本发明涉及一种氟-18标记的糖基氨基酸化合物及其制备方法和应用，属于放射性药物化学和临床核医学领域。
背景技术：
正电子发射断层显像(PET)技术是基于分子水平的肿瘤诊断的重要手段，得到了临床的广泛应用和肯定。2-[18F]-氟代脱氧葡萄糖(18F labeled 2-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG)是目前临床上应用最广泛、不可替代的肿瘤葡萄糖代谢的PET显像剂。然而18F-FDG在以葡萄糖代谢为能量底物的脑肿瘤显像、肿瘤与炎症的鉴别诊断等方面的临床应用中仍存在一些局限性。为了提高肿瘤诊断效能、特异性和降低漏诊率，许多学者从肿瘤的增殖、代谢和凋亡等多方面来不断地寻找和研发不同的分子显像探针以揭示肿瘤的特性，以期为临床诊疗提供更多有价值的信息。肿瘤细胞较正常细胞除了对葡萄糖代谢异常加快之外，大量的研究证实各种恶性肿瘤组织均表现出氨基酸转运体表达增高，氨基酸代谢PET显像是临床上某些肿瘤在常规18F-FDG显像诊断中的重要补充。目前，18F-FDG PET分子显像在临床具有无法替代的肿瘤诊疗优势，研发保留18F-FDG有效功能基团，同时还可实现氨基酸代谢诊断的多重代谢双靶向药物，对提高肿瘤诊断效能、减少漏诊和误诊的发生、并可避免多次PET显像带来的辐射剂量的增加具有重要的意义。鉴于肿瘤细胞对葡萄糖、氨基酸等能量物质的异常高代谢特征，以及肿瘤细胞中相应转运体表达增高的生物学特征，本发明通过18F-FDG与氨基酸类化合物的有效缩合制备新型氟-18标记的糖基氨基酸化合物，保留了18F-FDG和氨基酸的有效功能基团，将该化合物用作亲瘤性能更为优良的肿瘤多重代谢类显像剂，是当前放射药物领域需要解决的重要课题之一。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种化学纯度高、稳定性好、生物性能好、制备简单、应用于肿瘤正电子发射型计算机断层显像领域的氟-18标记的糖基氨基酸化合物。本发明还提供了该化合物的制备方法和应用。
本发明提供了一种氟-18标记的糖基氨基酸化合物，其分子表达式为[18F]FDGlyNHPHe：其结构式如下：
其中：[18F]FDGlyNHPHe是通过2-[18F]F-氟代脱氧葡萄糖([18F]-FDG)与对氨基苯丙氨酸(NH2PHe)结构中苯环上的4位氨基连接得到。化学反应式为：
进一步地，所述的氟-18标记的糖基氨基酸化合物，[18F]FDGlyNHPHe中脱氧葡萄糖基的结构存在环式或链式两种互变结构。
本发明提供了上述氟-18标记的糖基氨基酸化合物的制备方法，以放射性2-[18F]F-氟代脱氧葡萄糖[18F]-FDG与对氨苯丙氨酸NH2PHe在酸性条件下反应，湿法制备得到放射性氟-18标记的糖基氨基酸化合物，包括以下步骤：
a、将0.1-5mL 3.7MBq～740MBq的18F-FDG注射液置密闭容器中，加入0.1-5mL的乙腈，并经减压共沸干燥的方法除去18F-FDG注射液中的水分；
b、然后在容器中加入0.1mg～10mg的对氨基苯丙氨酸的甲醇和水的混合溶液，以及1μl～100μl的酸溶液，容器密封后在40℃～100℃条件下反应10～60min；
c、最后将步骤b所得溶液直接经制备高效液相色谱进行纯化。
上述步骤b中甲醇和水的混合溶液中甲醇和水的比例为100:0-0:100；所述步骤b中甲醇和水的混合溶液的总体积为0.1-5m；所述步骤b中酸可以是醋酸、甲酸、丙酸、丁酸、三氟乙酸、盐酸、磷酸、硫酸、醋酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液中的任一种，优选使用醋酸。
本发明提供了另一种制备方法，以放射性2-[18F]F-氟代脱氧葡萄糖[18F]-FDG与对氨苯丙氨酸NH2PHe在酸性条件下反应，干法制备得到放射性氟-18标记的糖基氨基酸化合物，包括以下步骤：
a、将0.1-5mL 3.7MBq～740MBq的18F-FDG注射液置密闭容器中，同时加入0.1mg～10mg的对氨基苯丙氨酸和1μl～100μl的酸溶液；
b、然后加入0.1-5mL乙腈，并经负压共沸干燥的方法除去18F-FDG注射液中的水分，水分蒸干后，容器密封后在40℃～100℃条件下反应10～60min；
c、最后将步骤b所得溶液直接经制备高效液相色谱进行纯化。
上述步骤a中酸可以是醋酸、甲酸、丙酸、丁酸、三氟乙酸、盐酸、磷酸、硫酸、醋酸盐缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液中的任一种，优选使用醋酸。
本发明提供了上述氟-18标记的糖基氨基酸化合物在放射性药物化学领域中制备肿瘤显像剂中的用途，所述肿瘤为乳腺癌、肺癌、肝细胞癌、前列腺癌、脑瘤、肺癌、胃癌、甲状腺癌、结直肠癌的任一种。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用的化学试剂均是市售商品，来源广泛，容易获得；
(2)本发明以放射性2-[18F]F-氟代脱氧葡萄糖([18F]-FDG)与对氨基苯丙氨酸(NH2PHe)在酸性条件下反应制备得到所述的放射性氟-18标记糖基氨基酸化合物[18F]FDGlyNHPHe，是一种新型的肿瘤多重代谢显像剂，实现了在氨基酸上引入放射性的氟-18，可用于正电子发射型计算机断层显像(PET)；
(3)通过本发明方法制备的[18F]FDGlyNHPHe具有化学纯度高、生物性能好的特点；
(4)与[18F]FDG相比，其有更好的肿瘤靶向性，可以用于成为新型的肿瘤多重代谢显像剂。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：湿法制备[18F]FDGlyNHPHe的制备方法如下：
将0.5mL 37MBq的18F-FDG注射液置密闭容器中，分两次加入2mL乙腈，负压下共沸干燥，然后在该容器中加入1.0mg的对氨基苯丙氨酸的甲醇和水的混合液(0.5mL甲醇和0.05mL水)和50μl的醋酸，容器密封后在100℃条件下反应30min；最后将反应溶液直接进行制备型高效液相色谱进行纯化。制备型高效液相色谱的条件为：氨基制备柱(250mm×10mm)，流动相为甲醇:水＝9:1，3mL/min，UV＝254nm。收集10-17min之间的馏分，将溶液蒸干后加入PBS或生理盐水后进行稀释溶解得到[18F]FDGlyNHPHe的注射液，过无菌滤膜后待用。
实施例2：干法制备[18F]FDGlyNHPHe的制备方法如下：
将0.5mL 37MBq的18F-FDG注射液置密闭容器中，同时加入1.0mg的对氨基苯丙氨酸和50μl的醋酸，分两次加入2mL乙腈，负压下共沸干燥，溶液被蒸干后，容器密封后在80℃条件下反应30min；最后将反应溶液直接进行制备型高效液相色谱进行纯化。制备型高效液相色谱的条件为：氨基制备柱(250mm×10mm)，流动相为甲醇:水＝9:1，3mL/min，UV＝254nm。收集10-17min之间的馏分，将溶液蒸干后加入PBS进行稀释溶解得到[18F]FDGlyNHPHe的注射液，过无菌滤膜后待用。
检测表明：[18F]FDGlyNHPHe通过HPLC鉴定，其放射化学纯度大于99％，且在37℃下放置4小时后放化纯度无变化，稳定性好。衰变校正后放化产率为15～50％。
将[18F]FDGlyNHPHe和[18F]FDG在正常小鼠体内生物分布数据进行比较，结果见表1：
表1.[18F]FDGlyNHPHe在正常小鼠体内生物分布数据(％ID/g±sd，n＝3)及与[18F]FDG的生物分布(％ID/g±sd，n＝3)性能对比
将[18F]FDGlyNHPHe和[18F]FDG在S-180荷瘤与无菌性炎症双重模型小鼠体内生物分布数据进行比较，结果见表2：
表2.[18F]FDGlyNHPHe与[18F]FDG在S-180荷瘤与无菌性炎症双重模型小鼠体内生物分布数据(％ID/g±sd，n＝3)对比
*：指二者的摄取比值
实验检测表明，[18F]FDGlyNHPHe的性能如下：
1.[18F]FDGlyNHPHe的脂水分配系数测定
取1.0mL磷酸盐缓冲溶液(pH＝7.2，0.025M)于10mL离心管中，在离心试管中加入1.0mL正辛醇和740KBq[18F]FDGlyNHPHe注射液，盖上塞子后充分摇匀，在12000r/min下离心5min。然后分别从有机相和水相中取出50μL，测定各自放射性计数，有机相与水相的放射性计数之比为分配系数P，通常用log P来衡量化合物的脂溶性大小，测得[18F]FDGlyNHPHe的log P值为-2.11，可以看出[18F]FDGlyNHPHe是水溶性物质。
2.[18F]FDGlyNHPHe的体外稳定性测定
将[18F]FDGlyNHPHe的PBS溶液、[18F]FDGlyNHPHe的PBS溶液与胎牛血清的混合液共同于37℃孵育，分别于不同时间(5min，30min，60min，120min，240min)取样测定其放射化学纯度，实验结果表明[18F]FDGlyNHPHe的PBS注射液及其与胎牛血清的共培养液在放置4小时后放射化学纯度仍大于95％，说明[18F]FDGlyNHPHe在PBS溶液及胎牛血清中37℃条件下体外稳定性好，适于临床应用需要。