新型生物相容性大分子磁共振成像造影劑的性質(zhì)研究

肖研+薛蓉+湛游洋等

摘要：將天冬氨酸與亮氨酸反應(yīng)，合成了天冬氨酸-亮氨酸共聚物（PL），通過(guò)乙二胺將釓-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，7，10-四乙酸（Gd-DOTA）連接到PL上，制備了大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd，通過(guò)核磁碳譜、凝膠色譜等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血性實(shí)驗(yàn)、體外弛豫效率測(cè)定以及體內(nèi)動(dòng)物磁共振成像等方法對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。研究表明，PL-A2-DOTA-Gd的細(xì)胞毒性遠(yuǎn)低于臨床應(yīng)用的造影劑Gd-DOTA，且其弛豫效率（15.3 L/（mmol·s））是Gd-DOTA（5.8 L/（mmol·s））的2.6倍。大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd具有良好的血液相容性，對(duì)昆明小鼠的肝臟信號(hào)的增強(qiáng)效果約為Gd-DOTA的3.1倍，且能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好穩(wěn)定的增強(qiáng)效果。

1引言

自1973年Lauterbur首次提出了磁共振成像技術(shù)以來(lái)[1]，磁共振成像已經(jīng)發(fā)展成為臨床診斷的重要工具之一[2，3]。為了提高病變和正常組織的成像對(duì)比度，30%左右的磁共振成像需使用磁共振成像造影劑。然而，商用造影劑（如Gd-DOTA，Gd-DTPA等）均具有分子量低、弛豫效率低以及非特異性等缺點(diǎn)[4]。將小分子造影劑連接到大分子上能夠提高造影劑的性能[4]，例如（Gd-DOTA）-BSA[5]， （Gd-DTPA）-Dextran[6]。但是，這些大分子造影劑仍有非生物降解性、較低的體內(nèi)選擇性等缺點(diǎn)[7]。聚天冬氨酸具有優(yōu)異的水溶性、生物相容性、降解性以及較好的體內(nèi)分布特異性，是一類理想的造影劑大分子載體[8]。據(jù)報(bào)道，將親脂基團(tuán)引入造影劑能提高其對(duì)肝臟的選擇性[9]。亮氨酸是一類含有親脂基團(tuán)的天然氨基酸[10]。

本研究選擇天冬氨酸-亮氨酸共聚物作為造影劑的載體，期望得到一種具有較高肝臟成像性能的生物相容性造影劑。通過(guò)乙二胺連接共聚物天冬氨酸-亮氨酸與小分子造影劑（Gd-DOTA），得到了大分子造影劑PL-A2-DOTA-Gd。在提高其體內(nèi)弛豫效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的肝臟特異性磁共振成像，延長(zhǎng)其在肝部的造影的時(shí)間，從而有充分時(shí)間優(yōu)化成像窗口獲得理想的成像效果，較好地滿足了臨床應(yīng)用的需求。PL-A2-DOTA-Gd造影劑具有較好的生物相容性及優(yōu)異的肝臟成像效果，是一種有潛在應(yīng)用前景的肝臟磁共振成像造影劑。

摘要：將天冬氨酸與亮氨酸反應(yīng)，合成了天冬氨酸-亮氨酸共聚物（PL），通過(guò)乙二胺將釓-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，7，10-四乙酸（Gd-DOTA）連接到PL上，制備了大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd，通過(guò)核磁碳譜、凝膠色譜等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血性實(shí)驗(yàn)、體外弛豫效率測(cè)定以及體內(nèi)動(dòng)物磁共振成像等方法對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。研究表明，PL-A2-DOTA-Gd的細(xì)胞毒性遠(yuǎn)低于臨床應(yīng)用的造影劑Gd-DOTA，且其弛豫效率（15.3 L/（mmol·s））是Gd-DOTA（5.8 L/（mmol·s））的2.6倍。大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd具有良好的血液相容性，對(duì)昆明小鼠的肝臟信號(hào)的增強(qiáng)效果約為Gd-DOTA的3.1倍，且能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好穩(wěn)定的增強(qiáng)效果。

1引言

自1973年Lauterbur首次提出了磁共振成像技術(shù)以來(lái)[1]，磁共振成像已經(jīng)發(fā)展成為臨床診斷的重要工具之一[2，3]。為了提高病變和正常組織的成像對(duì)比度，30%左右的磁共振成像需使用磁共振成像造影劑。然而，商用造影劑（如Gd-DOTA，Gd-DTPA等）均具有分子量低、弛豫效率低以及非特異性等缺點(diǎn)[4]。將小分子造影劑連接到大分子上能夠提高造影劑的性能[4]，例如（Gd-DOTA）-BSA[5]， （Gd-DTPA）-Dextran[6]。但是，這些大分子造影劑仍有非生物降解性、較低的體內(nèi)選擇性等缺點(diǎn)[7]。聚天冬氨酸具有優(yōu)異的水溶性、生物相容性、降解性以及較好的體內(nèi)分布特異性，是一類理想的造影劑大分子載體[8]。據(jù)報(bào)道，將親脂基團(tuán)引入造影劑能提高其對(duì)肝臟的選擇性[9]。亮氨酸是一類含有親脂基團(tuán)的天然氨基酸[10]。

本研究選擇天冬氨酸-亮氨酸共聚物作為造影劑的載體，期望得到一種具有較高肝臟成像性能的生物相容性造影劑。通過(guò)乙二胺連接共聚物天冬氨酸-亮氨酸與小分子造影劑（Gd-DOTA），得到了大分子造影劑PL-A2-DOTA-Gd。在提高其體內(nèi)弛豫效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的肝臟特異性磁共振成像，延長(zhǎng)其在肝部的造影的時(shí)間，從而有充分時(shí)間優(yōu)化成像窗口獲得理想的成像效果，較好地滿足了臨床應(yīng)用的需求。PL-A2-DOTA-Gd造影劑具有較好的生物相容性及優(yōu)異的肝臟成像效果，是一種有潛在應(yīng)用前景的肝臟磁共振成像造影劑。

摘要：將天冬氨酸與亮氨酸反應(yīng)，合成了天冬氨酸-亮氨酸共聚物（PL），通過(guò)乙二胺將釓-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，7，10-四乙酸（Gd-DOTA）連接到PL上，制備了大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd，通過(guò)核磁碳譜、凝膠色譜等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血性實(shí)驗(yàn)、體外弛豫效率測(cè)定以及體內(nèi)動(dòng)物磁共振成像等方法對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。研究表明，PL-A2-DOTA-Gd的細(xì)胞毒性遠(yuǎn)低于臨床應(yīng)用的造影劑Gd-DOTA，且其弛豫效率（15.3 L/（mmol·s））是Gd-DOTA（5.8 L/（mmol·s））的2.6倍。大分子磁共振成像造影劑PL-A2-DOTA-Gd具有良好的血液相容性，對(duì)昆明小鼠的肝臟信號(hào)的增強(qiáng)效果約為Gd-DOTA的3.1倍，且能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好穩(wěn)定的增強(qiáng)效果。

1引言

自1973年Lauterbur首次提出了磁共振成像技術(shù)以來(lái)[1]，磁共振成像已經(jīng)發(fā)展成為臨床診斷的重要工具之一[2，3]。為了提高病變和正常組織的成像對(duì)比度，30%左右的磁共振成像需使用磁共振成像造影劑。然而，商用造影劑（如Gd-DOTA，Gd-DTPA等）均具有分子量低、弛豫效率低以及非特異性等缺點(diǎn)[4]。將小分子造影劑連接到大分子上能夠提高造影劑的性能[4]，例如（Gd-DOTA）-BSA[5]， （Gd-DTPA）-Dextran[6]。但是，這些大分子造影劑仍有非生物降解性、較低的體內(nèi)選擇性等缺點(diǎn)[7]。聚天冬氨酸具有優(yōu)異的水溶性、生物相容性、降解性以及較好的體內(nèi)分布特異性，是一類理想的造影劑大分子載體[8]。據(jù)報(bào)道，將親脂基團(tuán)引入造影劑能提高其對(duì)肝臟的選擇性[9]。亮氨酸是一類含有親脂基團(tuán)的天然氨基酸[10]。

本研究選擇天冬氨酸-亮氨酸共聚物作為造影劑的載體，期望得到一種具有較高肝臟成像性能的生物相容性造影劑。通過(guò)乙二胺連接共聚物天冬氨酸-亮氨酸與小分子造影劑（Gd-DOTA），得到了大分子造影劑PL-A2-DOTA-Gd。在提高其體內(nèi)弛豫效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的肝臟特異性磁共振成像，延長(zhǎng)其在肝部的造影的時(shí)間，從而有充分時(shí)間優(yōu)化成像窗口獲得理想的成像效果，較好地滿足了臨床應(yīng)用的需求。PL-A2-DOTA-Gd造影劑具有較好的生物相容性及優(yōu)異的肝臟成像效果，是一種有潛在應(yīng)用前景的肝臟磁共振成像造影劑。