescine进行HPLC纯度分析：流动相A 为含0.1％TFA的蒸馏水，流动相B为含0.1％TFA的乙腈，色谱柱为ZORBAX SB‑C18。洗脱方式为梯度洗脱(0‑2mim：5％乙腈；2‑15min：90％乙腈)，产品出峰时间为6.8min左右，纯度99％。
[0055] 动物显像实验具体过程：
[0056] 取30只小鼠，构建皮下黑色素瘤B16模型，肿瘤大小为0.5cm左右时作为模型鼠备68
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Putrescine 100～150μCi， 30～40min后进行小动物PET/CT全身显像。
用。模型鼠尾静脉注射 Ga‑NOTA‑Putrescine 100～150μCi， 30～40min后进行小动物PET/CT全身显像。
[0057] 数据重建分析，测出肿瘤与肌肉的靶本比值为4.8±1.3。
[0058] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。