一种靶向光声造影剂、其制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种靶向光声造影剂，依次包含脂溶性光声信号分子、连接多肽及水溶性靶向分子。本发明的靶向光声造影剂为双亲性分子，可形成具有良好水溶性的稳定聚集体，具有紫外吸收红移、荧光淬灭和光声信号增强特性，并且，还可在体内靶向、特异地富集在革兰氏阳性菌感染的炎症部位，有效区分了革兰氏阳性菌感染及阴性菌感染和非细菌性感染炎症，实现体内革兰氏阳性细菌感染检测，具有很好的临床应用前景。
【专利说明】一种朝向光声造影剂、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及影像学诊断用药物【技术领域】，尤其涉及一种靶向光声造影剂、其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]细菌感染导致的疾病是世界上发病率和死亡率均很高的疾病。在临床治疗中，医生对于感染的治疗主要依据于血象检查，这种单一的检测手段所提供的数据不足以指导医生做出准确判断，使得大多数医生主要依据自身的经验来选取抗生素进行治疗。这种现状不仅导致了抗生素的滥用和过渡使用，还可能会因为错误的抗生素延误病症治疗，导致死亡的严重后果。 [0003]此外，细菌感染高发的医疗植入过程，也由于缺乏有效的早期细菌感染监测手段，而不能有效阻止植入性医疗器械或者植入材料上细菌生物膜的形成，从而导致手术失败。因此迫切需要发展体内感染的诊断技术和方法，以解决上述棘手的问题。
[0004]目前已有研究的非侵入性检测手段有同位素原位注射标记技术和荧光分子靶向标记技术，但由于其标记的特异性不佳，检测分辨率和检测深度的限制，很难在临床中广泛应用。而光声技术作为一种无损的医学成像方法，结合了光学成像和声学成像的优点，比纯光学成像穿透更深，组织损伤性小，并且可以通过断层扫描构建组织中光吸收的三维成像分布，为细菌感染诊断提供了可靠的技术平台。
[0005]光声成像技术是通过检测光声信号，从而反演成像区域内部物质的光学特性，并重构光照射区域内部的图像。该技术在国内已经有类似超声成像技术的手持式光声成像探头，便于临床使用，而随着光声成像技术的发展，对光声造影剂的需求将极大增加。目前报道的用于光声造影成像的造影剂有碳材料类(如碳纳米管等)、金纳米材料(如金棒等)，还有一类近红外分子(如吲哚菁绿ICG等)，但是它们在用于体内细菌感染诊断成像时，不具有特异性靶向作用。
[0006]因此，基于光声成像技术，研发生物安全性高、灵敏性好且具特异性靶向作用的光声造影剂作为体内细菌感染的诊断成像剂，将为细菌性炎症感染的明确诊断提供有效的解决方案，具有重要的临床意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种光声信号强且具有特异性靶向作用的光声造影剂，其不仅可形成水溶性良好的稳定聚集体，增强了光声信号，还可在体内靶向、特异地富集在革兰氏阳性菌感染的炎症部位，有效区分了革兰氏阳性菌感染及阴性菌感染和非细菌性感染炎症，实现体内革兰氏阳性细菌感染检测。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]第一方面，本发明提供了一种靶向光声造影剂，其依次包含脂溶性光声信号分子、连接多肽及水溶性靶向分子；[0010]所述脂溶性光声信号分子具有羧基末端，与所述连接多肽的氨基端相连；
[0011]所述水溶性靶向分子具有氨基末端，与所述连接多肽的羧基端相连。
[0012]作为优选，所述脂溶性光声信号分子为具有大共轭环状结构的卟啉类衍生物；
[0013]进一步优选地，所述脂溶性光声信号分子为焦脱镁叶绿酸_a、紫红素-18、原卟啉、血卟啉、维替泊芬、他拉泊芬或金属配位卟啉；更进一步优选地，所述金属配位卟啉例为锌卟啉、铜卟啉、钯卟啉或钌卟啉。
[0014]上述各脂溶性信号分子的结构式如下图所示:
[0015]
【权利要求】
1.一种靶向光声造影剂，其特征在于，依次包含脂溶性光声信号分子、连接多肽及水溶性靶向分子； 所述脂溶性光声信号分子具有羧基末端，与所述连接多肽的氨基端相连； 所述水溶性靶向分子具有氨基末端，与所述连接多肽的羧基端相连。
2.根据权利要求1所述的靶向光声造影剂，其特征在于，所述脂溶性光声信号分子为具有大共轭环状结构的卟啉类衍生物； 优选地，所述脂溶性光声信号分子为焦脱镁叶绿酸_a、紫红素-18、原卟啉、血卟啉、维替泊芬、他拉泊芬或金属配位卟啉； 进一步优选地，所述金属 配位卟啉为锌卟啉、铜卟啉、钯卟啉或钌卟啉； 进一步优选地，所述脂溶性光声信号分子为焦脱镁叶绿酸_a或紫红素-18。
3.根据权利要求1或2所述的靶向光声造影剂，其特征在于，所述水溶性的靶向分子为水溶性的万古霉素。
4.根据权利要求1~3任一项所述的靶向光声造影剂，其特征在于，所述连接多肽的长度为4~8个氨基酸，优选为6个氨基酸； 优选地，按从N端到C端的顺序，所述连接多肽的序列为:(Gly)n(Pix)/Phe)m(Lys-Val-Arg),其中η和m独立地为O, I或2。
5.根据权利要求1~4任一项所述的靶向光声造影剂，其特征在于，所述所述脂溶性光声信号分子为焦脱镁叶绿酸_a，所述水溶性靶向分子为水溶性的万古霉素，所述连接多肽序列如 SEQ ID N0.1、SEQ ID N0.2、SEQ ID N0.3 或 SEQ ID N0.4 所示。
6.如权利要求1~5任一项所述的靶向光声造影剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)采用Fmoc固相合成法，在不溶性树脂上合成所述连接多肽； (2)将所述光声信号分子的末端羧基活化，并连接在步骤(1)所得连接多肽的氨基末端，然后从树脂脱除； (3)将所述连接多肽的羧基端活化，并偶联在所述水溶性靶向分子的氨基末端。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述不溶性树脂为Wang树脂； 优选地，所述Wang树脂的修饰密度为0.3~0.4mM、更优选为0.35mM ； 优选地，步骤(1)的具体步骤包括: (i)将第一个氨基酸的氨基端用Fmoc保护，羧基端固定于树脂上； (?)用六氢吡啶的DMF溶液脱去氨基端的Fmoc保护，将下一个氨基酸的羧基用4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液进行活化，然后与脱保护的第一个氨基酸进行缩合反应； (iii)重复上述步骤，直到完成所有氨基酸的缩合；进一步优选地，所述六氢吡啶在DMF溶液中的体积百分比为15~25%、优选为20% ；进一步优选地，所述4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液中，4-甲基吗啉的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为0.4M ;苯并三氮唑-N，N, N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为 0.4M。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述光声信号分子的末端羧基在4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N, N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液中进行活化； 优选地，所述4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液中，4-甲基吗啉的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为0.4M ;苯并三氮唑-N，N, N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为0.4M。
9.根据权利要求6~8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述连接多肽的羧基端在4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液中进行活化； 优选地，所述4-甲基吗啉和苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的DMF溶液中，4-甲基吗啉的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为0.4M ;苯并三氮唑-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸酯的含量为0.2~0.6M、优选为0.3~0.5M、更优选为0.4M。
10.如权利要求1~5任一项所述的靶向光声造影剂在制备用于检测体内细菌感染、优选革兰氏阳性菌感染的试剂或试剂盒中的应用。
【文档编号】A61K49/00GK103961722SQ201410213818
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】王浩, 李莉莉, 马怀雷 申请人:国家纳米科学中心