使用放射性同位素标示亲油性盐的用于线粒体机能障碍的非侵入性诊断显像技术的制作方法

专利名称：使用放射性同位素标示亲油性盐的用于线粒体机能障碍的非侵入性诊断显像技术的制作方法
技术领域：
本发明提供一种新颖的放射性同位素标示的亲油性盐类，尤其是放射性同位素标 示的亲油性鳞及铵盐，其可测量线粒体表面电势(△ Ψπι)。本发明也提供一种包括此等放射 性同位素标示的亲油性盐类的医药组合物。此外，本发明提供一种显像技术，其通过选择性 地将本发明的放射性同位素标示的亲油性盐类局限于机能障碍的线粒体，以鉴别具有异常 程度的线粒体活性的组织或细胞。本发明也提供一种非侵入性方法，该方法是用于对化学 治疗剂反应的肿瘤的早期且灵敏性侦测。本发明进一步提供一种处理方法包括对病人投予 高能量的同位素标示的亲油性盐类，特别是患有与线粒体机能障碍相关的疾病或病症的病 人。
背景技术：
线粒体膜电势(Δ Ψπι)的测量提供了线粒体生物能量功能的唯一最广泛的反映， 主要是因为其是直接根据多种聚集在线粒体的代谢途径的适当整合。每年都鉴别出许多与 线粒体机能障碍相关的疾病，包含癌症、心血管与肝脏疾病、退化性与自体免疫病症以及老 化及与线粒体有关的新的病变。Δ Ψπι的改变是病理学的大量排列的重要特征，该病理学涉及被抑制的(例如癌 症)或经加强的细胞凋亡(，例如HIV、退化性疾病)以及多于100种疾病是直接由线粒体 机能障碍所造成，例如DNA突变及氧化性压力(例如各种类型的肌肉病变)。以锝中心标示的SPECT显像探针可累积在线粒体中且该经锝标示的探针已使 用于线粒体显像技术中。市面上可购得许多利用显像剂侦测已知病变的显像探针，例如 [99mTc] MIBI、FDG。[18F]FDG可侦测由于葡萄糖代谢增加所造成的恶性损害。而且，如上所述，[18F] FDG无法区分发炎与肿瘤。[18F]FDG在肿瘤侦测上是最有效的显像探针，但无法区分发炎与 肿瘤，因而经常造成诊断上的困难。病人中某些器官的发炎作用(例如结核病)经常遭怀 疑成恶性损害的病变。例如，由[18F]FDG PET所指明的肺的热点(hot spots)通过手术证 明后，有大于10%是发炎反应，而不是肿瘤。换言之，约10%的以[18F]FDG PET诊断的病人可能接受了不必要的胸腔手术，而该疾病(发炎作用)则可以非手术的方式予以治疗，其成 本较低且可达治疗疾病的效果。目前评估化学疗法的功效的方法是根据肿瘤生长速率的改变，该方法费用昂贵且 敏感度有所限制，以及需要追踪数个月、不断复诊、接受放射线照相、以及频繁地进行治疗 循环。以锝标示的线粒体显像剂具有数种限制。具体的，以99mTc标示分子时需要共轭部 分与锝离子形成复合物，造成以Tc为主的显像剂具有高分子量而降低了该显像剂对标的 区域的可透性。再者，锝显像剂是以SPECT显像，当与PET显像相比时，该SPECT具有相对 低的空间分辨率与敏感度。已将锝复合物([99mTc]膜联蛋白V的衍生物)通过利用SPECT以使细胞凋亡显像。 所提出的[18F]鳞阳离子(PhCs)的新颖性在于[18F]鳞阳离子是通过ΔΨπι的改变侦测细 胞凋亡的过程，而膜联蛋白V衍生物是通过特定膜蛋白质的过度表现来侦测细胞凋亡的过程。["mTc]膜联蛋白V在细胞外膜上通过磷脂酰丝胺酸的外部化来侦测细胞凋亡。此 事件发生于细胞凋亡过程的末期，此时片断细胞变成分子群(细胞凋亡体)。紧接在磷脂 酰丝胺酸外部化(称为「吃我(eatme)」磷脂)后，该细胞凋亡体立即被相邻细胞吞噬。因 此，磷脂酰丝胺酸过度表现的侦测受限于仅数天的短暂时间。而且，此侦测时间的出现时间 与持续期间可能会随着不同的化学疗法与受者而改变。Δ Ψπι的瓦解是细胞凋亡过程中无法回复的时刻。因此，Δ Ψπι的瓦解提供了最早 侦测细胞凋亡的时间点，而不是像在膜联蛋白V的情况下是侦测细胞凋亡的末期，且Δ Ψπι 瓦解持续与时间无关。目前评估心肌灌注及心肌活力的方法具有一些限制，包含通过于在心脏周围的器 官中高度累积(Th-201、["mTclMIBI)及半衰期短的同位素([13N]-氨以及82铷)以伪装心 肌的活性，因而，限制了 PET(正电子成像)现场附近需要有回旋加速器。故需要一族对线粒体具有亲和性的亲油性盐，尤其是对具有异常活性的线粒体。

发明内容
鉴于癌症的高发生率(美国每年有 1.3百万人)，高频率施用化学疗法以及低成 功率的化学疗法，而迫切需要一种非侵入性显像探针以快速且敏感地评估肿瘤对治疗法的 反应。肿瘤学中对诊断装置的需求是由数年中通过[18F]FDG PET的快速转移对肿瘤侦测的 优选诊断工具研究得18F-3-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子； 18F-4-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；在诊断及显像心血管疾病与病症方面也存在着极大的需求，许多心血管疾病与病 症与线粒体机能障碍有关。因此，对非侵入性显像探针也有迫切的需求，以快速且敏感地测 量心脏所摄入的显像剂(该显像剂对机能障碍的线粒体具有亲和性)以显像心血管疾病， 例如心肌灌注。本发明提供一种新颖的亲油性盐类，特别是包括医药可接受阴离子以及至少一种 如式I的鳞或铵阳离子的亲油性盐类，以及本发明提供一种包括式I的阳离子与至少一种 医药可接受的载体或赋形剂的医药组合物。本发明优选的亲油性盐类对线粒体展现出高亲和性，特别是对活性被增加或被抑制等机能障碍的线粒体。本发明提供一种包括至少一种医药可接受阴离子与至少一种式I的阳离子的盐 其中E是磷或氮；以及X\X2、X3、以及X4是独立地选自Ar与R，其中X\X2、X3、以及X4的至少一个是Ar基 团；Ar是任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基、以及任选地被取代的芳烷基； 以及R是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被 取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R 包括至少一种放射性同位素。本发明的盐类(其包括如式I的阳离子)适用于显像或计量，特别是适用于患有 线粒体机能障碍病人的PET或SPECT显像。本发明优选的盐类是以一或多种放射性同位素 标示，优选包含11CJ8FJ6Bin或123I以及更优选为18F、76Br、或1231。本发明提供一种以11C-甲 基基团标示的鳞阳离子示踪物，例如[11C]三苯基甲基鳞(TPMP)。虽然本发明适合在设有 或附近有回旋加速器的医学中心中使用，但11C的半衰期短(约20分钟)故使用上对较远 的医学中心造成限制。本发明的优选盐类包括18F、76Br、123I、或其组合且本发明的盐类适合 在附近具有医学显像设备及PET的诊所使用。本发明提供一种包括式I的阳离子或其从属化学式(subformula)的亲油性盐类， 机能障碍的线粒体会优先摄入该盐类，例如活性被抑制或被增加的机能障碍的线粒体，且 本发明的盐类适用于显像或放射性治疗的应用。本发明提供一种显像剂，该显像剂包括以 放射性同位素标示的亲油性阳离子，尤其是具有一或多种放射性同位素的本发明亲油性鳞 或铵盐，其可与机能障碍的线粒体(例如活性经增加或经抑制等机能障碍的线粒体)相结 合。更特别地，本发明以放射性同位素标示的亲油性鳞或铵盐适用于活体内各种条件下测 量线粒体膜电势(ΔΨπι)，其中由该亲油性鳞或铵盐的放射性同位素所发射出的辐射是用 于形成影像。在优选的具体实施方式
中，本发明以放射性同位素标示的亲油性鳞或铵盐包 括一或多种可发射正电子辐射的放射性同位素且本发明的亲油性鳞或铵盐适用于正电子 计算机断层摄影(PET)。另一方面，本发明提供一种医药组合物，包括式I的以放射性同位素标示的盐类 或其医药可接受的盐类或溶剂，该组合物用于显像线粒体表面电势(ΔΨπι)的各种变化、 具有机能障碍的线粒体的细胞或组织、以及与线粒体机能障碍相关的疾病或病症。本发明 进一步提供一种以有效量的本发明的盐或组合物使患有上述任何疾病或病症的病人显像 的方法。此外，本发明是关于使用本发明的盐类(特别是可发射高能量辐射的经标示的本发明盐类)作为治疗剂以治疗与机能障碍的线粒体相关的疾病或病症，本发明的亲油性鳞 或铵盐对该线粒体具有高度的亲和性，例如与线粒体活性机能障碍相关的疾病或病症。典 型的疾病或病症包含癌症、心血管与肝脏疾病、退化性病症、自体免疫疾病与病症、老化、 DNA突变、氧化性压力病症、各种类型的肌肉病变、HIV、AIDS等。优选的亲油性阳离子，包括本发明的鳞或铵盐，优先地局限于线粒体活性经提升或抑制的细胞，例如线粒体活性机能障碍。


图1至19是显示实施例9至19的结果。
具体实施例方式除了上述式I的盐类外，本发明进一步提供式I (如上所示)的亲油性盐类，其中本发明所提供的该化合物是式I的亲油性盐类，其中Ar是任选地被取代的具有6至18个碳原子及1至3个环的芳基、任选地被取代的 杂芳基，其具有3至18个碳原子、1至约3个环及1至约4个选自N、0与S的环杂原子、以 及任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基；以及R是任选地被取代的烷基、任选地被取代的C2_6烯基、任选地被取代的C2_6炔 基、任选地被取代的CV6卤烷基(具有至少一个F、Cl、Br、或I原子)、任选地被取代的具有 3至约8个环碳原子的环烷基、任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基，其中所出 现的至少一个R包括至少一个放射性同位素。本发明优选的盐类包含具有至少一个如式I的鳞阳离子的盐类，此处E是磷。本 发明中其它优选的盐类包含具有至少一个式I的铵阳离子的盐类，此处E是氮。其它优选 的盐类包括根据式I的阳离子混合物，此处各阳离子可为鳞或铵阳离子。本发明优选的盐类包括至少一个R取代基，该R取代基包括可发射正电子的放射 性同位素。典型地，优选的适合用于R取代基的正电子发射放射性同位素包括"C、18F、123I 或其任何组合。由本发明所提供的其它优选盐类包含具有式II的阳离子的盐类 其中E是磷或氮；以及Ar1、Ar2、及Ar3独立地选自由任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及 任选地被取代的芳烷基；以及R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被 取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R 包括至少一个放射性同位素。更优选地，本发明所提供的式II的阳离子包含如下的那些，其中
Ar^Ar2、及Ar3独立地选自由任选地被取代的具有6至18个碳原子及1至3个环 的芳基、任选地被取代的杂芳基，其具有3至18个碳原子、1至约3个环及1至约4个选自 N、0与S的环杂原子、以及任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基；以及R1是任选地被取代的CV6烷基、任选地被取代的C2_6烯基、任选地被取代的C2_6炔 基、任选地被取代的CV6卤烷基(具有至少一个F、Cl、Br、或I原子)、任选地被取代的具有 3至约8个环碳原子的环烷基、任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基，其中所出 现的至少一个R包括至少一个放射性同位素者。
本发明所提供的式II的特别优选的阳离子包括R1基团，该R1基团是选自"C-甲 基、任选地被取代的Cp6烷基、任选地被取代的c7_12芳烷基、任选地被取代的c6_12芳基，其中 各基团是经一个或多个11C-甲基、11C-甲氧基、18F、76Br、123I、125I、131I、或其组合所取代。R1优 选为11C-甲基、经一个或多个18F取代的C2_6烷基、或经一个或多个18F、76Br、或123I取代的 苯甲基。本发明也提供包括至少一种如式I或式II的阳离子的盐类，其中R或R1包括一 种或多种适用于放射线治疗的放射性同位素。本发明进一步提供包括式I的阳离子的盐类，其是以式III表示
III其中E是磷或氮；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被 取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R 包括至少一个放射性同位素；R2、R3、及R4独立地选取，各R2、R3、及R4所出现的基团包括氢、卤素、氰基、硝基、任 选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、 任选地被取代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、 或任选地被取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。式III中优选的R1包括卤代_C2_6烷基或卤代苯甲基，以及式III中更优选的R1是 选自ω -氟-C2_6烷基、ω -碘-C2_6烷基基团、邻、间或对_氟苯甲基基团、或邻、间或对_碘 苯甲基基团。本发明中其它具有如式I的阳离子的优选盐类包含那些包括如式IV的阳离子的 盐类 其中E是磷或氮；Ar1、Ar2、及Ar3独立地选自任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及任 选地被取代的芳烷基；和R5及R6独立地选取，各R5及R6所出现的基团包括氢、卤素、羟基、胺基、任选地被 取代的烷基、任选地被取代的商烷基、以及任选地被取代的烷氧基；X是11C-甲基或者氟或碘的放射性同位素；以及m是约2至约6的数。而本发明中其它具有如式I的阳离子的优选盐类包含那些包括如式V的阳离子的 盐类 其中E是磷或氮；Ar1、Ar2、及Ar3独立地选自任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及任 选地被取代的芳烷基所组成的基团；和X是11C-甲基或者氟或碘的放射性同位素；以及m是约1至约5的数。此外本发明中其它具有如式I的阳离子的优选盐类包含那些包括如式VI的阳离 子的盐类 其中E是磷或氮；Z是氯基、氟基、羟基、或甲氧基；
η是1至约12的数ρ及q是独立地选自0至约5的数；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被 取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R 包括至少一个放射性同位素；以及 R2及R3独立地选取，各R2及R3所出现的基团包括氢、卤素、氰基、硝基、任选地被 取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、任选地 被取代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、或任选 地被取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。本发明中其它具有如式I的阳离子的优选盐类包含那些包括如式VII的阳离子的 盐类 其中E是磷或氮；ρ、q及r是独立地选自0至约4的数；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被 取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R 包括至少一个放射性同位素；R2、R3、及R4独立地选取，各R2、R3、及R4所出现的基团包括氢、卤素、氰基、硝基、任 选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、 任选地被取代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、 或任选地被取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。包括至少一种医药上可接受的阴离子与至少一种如式I的阳离子的特别优选的 盐类包含那些含有至少一种选自下列基团的阳离子的盐类11C-甲基_三苯基鳞离子；11C-甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；11C-甲基-三-间_甲苯基鳞离子；11C-甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-2-氟乙基_三苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三-邻-甲苯基鳞离子；
18F-2-氟乙基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三苯基鳞离子；18F-3_氟丙基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基_三-间_甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；佳
l8F-3-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)_ (2-氯乙基)_ 二苯基鳞离子；
(18F-4-氟苯甲基)-(3-氯丙基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)-(4-氯丁基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)-(6-氯戊基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)_ (5-氯己基)_ 二苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-3-氟丙基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-4-氟丁基_三(4-吡啶基)鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；以及18F-3-氟4-甲酰基-苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子那些包含如式I、II、III、IV、V、VI、或VII中任一阳离子的本发明优选的放射性 标示盐类可选择性地定位于线粒体，使得放射线(由存在于线粒体中的放射性标示盐类所发射出来的放射线)对放射线背景值(例如，未被线粒体摄取的放射性标示盐类)的比例 为至少约5 1。更优选地，本发明的盐类是选择性地被机能障碍的线粒体所摄取，使得其 对正常线粒体的比例为至少约5 1。本发明的盐类，特别是本发明的亲油性盐类，在体内具有一种分布图，其是线粒体的完整性的函数且本发明的盐类适用于作为各种与线粒体机能障碍相关的疾病与病症的 辨识及显像的诊断工具。再者，本发明的盐类在评估现有治疗药物的功效以及发展新颖药 物方面为有用的诊断工具。例如，药物的功效是引发细胞凋亡(例如抗癌剂药物)或抑制 细胞凋亡(例如在HIV中阻止退化过程的药物)可通过以下方法评估，投予该药物并使用 本发明的盐类及显像方法测量Δ Ψπι，观察Δ Ψπι改变(有效)或未改变(无效)以确定所 述药物的投予是否可被监测。本发明优选的化合物，特别是适用于本发明所提供的显像方法的化合物包含一种 或多种可发射一种或多种形式的射线的放射性同位素，该射线适合以任何标准放射学仪 器，例如PET、SPECT、γ摄像机、MRI等进行侦测。优选的放射性同位素包含氚和碳的同位 素、氟、锝、碘以及其它可发射正电子的同位素。特别优选的放射性同位素包含11CJ8FJ6Br 以及123I。本发明进一步提供显像的方法，包括下列步骤提供至少一种包括医药可接受的阴离子以及至少一种如式I、II、III、IV、V、VI、 或VII中任一阳离子的放射性标示盐；使细胞或组织与该放射性标示盐接触；以及产生放射线影像。本发明所提供的显像方法适用于评估线粒体膜电势(Δ Ψπι)。更特别地，本发明的 显像方法适用于随时间测量线粒体膜电势的改变以评估治疗方式或医药处置的功效。展现 经抑制或经增强的细胞凋亡速率的细胞也经常展现经抑制或经增强的线粒体活性。本发明 所提供的盐类典型地是以与线粒体活性程度成比例的浓度局限于细胞中。因此，通常当细 胞具有较低的细胞凋亡程度(例如癌细胞)时，大部分经投予的本发明盐类就局限在这些 细胞中，反之，相对于正常细胞，细胞凋亡程度增强的细胞(例如自体免疫病症、对化学治 疗剂产生反应的细胞)会积聚较少的本发明盐类。因此，本发明的显像方法适用于细胞、组 织或其它可表现经抑制或经增强的细胞凋亡的生理目标的显像。本发明的显像方法一般适用于任何疾病、病症、或与线粒体有关的病变的显像。适 用于显像的优选疾病与病症包含癌症(包含肿瘤)、心血管疾病(包含梗塞及灌注)、肝脏 疾病、退化性疾病或病症、自体免疫病症、老化、HIV感染、由氧化压力或DNA突变造成的肌 肉病变、或者与线粒体机能障碍相关的疾病或病症。本发明的显像方法也适用于评估可触发或抑制细胞凋亡的治疗药物的功效。本发 明的显像方法也可用于评估用来阻止或杀死癌症及其它恶性肿瘤的化学治疗或放射线治 疗疗程的功效。本发明的显像方法适用于评估治疗药物的功效，也可适用于发展在目标组织中可 瓦解线粒体功能的新的治疗药剂。本发明的放射性同位素标示的亲油性盐类及使用该盐类的显像方法，提供了一种 非侵入性方法用于早期且敏感的在开始进行治疗疗程后的几日内评估治疗功效，而现有的评估方法则需要数个月。多数主要的抗癌药物(例如紫杉醇、顺钼、长春花碱、以及鬼臼乙 叉苷)是通过各种反应的串联引发细胞凋亡效果，其中Δ Ψπι的瓦解构成细胞凋亡过程中 早期的、必须的且不可逆转的步骤。本发明的放射性同位素标示的亲油性盐类主要是积聚 在线粒体中而直接与△ Ψπι有关。受到治疗的细胞会比未受到治疗的细胞积聚少得多的本 发明的放射性同位素标示亲油性盐类。因此，治疗前与治疗后显著的改变可指示出肿瘤对 治疗的反应，若治疗前后无差异则指示出肿瘤对治疗无反应。Δ Ψπι的瓦解多数发生在以治 疗药剂治疗后的数小时内。本发明的盐类对细胞凋亡过程中不可逆转时期的第一时间的监测能力在侦测肿 瘤对治疗的反应上提供一种早期且敏感的非侵入性侦测方法。临床应用上，本发明提供的 显像方法在制定化学治疗策略上提供一强有力的方法，该特定的化学治疗策略在 减少病人 的病态上最为有利。本发明的放射性同位素标示的亲油性盐类也适用于发展新一代的化学治疗药剂。 在临床研究上，本发明的放射性同位素标示的亲油性盐类及使用该盐类的显像方法适用于 作为非侵入性技术以早期且敏感地在治疗功效的分子层面上进行评估。再者，基于线粒体 的功能性整合，本发明的显像方法适用于在测试主题中选择适合的恶性目标以测试该新颖 药物。本发明进一步提供适用于以一种或多种具有如式I或其从属化学式的阳离子的 盐类使肿瘤显像的显像方法。在本发明优选的肿瘤显像方法中，对病人投予的放射性同位 素标示盐类会优先地聚集至恶性细胞的线粒体中，使得恶性细胞的线粒体中，式I的放射 性同位素标示阳离子的浓度大于邻近正常细胞中阳离子的浓度。癌症病的程度(阶段)是主要的预后因子以及使用显像技术的非侵入性阶段在设 计治疗策略(例如手术VS.放射性-化学疗法VS.辅助化学疗法)上具有关键性角色。本 发明的亲油性盐类(包括含有如式I的阳离子的盐类)会积聚在恶性细胞中而使得其实质 上的积聚程度大于正常细胞中的积聚程度。本发明放射性同位素标示盐类的投予是适用于 恶性细胞及肿瘤的辨识及显像，且本发明盐类的投予更适用于测量肿瘤发展的阶段。本发明的肿瘤显像方法特别适用于癌症显像的某些具体实施方式
，更适用于包含 多种肺癌、乳癌、及前列腺癌的肿瘤。再者，本发明的肿瘤显像方法可用于决定癌症疾病的 程度(癌症阶段)。本发明提供区别恶性肿瘤(例如肿瘤)与遭受各种发炎过程的组织的方法。本发 明的亲油性盐类(含有如式I的阳离子的盐类)会积聚在恶性细胞中(该盐类积聚在恶性 细胞中的程度大于其积聚在正常细胞中的程度)，而该盐类积聚在发炎过程的细胞成分中 的积聚程度小于其积聚在正常细胞中的程度，因而可区别恶性细胞、正常细胞以及发炎细 胞。区别恶性肿瘤的侦测作用每年可排除许多不必要进行的手术，且改进肿瘤学中照顾管 理的花费效能。本发明的肿瘤显像方法可区分发炎的组织与恶性损害组织。然而，不倾向于限制 于理论，由于恶性细胞比正常细胞及组织或发炎的细胞成分(典型地，本发明盐类的积聚 浓度较低)积聚较多的本发明盐类，故此区分侦测作用是可行的。因此，任何本发明盐类在 恶性损害的细胞或组织中的浓度是显著大于正常组织与发炎组织。本发明进一步提供心血管疾病的显像方法，特别是心肌梗塞的显像方法。本发明的心血管疾病显像方法包括对患有心血管疾病或可能患有心血管疾病的病人投予至少一种如式I的化合物，或其从属化合物。本发明的[18F]鳞阳离子适用于各种心血管疾病，特别是心肌显像。肌细胞中含 有最高浓度的线粒体，因此，心脏显然是鳞阳离子的主要标的器官。此外，鳞阳离子具有优 异的灌注特性，该灌注特性可使与细胞凋亡有关而造成坏死的心脏梗塞及心脏衰竭的显像 产生高对比。[18F]鳞阳离子可准确地区分无法以药物治疗及以换新的血管以增加供应心 脏血液而中止细胞凋亡过程的心肌部分，以及可通过治疗而挽救的心肌区域。本发明所提供优选的显像方法包含利用任一如式I、II、III、IV、V、VI、或VII中 的亲油性盐类，该盐类可使目标物对背景值产生至少2 1的放射线强度比，或更优选为约 5 1、约10 1、或约15 1的放射线强度比。在某些优选方法中，目标组织的放射线强 度强于背景值。在其它具体实施方式
中，本发明提供数种方法使目标组织的放射线强度弱 于背景值。一般地，目标组织与背景值间的任何放射线强度差异足以辨识及显现目标组织， 而该差异足以应用于本发明的方法。在本发明优选方法中，本发明化合物可快速地从身体组织排出以防止经投予该放 射性同位素标示化合物的病人延长暴露在该化合物的辐射下。自体内排出如式I的典型化 合物或其从属化合物所需时间小于约24小时。自体内排出本发明化合物所需的时间更优 选为小于约16小时、12小时、8小时、4小时、2小时、90分钟、或60分钟。典型地，优选的化 合物是在约60分钟至约120分钟间自体内排出。本发明的优选化合物在体内呈稳定状态，因此在排出该化合物之前，基本上所有， 例如大于约50%、60%、70%、80%、或更优选为大于90%的经注射至体内的化合物不会被 身体代谢。本发明的化合物及盐类与本发明的显像方法是用于各种症状的显像，包含癌症、 心血管及肝脏疾病、HIV、AIDS、自体免疫疾病、退化性病症、肿瘤等。可投予本发明化合物的典型的对象为哺乳动物，特别是灵长类动物，尤其是人类。 在兽医应用方面，多种不同对象都可适用，例如诸如牛、绵羊、山羊、乳牛、猪等家畜；诸如 鸡、鸭、鹅、火鸡等家禽；以及驯养的动物特别是诸如狗及猫等宠物。在诊断或研究应用方 面，多种不同的哺乳动物都为适用对象，包含啮齿类(例如小鼠、大鼠、仓鼠)、兔、灵长类、 以及猪如近交猪(inbred pigs)等。此外，在体外应用方面(诸如体外诊断及研究应用)，上 述对象的体液及细胞可适用于体外应用上，诸如哺乳动物，特别是灵长类动物(如人类)， 血、尿、或组织样本，或者上述在兽医应用方面的动物的血、尿、或组织样本。本发明也提供医药组合物套组，该医药组合物套组包括医药可接受载体及一种包 括至少一种医药可接受的阴离子与如式I、II、III、IV、V、VI、或VII中的任一阳离子的盐。 在某些具体实施方式
中，该医药组合物套组包括反应前驱物，该前驱物与放射性标示前驱 物结合后必然产生如式I或其从属的化合物或盐。其它由本发明提供的医药组合物套组进 一步包括至少一种下列的指标使用该组合物使线粒体活性经增加或经抑制的细胞显像的说明，或使用该组合物评估施予病人的药物计划的治疗效果的说明，或使用该组合物选择性地在发炎存在下使恶性细胞及肿瘤显像的说明，或使用该组合物测量线粒体膜电势(Δ Ψπι)的说明。
在某些优选具体实施方式
中，本发明所提供的套组中包含约1至约30mCi如上所 述的经放射线核种标示的显像剂与医药可接受载体的组合。该显像剂与载体可以溶液形式 或冻干形式提供。当该套组中的显像剂与载体是以冻干形式提供时，该套组可任选地含有 无菌的且医药可接受的复原介质，例如水、盐水、缓冲盐水等。本发明进一步提供自动化合成本发明的经11C^8FJ6Br或123I标示的盐类的仪器及 合成法，包括含有如式I、II、III、IV、V、VI、及VII中的任一阳离子的盐类，以及制备含有 该盐类的医药组合物。F-18的半衰期(120分钟)可使阳离子探针自粒子回旋加速器中心 分配至卫星PET扫描仪，其与采用[18F]FDG的快速分配系统相似。以123I标示的阳离子探 针将使得从制造中心分配至配备有SPECT的医 学机构。本领域技术人员(例如核医学专家)可根据本发明方法使用本发明的显像剂使得 受体或病人体内具有功能失常的线粒体(例如展现异常活性的线粒体)位置显像。任何具 有功能失常的线粒体(例如展现异常活性的线粒体)位置都可通过本发明的显像方法及显 像剂将其显像。影像可以通过该显像剂积聚在具有功能失常的线粒体(例如展现异常活性的线 粒体)位置，而使空间分布产生差异的功效而产生该影像。该空间分布可利用任何适合特 定标示的方法(例如Y摄像机、PET仪器、SPECT仪器等)进行测量。该显像剂的积聚程度 可利用已知的放射性射线定量方法进行测量。特别有用的显像方法是采用一种以上的显像 剂同时进行研究。此外，可通过增加如式I的盐的投予剂量而多次进行该显像方法以完成 利用分次-剂量显像减少法(split-dose image subtractionmethod)的后续研究。优选为对受体投予侦测上有效量的本发明显像剂。根据本发明，本发明显像剂的 「侦测上有效量」是界定为利用临床上可使用的设备足以产生可接受的影像的量。本发明 显像剂的侦测上有效量可多次注射投予。本发明显像剂的侦测上有效量可随着例如个体的 敏感性程度、年龄、性别、以及个体的体重、个体的特定反应、放射线的用量测定等因素而改 变。本发明显像剂的侦测上有效量也可随着仪器及胶卷相关因素而改变。本领域技术人员 的人士可将这些因素最优化。用于诊断目的的显像剂的使用量及显像研究的持续时间是根据用于标示该药剂 的放射性核素、病人体重、倾向于进行治疗的病症的种类及严重性、病人所接受的治疗方法 的种类、以及经治疗后病人产生的反应的特性而定。最后，主治医师将决定对各个病人投予 显像剂的投予量以及显像研究的持续时间。本文所述的化合物具有一或多个不对称中心或平面。本发明的含有不对称地被取 代的原子的化合物可离析成光学活性或外消旋形式。制备光学活性形式化合物的方法是本 领域公知的，例如通过外消旋形式化合物(外消旋体)的离析作用、通过不对称合成法、或 通过自光学活性起始物质进行合成。外消旋体的离析作用可通过公知方法，例如在拆解试 剂存在下进行结晶、或使用例如手性HPLC管柱进行层析而达成。本文所述的化合物中也可 存在许多烯烃的几何异构体、C = N双键等，所有此等稳定的异构体包含于本发明中。以上 是说明本发明化合物的顺式及反式几何异构体及其可经离析为异构体的混合物或为经分 离的异构体形式。除非特别指明特定立体化学或异构体形式的化合物，否则本发明包含所 有手性(对映与非对映)、和外消旋形式、以及几何异构体形式的结构。当化合物任何可变的组成或化学式出现一次以上时，各个存在的变异的定义独立于其它所存在的变异。因此，例如，若一基团可经O至2个R*取代，表示该基团可任选地经 多达2个R*取代，且所出现的各个R*是独立地选自R*的定义。又，仅当取代基及/或变 异的组合可形成稳定化合物时，才允许此等组合。如上所述，各化学式(式I、II、III、IV、V、VI、或VII的化合物)的各种取代基是 「任选地取代」，包含式 I、II、III、IV、V、VI、及 VII W Ar, Ar\ Ar2, Ar3, R, R1, R2, R3, R4, R5, 1 6、乂、广炉、么欢及Z，以及此等取代基列举于从属化学式中，例如式I及从属化学式。本 文中所使用的「被取代」是指在经指定的原子或基团上的任一个或多个氢经选自取代基组 群中的基团取代，其条件是不超过所指定的原子的正常价数，且该取代可产生稳定的化合 物。当取代基为氧代基(酮，也即，=0)时，原子上的2个氢被被取代。本发明包含出现 在 本发明化合物的所有原子的同位素(包含放射性同位素)。当式I及其从属化学式的取代基例如Ar、Ar1、Ar2、Ar3、R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、X、 X1、X2、X3、X4、及Z，以及列举在从属化学式中的取代基可进一步被取代，它们可以在一或多 个可利用的位置上被取代，典型地在1至3或4个位置上被一个或多个适合的基团，如本文 所揭示的基团所取代。可存在于「被取代」的R1、! 2、R或其它基团上的适合的基团包含，例 如，卤素；氰基；羟基；硝基；迭氮基；烷酰基(例如酰基等的烷酰基)；羧酰胺基；烷基 (包括具有1至约8个碳原子的环烷基，优选为具有1、2、3、4、5、或6个碳原子)；烯基及炔 基(包括具有一个或多个不饱和键且含有2至约8个碳原子的基团，优选为具有2、3、4、5、 或6个碳原子)；具有1至约8个碳原子及一个或多个氧键的烷氧基，其优选为具有1、2、 3、4、5、或6个碳原子；芳氧基，如苯氧基；包括具有一个或多个硫醚键且含有1至约8个碳 原子的烷硫基，其优选为具有1、2、3、4、5、或6个碳原子；包括具有一个或多个亚磺酰基键 且含有1至约8个碳原子的烷基亚磺酰基，其优选为具有1、2、3、4、5、或6个碳原子；包括 具有一个或多个磺酰基键且含有1至约8个碳原子的烷基磺酰基，其优选为具有1、2、3、4、 5、或6个碳原子；包括具有一个或多个N原子且含有1至约8个碳原子的氨烷基，其优选为 具有1、2、3、4、5、或6个碳原子；具有6或更多个碳原子及一个或多个环的碳环芳基(例如 苯基、联苯基、萘基等，各环为被取代或未被取代的芳香族)；具有1至3个分离或稠合环且 具有6至约18个环碳原子的芳烷基，优选的芳烷基为苯甲基；具有1至3个分离或稠合环 且具有6至约18个环碳原子的芳烷氧基，优选的芳烷氧基为0-苯甲基；或具有1至3个分 离或稠合环(每个环具有3至约8个原子)及一个或多个N、0、或S原子的芳香族杂环基， 例如香豆素基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩 基、噻唑基、三嗪基、噁唑基、异噁唑基、咪唑基、吲哚基、苯并呋喃基、苯并噻唑基、四氢呋喃 基、四氢吡喃基、哌啶基、吗啉基、哌嗪基、以及吡咯烷基。此等杂环基可进一步被取代，例如 被羟基、烷基、烷氧基、商素以及胺基取代。本文所使用的「烷基」是倾向于包含具有特定碳原子数的分支和直链的饱和脂肪 族烃基。烷基的实例包含，但非限于，甲基、乙基、正_丙基、异_丙基、正_ 丁基、仲丁基、数 丁基、正-戊基、以及仲戊基。优选的烷基为烷基。特别优选的烷基为甲基、乙基、丙基、 丁基及3-戊基。本文所使用的「Cm烷基」包含具有1至4个碳原子的烷基，其可包含环丙 基部分。适合的实例为甲基、乙基以及环丙基甲基。「环烷基」是倾向于包含具有特定碳原子数的饱和环状基团，例如环丙基、环丁基、 环戊基、或环己基。环烷基团典型地具有3至约8个环原子。
「(C3_8环烷基)Ci_4烷基」中的环烷基与烷基是如上所定义，其中C3_8环烷基附接在烷基上。「(c3_8环烷基)(V4烷基」包括，但非限于，环丙基甲基以及环己基甲基。「烯基」是倾向于包含具有一个或多个不饱和碳_碳键构形的直链或分支状烃链， 其可出现在烃链中任何稳定的地方，例如乙烯基及丙烯基。烯基典型地具有2至约8个碳 原子，更典型地具有2至约6个碳原子。「炔基」是倾向于包含具有一个或多个碳-碳三键构形的直链或分支状烃链，其可 出现在烃链中任何稳定的地方，例如乙炔基及丙炔基。炔基典型地具有2至约8个碳原子， 更典型地具有2至约6个碳原子。「卤烷基」是倾向于包含被1或多个卤素原子取代的具有特定碳原子数的分支与 直链饱和脂肪族烃基。卤烷基的实例包含，但非限于，一-、二 _、或三_氟甲基、一 _、二 _、 或三-氯甲基、一 _、二 _、三_、四-或五-氟乙基、以及一 _、二 _、三_、四-或五-氯乙基。 典型的卤烷基基团具有1至约8个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子。「烧氧基」代表具有指定碳原子数的如上述烷基基团，其具有氧键。烷氧基的实例包 含，但非限于，甲氧基、乙氧基、正_丙氧基、异_丙氧基、正_ 丁氧基、2- 丁氧基、第三丁氧基、 正_戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、正_己氧基、2-己氧基、3-己氧基、以及 3-甲基戊氧基。典型的烧氧基基团具有1至约8个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子。「卤烷氧基」代表具有指定碳原子数的如上述卤烷基基团，其具有氧键。本文所使用的「烷硫基」包含那些具有一个或多个硫醚键以及优选具有1至约8 个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子的基团。
本文所使用的「卤代」或「卤素」是指氟、氯、溴、或碘；以及「抗衡离子」是指小的、带负 电的离子，例如氯、溴、氢氧化物、醋酸盐、硫酸盐等。本文所使用的「烷亚磺酰基」包含那些具有一个或多个亚砜(SO)键以及优选具有 1至约8个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子的基团。本文所使用的「烷磺酰基」包含那些具有一或多个磺酰基(SO2)键结以及优选具 有1至约8个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子的基团。本文所使用的「烷胺基」包含那些具有一个或多个一级、二级及/或三级胺基团以 及优选具有1至约8个碳原子，更典型地具有1至约6个碳原子的基团。本文所使用的「卤代」或「卤素」是指氟、氯、溴、或碘；以及「抗衡离子」是指小的、 带负电的离子，例如氯、溴、氢氧化物、醋酸盐、硫酸盐等。本文所使用的「碳环基团」是指任何稳定的3-至7-元单环或双环基团，或者7-至 13-元双环或三环基团，各基团可为饱和、部分不饱和、或芳香族基团。除了本文中所列举的 实例外，此等碳环的实例包含，但非限于，环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷 基、环辛基、[3. 3. 0]双环辛基、[4. 3. 0]双环壬基、[4. 4. 0]双环癸基、[2. 2. 2]双环辛基、
芴基、苯基、萘基、茚基、以及四氢萘基。本文所使用的「杂环基团」是倾向于包含具有1至3个(优选为稠合的)环，其中 每个环具有3至约8个原子，且至少一个环含有选自N、0、或S的原子的饱和、部分不饱和、 或不饱和(芳香族)基团。该氮及硫杂原子可任选地被氧化。「杂环烷基」是指饱和杂环基团。在任何杂原子或碳原子上的杂环可附接至其侧基团，而形成一稳定结构。若所得的化合物是稳定的，本文所述的杂环可在碳或氮原子上被取代。杂环中的氮可任选地被四级化。本文所使用的「芳香族杂环系统」是倾向于包含任何5-至7-元单环或10-至14-元双环的杂环芳香族环系统，其包括碳原子及1至4个独立地选自N、0、及S的杂原子。优选 的为芳香族杂环中S及O原子的总数不超过2，更优选为不超过1。杂环的实例包含，但非限于本文所列举者且进一步包含吖啶基、苯并咪唑基、苯并 呋喃基、苯并硫代呋喃基、苯并硫代苯基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并四唑 基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑啉基、咔唑基、NH-咔唑基、咔啉基、苯并二氢吡 喃基、色烯基、噌啉基、十氢喹啉基、2H，6H-1，5，2-二噻嗪基、二氢呋喃[2，3-b]四氢呋喃 基、呋喃基、呋咱基、咪唑烷基、咪唑啉基、咪唑基、IH-吲唑基、假吲哚基、吲哚满基、吲哚嗪 基、喷哚基、3H-吲哚基、异苯并呋喃基、异苯并二氢吡喃基、异吲唑基、异吲哚满基、异吲哚 基、异喹啉基、异噻唑基、异噁唑基、吗啉基、萘锭基、八氢异喹啉基、噁二唑基、1，2，3-噁二 唑基、1，2，4-噁二唑基、1，2，5-噁二唑基、1，3，4-噁二唑基、噁唑烷酮基、噁唑基、噁唑烷 酮基、嘧啶基、菲啶基、菲绕啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噻噁基、吩噁嗪基、酞嗪基、哌嗪基、 哌啶基、蝶啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、批唑烷基、批唑啉基、批唑基、哒嗪基、批哆并噁唑 基、吡哆并咪唑基、吡哆并噻唑基、吡啶基、吡啶基、嘧啶基、吡咯烷基、吡咯啉基、2H-吡咯 基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、4H-喹嗪基、喹噁啉基、喹啉环酯基、四氢呋喃基、四氢异喹啉 基、四氢喹啉基、6H-1，2，5-噻二嗪基、1，2，3-噻二唑基、1，2，4-噻二唑基、1，2，5-噻二唑基、 1,3,4-噻二唑基、噻蒽基、噻唑基、噻吩基、噻吩并噻唑基、噻吩并噁唑基、噻吩并咪唑基、噻吩 基、三嗪基、1，2，3-三唑基、1，2，4-三唑基、1，2，5-三唑基、1，3，4-三唑基、以及氧杂蒽基。优选的杂环基团包含，但非限于吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、批 咯烷基、吗啉基、哌啶基、哌嗪基、以及咪唑基。也包含含有例如上述杂环的稠合环及螺化合物。本文所使用的「碳环芳基」包含含有1至3个分离或稠合环以且具有6至约18环 原子而且不含杂原子的基团。特别优选的碳环芳基包含苯基以及萘基(包含1-萘基以及 2-萘基)。「医药可接受载体」是指生物兼容性(包含无菌、pH、等张性、安定性等特性)溶液， 其包含任何及所有溶剂、稀释剂(包含无菌盐水、氯化钠注射剂、林格氏注射剂、葡萄糖注 射剂、葡萄糖与氯化钠注射剂、乳酸化林格氏注射剂、以及其它水性缓冲溶液)、分散介质、 涂剂、抗菌剂以及抗真菌剂、等渗压剂等。该医药可接受载体也可含有安定剂、防腐剂、抗氧 化齐 、或其它本领域技术人员所公知的添加剂、或其它的在本领域中已知的载剂。本文所使用的「医药可接受盐类」是指所揭示化合物的衍生物，其中该母化合物是 经由制造其本身的非毒性酸或碱盐类加以改质。医药可接受盐类的实例包含，但非限于碱 性残质的矿物或有机盐类，例如胺类；酸性残质的碱或有机盐类，例如羧酸类；这些医药可 接受盐类包含常规的非毒性盐类或母化合物形成的季铵盐类，例如，由非毒性无机酸或有 机酸形成。例如，常规的非毒性酸盐类包含那些衍生自无机酸的(例如盐酸、氢溴酸、硫酸、 磺胺酸、磷酸、硝酸等)；以及由有机酸制备的盐类，该有机酸例如醋酸、丙酸、琥珀酸、乙醇 酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、双羟萘酸、马来酸、羟基苹果酸、苯基 乳酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、甲磺酰酸、对氨基苯磺酸、2-乙酰氧基苯甲酸、延胡索酸、甲 苯磺酸、甲烷磺酸、乙烷二磺酸、草酸、羟乙基磺酸、HOOC-(CH2)n-COOH,其中η为0至4、等。本 发明的医药可接受盐类可由含有碱性或酸性部分的母化合物经常规的的化学方法合成。一 般此等盐类可通过使此等游离酸形式的化合物与适当碱(例如Na、Ca、Mg、或K的氢氧化合物、碳酸盐、重碳酸盐等)的化学计量反应而制得，或通过使此等游离碱形式的化合物与适 当酸的化学计量反应而制得。此等反应典型地是在水中或有机溶剂中或者两者的混合物中 进行。一般地，当进行反应时，非水性介质优选为如乙醚、醋酸乙酯、乙醇、异丙醇、或乙腈。 其它适合的盐类可参考Remington，s Pharmaceutical Science, 17th ed. ,Mack Publishing Company, Easton, PA, p. 1418 (1985)。由于线粒体活性提高或抑制是与各种疾病及病症有关，故可评估线粒体表面电势的显像剂及使用该显像剂的方法是一有效的诊断工具，其可测试与诱发或抑制细胞的细胞 凋亡有关的各种疾病情况。再者，适用于显像或评估线粒体表面电势的改变的显像剂适用于 研究各种疾病，包含癌症、心血管或肝脏疾病、HIV、AIDS、自体免疫疾病、退化性病症、肿瘤等。实施例本发明将通过下列实施例做进一步的说明，但不应以该实施例限制本发明。本文 中所引用的参考数据(包含参考文献、核准的专利、公开的专利申请案)的内容都合并于本 文。除非另行指明，本发明的实施将使用本领域技术人员所熟知的技术。此等技术已详尽 地在文献中说明。实施例ι PsFI 3-氟丙基三苯基-鱗离子(PFIFPTP)本合成在将来自回旋加速器目标的[18F]氟化物，转移至阴离子交换管柱(收集及 释放管柱(DW-TRC)Dand W，Inc.，Oakdale, TN, USA)而开始。以碳酸钾水溶液(2. 3毫克溶 在0. 3毫升)洗脱管柱，并将洗脱液收集至含有Kryptofix的5毫升ν形瓶中。在120°C 下将Kryptofix、碳酸钾、[18F]氟化物5的混合物干燥；以及在乙腈0. 5毫升中加入二甲 苯磺酰酸丙酯7毫克。在80°C加热5分钟后，加入溶在甲苯0.5毫升中的三苯基膦(奥氏 试剂Aldrich) 21毫克。蒸发去除乙腈并将甲苯混合物加热至沸腾3至5分钟。在甲苯蒸 发后使小瓶冷却，在小瓶中加入高压液相层析(HPLC)溶剂[35 65乙腈水(0. IM甲酸 铵)]0.5毫升。以0.45 μ m聚四氟乙烯HPLC过滤器(Alltech 13mm)过滤该混合物后将 其以 7ml/min 注射至制备用 HPLC 管柱(Waters Novapak C-186 μ m, 7. 8 X 300mm)以进行纯 化。将产物收集至经修改为可添加及移除溶剂的旋转式蒸发器中，蒸发HPLC溶剂以及将放 射性标示的鳞盐溶解于无菌生理盐水中。由起始[18F]氟化物计算[18f]FPTP的总衰变的 经校正的放射化学物产率为12%。将其无菌过滤(PALL-Gelman，OJynuTuffryn)至无菌 小瓶中，以3ml/min经由分析用HPLC[40 60乙腈水(0. IM甲酸铵)，(Waters Novapak C-18,60A, 4 μ m，3. 9 X 150mm)]，以已知浓度的3-氟丙基三苯基-鳞溴化物的冷标准征化 溶液，确认该溶液的放射性化学物、化学纯度以及比活性。[物理数据熔点313-316 ； 1HNMR (CDCl3, δ ) 1. 81-2. 17(m，2H)，4· 01-4. 11 (m，2H)，4· 72-4. 75 (m, 1H)，4· 87-4. 90 (m, 1Η)，7. 69-7. 88 (m, 15Η)]。该合成步骤摘述于合成途径1。 合成途径1 [18F]烷基鳞离子的合成。实施例2 = PsFl 2-氟乙基三苯基-鱗离子(PFl FETP)根据前述实施例1制备[18F]FPTP的方法制备[18F]FETP。
实施例3 = PsFI 2-氟丁基三苯基-鱗离子(PFl FBTP)根据前述实施例1制备[18F]FPTP的方法制备[18F]FBTP。
实施例4 = PsFI氟苯甲基三苯基鱗离子收集且干燥保存在碳酸钾/Kryptofix(如实施例1所述)中的[18F]氟化物后， 在该混合物中加入在二甲亚砜(使用前由氧化钡真空蒸馏)0. 2毫升中的三甲基铵苯甲醛 三氟甲磺酸盐(7毫克)。在120°C加热5分钟后，将醛化物以HPLC水5毫升稀释且收集至 C-18固相萃取盒(Waters C_18Plus Sep-Pak)中，随后以HPLC水10毫升洗涤，然后以惰性 气体气流通过盒干燥3分钟。以乙醚(奥氏试剂)2毫升自盒中洗脱醛化物且使其通过在碱 性铝(奥氏试剂-200-400毫克)上的10%硼氢化钠以将其还原为醇。所述醇随后通过与 三苯基鳞二溴化物(75-100mg)在ImL 二氯甲烷中混合五分钟而转化成[18F]氟化苯甲基溴 化物。使其通过氧化硅固相萃取和(Waters SilicaClassic S印-Pak)且以二氯甲烷1毫升 清洗后，将[18F]氟化苯甲基溴化物加至21毫克的三苯基鳞(或其类似物)溶解在0. 5毫 升甲苯的5毫升ν形瓶中。二氯甲烷/醚溶剂在低温下加热以惰性气体气流蒸发除去，将小 瓶封盖加热至沸腾3至5分钟。在蒸发甲苯后冷却小瓶，将0. 5毫升高压液相层析(HPLC) 溶剂[50 50乙腈水(0. IM甲酸铵)]添加至小瓶。混合物以0.45 μ m聚四氟乙烯HPLC 过滤器(Altech 13mm)过滤后将其以7ml/min注射至制备用HPLC管柱(Waters Novapak C-186ym,7.8X300mm)以进行纯化。将产物收集至经修改为可添加及移除溶剂的旋转式蒸 发器中，蒸发HPLC溶剂以及将经放射性标示的鳞盐溶解在无菌生理盐水中。将其无菌过滤 (PALL-GeIman, 0. 2 μ m, Tuffryn)至无菌小瓶中后，以 3ml/min 经由分析用 HPLC[40 60 乙 腈水(0. IM 甲酸铵)，Waters Novapak C-18，6θΑ，4 μ m，3. 9 X 150讓]，且与实施例 1 的 对-氟苯甲基三苯基鳞离子的已知标准品相比较，确认该溶液的放射性化学物、化学纯度 以及比活性。由起始[18F]氟化物计算[18F]苯甲基三苯基鳞离子的总衰变的经校正的放 射化学物产率为 14%。[物理数据熔点 Smiet^1HNMR (D6-dmso，δ ) 5. 17-5. 21 (d，2Η)， 6. 99-7. 08(m，4H)，7· 67-7. 94 (m, 15Η)]。该合成步骤摘述于合成途径2。 合成途径2 [18F]芳基鳞离子的合成。实施例5 经放射性标示的二苯基(卤烷基)(PF1氟苯甲基)辚离子通过实施例4所述18F氟苯甲基卤化物的合成以制备经放射性标示的卤烷基鳞离 子。该经放射性标示的苯甲基卤化物将附接至二苯基膦而产生放射性标示膦。接着，通过 与适当的卤烷基碘化物，将放射性标示膦转变成卤烷基鳞离子。该经放射性标示的氯烷基 鳞离子的合成步骤摘述于合成途径3。也可制备其它种类的卤烷基，该卤基是附接在各种直 链、分支状及卤化取代位置的烷基链上。
合成途径3 [18F]苯甲基_氯烷基鳞离子的合成。实施例6 经放射件标示的PFl氟烷基-三吡啶基鱗离子及经放射件标示的苯甲 基_三吡啶基鱗离子根据合成途径4所提供的整体性反应图示制备含有吡啶环的经放射性标示的鳞 离子。如上所述，该放射性合成涉及使18F氟烷基(实施例1)及苯甲基(实施例4)部分与 三吡啶基膦反应。 合成途径4 [18F]氟_烷基或芳基_三吡啶基鳞离子的合成。实施例7 经放射件标示的铵离子如合成途径5所示，实施例1至6所述制备放射性标示鳞离子的程序也可适用于
于制备季铵离子。季铵离子的生物分布与鳞离子相当。 R =苯基及/或烷基部分合成途径5 经放射性标示的铵离子的合成。
实施例8 全身PET/SPECT显像适合传递本发明盐的显像法包括静脉内投予该盐以及以数分钟的时间获取每个基础位置的静态扫描影像。准确扫描所需的时间是根据病人体型的大小、盐的剂量、以及倾 向于显像的组织的性质。然而，灵长类的显像参数，尤其是人类，若需要可由熟知放射学的 技术人员及了解以其它放射性医药剂进行PET/SPECT的技术人员加以调整。实施例9 药剂沣射至老鼠后F-18-FBnTP的放射件及血浆中的稳定件活体内的F-18-FBnTP的放射化学物纯度及其安定性以层析术测定。方法F-18-氟苯甲基三苯基鳞(F-18-FBnTP)的制备以F_18在邻位位置的经标示FBnTP的合成是图示于后。在Kryptofix(如与氟烷基衍生物)中收集F-18-氟化物后，将 乙腈中的硝基苯甲醛加至混合物。加热后，醛经还原为醇且接着转成为将标示的苯甲基卤 化物。氟化苯甲基卤化物在甲苯中与三苯基膦或其类似物反应。如上所述，混合物经纯化 且进行质量控制。
F-18-氟苯甲基三苯基鳞离子的合成。在注射示踪物后(post-injection，？. i.)5、15及30分钟自老鼠收集全血，得到老 鼠血浆样本。为了消除血浆蛋白质的结合作用，加入固体尿素达到8M尿素的最终浓度。将 血浆_尿素装填至管柱转换HPLC系统(Hilton 2000)，使血浆通过HPLC捕捉管柱(Oasis Sorbent, WatersCorp.)，当其通过正电子传感器时测定而保留亲油性溶解物，极性物则无 法结合。4分钟后，捕捉管柱无血浆蛋白质及极性物。而后，捕捉管柱的内容物通过40% 乙腈、60%乙酸三乙胺酯缓冲液，pH 4. 1，以lmL/min冲洗至分析用管柱(Prodigy 0DS-3, Phenomenex)。由分析用管柱流出的流出物也通过正电子流传感器。由各层析的尖峰下的 面积决定各物种的比例。结果18F-标示的FBnTP的放射化学物纯度超过95%。血浆层析 显示出单一尖峰，包括97%的总活性，未发现其它尖峰。图1显示p. i. 30分钟所收集的血 浆的层析图，且与母化合物在缓冲盐水中一起培养一段类似长的时间(30分钟)。血浆活性 与母化合物的尖峰位于相同时间点上(约6分钟)。此类放射层析图为F-18-FBnTP能经高放射化学纯度标示且能在老鼠活体内经示 踪物静脉内注射后安定的超过30分钟的优异证明。实施例10 =FBnTP氟化的稳定件方法老鼠由尾静脉注射25 μ Ci &F-18_PhC ；5及30分钟p. i.，移除左或右股骨， 与标准品(1 100注射剂量)一起在伽玛计数器中计算骨放射活性。老鼠的平行组以游 离氟化物(F-18)注射。每个时间点各组以三只老鼠进行研究。放射活性以注射剂量的百 分比(％ ID)表示，总骨摄入量以股骨中的活性X20计算。结果图2显示在5及30分钟p. i.的总骨摄入量。相对于仅以F_18注射至老鼠的骨摄入量，F-18-FBnTP的边缘骨摄入量显示膦化合物的氟化的稳定性。骨中F-18-FBnTP 的最低骨摄入量显示无游离氟化物，也即氟化的稳定性。实施例11 线粒体膜电势(MMP)-相依件摄入量使用CCCP (—种已知可选择性地破坏MMP的质子梗(protonophore))来评估 F-18-FBnTP的MMP-相依性细胞摄入量。方法将人类肺癌细胞H549(10/ml)与0. 1 μ Ci/ml F_18_FBnTP —起培养30分 钟。取悬浮液样本(Iml)转移至各小试管(Eppendorf’ s vials)中且将其放置在37°C浴 中。在各悬浮液中加入不同浓度的CCCP(30、60、90、120yM)。与CCCP培养30分钟后，使试 管离心1分钟，立即测量沉淀物及上清液的活性。结果图3显示在各种浓度的CCCP存在下，F-18-FBnTP的细胞摄入量。CCCP可使 细胞摄入F-18-FBnTP呈剂量相依性地减少。大多数的F-18-FBnTP (86 % )细胞摄入量为 MMP-相依性。t施彻丨12 新颖F-18-ttil阳离子相对干各种禾踪物的勿分布方法新颖鳞化合物F-18-氟苯甲基三苯基磷(FBnTP)及F_18_氟丙基三苯基 鳞阳离子(FPTP)在成鼠中进行研究，并与示踪物C-Il-三苯基甲基鳞(TPMP)、四苯基鳞 (TPP)及Tc-99m-西斯坦米必(sestamibii(甲氧基-异丁基-异腈)；M皿)。F-18-FBnTP 如上述方法制备。FPTP以下述方法制备。TPMP以已知方法制备(Madar I，J Nucl Med. 1999 ；40 1180-5) TPP及MIBI分别由MEN及Dupont购得。五只老鼠中，三只用于 各种示踪物的生物分布研究。不经麻醉的动物以i.v.示踪物溶液(FBnTP或FPTP，TPMP 25 μ Ci ；MIBI 40 μ Ci ；TPP 2 μ Ci ；都在0. 2毫升体积的生理食盐水中)，而后以颈部脱位 法(neck dislocation)在注射60分钟后将动物杀死。移除研究兴趣的器官及组织且标准 品(1 1000) 一起通过放射活性计数器计算(LKB ffallac, 1282Compugamma CS)。F-18-氟丙基三苯基鳞离子(FPTP)的制备F-18-FPTP的合成途径示于下。F_18_FPTP首先由1_氟_3_溴丙烷及三苯基膦制 备为无放射活性化合物，氟丙基三苯基鳞溴化物。冷化合物(cold compound)经质子NMR、 碳-13NMR及HPLC特征化。此标准品用于在纯化、质量控制及经放射性标示的F-18-FPTP 的比活性测定的比较。F-18-FPTP合成如合成途径1所示。简言之，将在乙腈中的1，3_ 二 甲苯磺酰基丙烷加至含有F-18-氟化物、Kryptofix及碳酸钾的经干燥过的小瓶。在加热 枪上，在80°C加热4分钟后，将再甲苯中的三苯基膦加至小瓶。5分钟后，溶液的体积减少 至数微升。冷却至室温后，将HPLC溶剂加至小瓶。混合物以0.45微米过滤器过滤后注射 至半_预备性的HPLC管柱。收集产物F-18-FPTP，蒸发溶剂后，残余的干燥F-18-FPTP再次 溶于无菌生理食盐水。溶液以0.22微米过滤器过滤至无菌真空小瓶。移出分取液以分析 的HPLC测定化学及放射化学纯度。同时测定比活性。 F-18-氟丙基三苯基鳞离子的合成结果示踪物的生物分布示在表1中。在老鼠中的比较性生物分布研究显示F-18-FBnTP作为PET灌注计优于C-11-TPMP。F_18_FBnTP在心脏中的摄入量显著大于其 它示踪物，甚至大于C-11-TPMP，然而血液澄清法与C-Il-TPMP —样优异。许多研究者已经 报导细胞凋亡在急性心肌梗塞及其它形式心衰竭的病理上扮演重要角色。此项数据显示 F-18-FBnTP有潜在效用于包括关联于MMP功能的细胞凋亡的心肌疾病的评估及心肌灌注 示踪物。表1 在老鼠中，氟鳞阳离子注射后60分钟比较各种示踪物的生物分布 * =% ID/gt施例13 伸用F-18- 阳离子_中瘤与发炎的K另1丨致癌物质正亚硝基甲基尿素(NMU)，仅在雌鼠乳腺中诱发癌性肿瘤。因此原位NMU 乳腺肿瘤是评估示踪物肿瘤选择性的最佳模式，其是通过对比累积在带有癌细胞的乳腺的 放射活性与健康乳腺的放射活性进行评估。弗氏完全佐剂(Freimd Complete Adjuvant ； FCA)是已经研究的老鼠发炎剂。在带有NMU老鼠中FCA发炎的引发可直接定量示踪物区别 癌症与发炎的能力。方法对雌鼠(150g)投予(i. p.) 0.1ml的NMU，当肿瘤长到接近1至1.5cm大小时，将 FCA注射(0. 15ml)进后肢。3天后进行摄入分析试验。F-18-FBnTP (0. 25mCi)经由尾静脉 注射。60分钟后，肿瘤、发炎组织及相对肢体(对照用)的健康肌肉组织收集在冰上，秤重， 与标准品一起以伽玛计数器计算。结果图3显示经肌肉数据正规化的F-18-FBnTP在恶性乳腺(肿瘤)、健康乳腺 (对照用的乳腺)、及发炎位置(发炎反应)活性。肿瘤细胞的F-18-FBnTP摄入量是健康 乳腺的4倍，发炎组织的3倍。F-18-FbnTP在乳腺癌相对在健康乳腺及发炎肌肉的不同摄 入量，为本发明功效的优异证明。新颖F-18-鳞阳离子、F-18-FbnTO及F-18-氟苯基三苯基鳞(F-18-FPTP)的累积， 在FCA引发发炎及健康组织相对于F18-FDG示于表2。发炎的引发及活性计算以前述方法 进行。在发炎的氟鳞化合物积聚大大少于FDG (表2)。该数据强有力地证明，本发明所请 求的F-18-鳞化合物可适合于肿瘤及发炎的区别而且可解决F-18-FDG的主要缺失。表2 氟鳞化合物(FBnTP及FPTP)FDG在发炎组织及健康组肌肉在FCA投药3天
后的累积 * =% ID/g 组织t施彻丨14 -.mm^i^ffmmmm (taxeter)的活体内@应的测丨定方法，将2X IO6的人肺癌A549细胞接种于12的裸鼠的平方区域。当肿瘤接近 5至IOmm大小时，六只老鼠以i. v.注射紫杉烷，另六只老鼠作为对照组。摄入分析在48小 时后进行。以i. v.注射F-18-FBnTP 25 μ Ci，肿瘤及肌肉组织在60分钟后剖开。结果图5显示经肌肉数据正规化的肿瘤活性。相对于未处理的对照组，紫杉烷在 肿瘤中产生近50%的F-18-FBnTP累积的减低。棚列15 :_髓_戸斤碰_胞重_丨除方法将雄鼠割去罩丸并在4天后进行摄入分析试验。切开带有后肢肌肉的前列 腺腹叶(VP)、前叶(AP)、以及背外侧叶(DLP)。在计算组织样本中的示踪物的活性后，进行 TUNEL染色以及测量腹叶与前叶中细胞凋亡的比例。结果图6的数据是经肌肉数据正规化的9只实验动物的平均值与8只对照动物 的平均值。在腹叶方面割去罩丸会引起前列腺叶特异性减少，但不会发生在前叶以及背外 侧叶。这些发现与由经染色的组织切片所计算得的细胞凋亡的比例一致。在腹叶中，12. 4% 士3. 8%的细胞显示DNA条带(图8)，而前叶中只有3. 3% 士 1.7% (图9)。实施例16 :F-18-FBnTP对前列腺癌的选择性上述数据显示F-18-PhC可侦测动物体中的细胞凋亡过程。并且，在前列腺中， F-18-PhC累积的改变与目标组织中细胞凋亡的程度有关。这些数据显示F-18-PhC适合作 为PET的示踪物，以测量对前列腺癌进行化疗的功效或是其它形式的癌的化疗功效。然而， 示踪物准确显示细胞凋亡程度的能力是根据示踪物对肿瘤的选择性。为了说明此问题，遂 在前列腺癌的原位模式研究F-18-FBnTP的肿瘤选择性。方法在麻醉下将2X IO6个细胞注射至裸鼠的前列腺上皮组织。当肿瘤达到约 5mm大小时，进行上述的摄入分析试验。比较FBnTP的肿瘤选择性与F-18-FDG的肿瘤选择 性(每组3只小鼠)。结果图9中显示经肌肉数据正规化，示踪物在正常的前列腺中与恶性前列腺中 的累积。恶性前列腺组织对正常前列腺组织的摄入比分别是F-18-PhC为2. 5，FDG为1. 25。 此数据进一步支持F-18-PhC适用于侦测前列腺癌以及测量治疗的反应。实施例17 =C-Il-TPMP的心肌摄入动力学使用PET检测C-Il-三苯基鳞阳离子(TPMP)的表现以估算狗的区域性心肌血流 (Kraus,1994)。方法以i. v.注射4mCi的C_11_TPMP，并在注射后超过85分钟的总时间内获得增加持续时间(15秒至20分钟)的PET动态图像。图像使用GE 4096+扫描仪(15片，每片 厚度6. 5mm)获得。图像以反投影重建，且经过衰减修正。详细的方法叙述如Kraus，1994结果注射后5、30及60分钟心脏的轴向区段表示于图10。该等影像显示相对于 周围肺组织的高对比的心肌的优异可见度。在达稳定期间心/肺比为> 14 1，而心/血 液比为> 100 1。C-Il-TPMP在狗心脏中的提取分率(extraction fraction)为心肌血流的函数示 于图11。在基线条件下(血流=69ml/min/100g)，提取分率非常高(91%)。血流增加5 倍(通过腺苷)使得利用率减低39%。 为研究介于心肌血流与心脏C-Il-TPMP摄入的关，左前降支冠状动脉(LAD)被进 行了阻塞，比较C-Il-TPMP在组织样本中的累积和在区域心肌血流中测定的微球。在LAD 阻塞5分钟后发现显著相关(r = 0.93，ρ < 0.01)(图12)。非梗塞/经梗塞心肌比为 12. 1 士 2. 4。此等数据显示，相较于其它目前使用的SPECT灌注剂，鳞阳离子为估算心肌血流 的灌注剂的优异特征。锝201利用率在基线血流为约80%，增加5倍流速减低至约60%。 对正常血流MIBI利用率为约60%，高流速减低至40%。C-Il-TPMP剂数较该等SPECT试 剂的优势为⑴C-Il-TPMP的总体上较高的心肌利用率；(2)C-11-TPMP在心肌的较长的滞 留；(3) PET扫描仪的较好瞬时性及空间性解析对于在心肌中缺血性区域的较好利用。实施例18 :F-18~FBnTP心肌摄入动力学方法对杂种狗(BW = 35kg)注射3至4mCi的F_18_FBnTP。以GE4096+扫描仪 (15片，每片厚度6. 5mm)获得影像。在注射后超过85分钟的总时间内获得增加持续时间 (15秒至20分钟)的PET扫描。最初3分钟内，每数秒钟收集一次动脉血液样本(0. 5ml体 积)以及逐渐增加收集样本的间隔时间(1至10分钟)以维持显像研究的时间。使用ROI 法分析F-18-FBnTP的血管与心肌动力学。结果F-18-FBnTP可快速地自血池中洗出(图13)。F-18-FBnTP可快速地累聚在 心肌中，在数分钟内达到平衡，并在剩余的扫描时间中保留(图14)。可在左心室与右心室 两者中看见快速地摄入(图15)。相对照下，F-18-FBnTP可快速地自心房以及相邻的肺中 清除(图15)。在注射后60至85分钟，心肌对心房以及对肺的比例是> 15 1。因此， F-18-FBnTP可提供极佳视觉清晰度的高对比的心脏影像(图16)。实施例19 在心衰竭中F-18-FBnTP的心肌累积将杂种狗心脏调节在高速率(210bpm)四星期，这是心衰竭已建立的模式。此模式 的优势在于心肌病变仅涉及细胞凋亡而不涉及冠状动脉的狭窄症或相关缺血性。因此，此 模式中可详细分析细胞凋亡对FBnTP摄入的影响。方法狗的制备及数据获得如前述方法进行。在杂种狗上将起搏器设置在肋骨中 而进行FBnTP PET扫描(如前述)。依据基线扫描，将狗心率调节在210bpm达四星期而取
得二次扫描。结果图17显示FBnTP在心率调节前及四星期的调节后的短轴影像。心率调节在 大部分的下侧壁产生40至60%的FBnTP摄入的显著减低(图18至19，表3)。虽然PET扫 描未经数据收集，但由于FBnTP的极佳灌注能力，及心肌左心壁后续优异地澄清，定型在心 衰竭的心肌的心率调节引发的重组，包括左心壁的变薄及左心室的扩张，能够被清楚地观察到。此外，心率调节引发F-18-FBnTP在遍及全体下侧壁的累积的显著减低，显示在此 区段中经由心细胞的细胞凋亡所引起的心衰竭的增强步骤。图18显示心率调节前与心率 调节后一同记录的影像。在下侧壁中可见F-ISFBnTP的显著减低。在心肌中，心率调节前及心率调节后FBnTP的定量以将感兴趣区域置于活性经注 射剂量正规化的一同记录的心肌影像上。ROI置换的范例在图18中说明。心肌心率调节在 下侧壁引发40至60%的显著(ρ < 0. 001)减低(参见表3)。 表3 心率调节前后F-18-FBnTP心肌摄入。ROI的定位参见图18。数据衍生如图19说明。 *平均活性(注射剂量的％ )在每切片中累积超过36至85分钟，活性的平均值表 示日冕状切片。ROI定位显示在上方左影像上。相同ROIs模版(template)用以得到所有数据。本申请中所有提及的文章及参考文献(包含专利)揭示的内容均合并在本文中以
供参考。本发明经完整、清楚、简明以及精确的说明其制造与使用方法及过程后，可使本领 域任何技术人员制造及使用本发明的盐类。应了解，前述本发明优选具体实施方式
及修饰 可在不背离下述本发明的权利要求的精神及范畴下进行。特别指出及清楚地申明将该内容 视为本发明，本说明书最后为下述权利要求。
图1显示老鼠中18F-FBnTP (质量控制)与血浆30分钟p. i.的印迹的放射层析图； 图2显示老鼠中F-18-FBnTP和F-18骨摄入量； 图3显示活体内ISF-FBnTP的粒线体膜电势(MMP)-相依性摄入量； 图4显示老鼠中ISF-FBnTP在恶性(肿瘤)和健康(对照的)乳腺以及在健康(肌 肉)和发炎肌肉中积累；
图5显示癌A549肿瘤中F-18-FBnTP的细胞摄入；
图6显示阉割4天后F-18-FBnTP在前列腺叶中的积累，阉割造成的细胞凋亡引起与对照组相比，腹叶方面叶特异性显著减少； 图7显示腹部前列腺叶； 图8显示前部前列腺叶；
图9显示F-18-FBnTP和F-18-FDG在老鼠的前列腺肿瘤中的积累； 图10显示C-IlTPMP的心肌摄入；图11显示C-IlTPMP提取分率；
图12显示作为冠状血流速度函数的C-IlTPMP的心肌摄入； 图13显示F-18-FBnTP从血液中的快速清除；
图14显示F-18-FBnTP在3个连续轴向切片(8_10)中左心室和右心室中的积累动力 学。每条迹线表示如上所述的ROIs。本图是FBnTP可快速地累聚在心肌中并均勻分布的好 例子；
图15显示F-18-FBnTP在左心室和肺中的摄入动力学。产生左心室时间-活性曲线的 ROIs在相应的切片上表示出来。本图是FBnTP在心肌中优先累计的优秀例子，相对于邻近 的肺，导致了如下图中所示的非常高质量的心肌图像； 图16显示在心脏衰竭时的F-18-FBnTP心肌积累； 图17显示F-18-FBnTP PET在心率调节前及四星期的调节后的短轴影像； 图18显示心率调节导致心脏衰竭后在下侧壁中F-18-FBnTP的显著减低；以及 图19显示18F-FBnTP心肌摄入在心率调节前(红色)和心率调节4星期后的时间-活 性过程。每个数据代表了 4个切片(切片46-49)的平均活性。目的(ROI)的区域定位表 示在左上心脏图像中。相同的ROI模板被用于在所有心脏区域中取得数据。
权利要求
一种盐类，包括至少一种医药上可接受的阴离子与至少一种如式I的阳离子其中E是磷或氮；以及X1、X2、X3、以及X4独立地选自Ar与R，其中X1、X2、X3、以及X4的至少一个是Ar基团；Ar是任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基、以及任选地被取代的芳烷基；以及R是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括至少一个放射性同位素。
2.如权利要求1所述的盐类，其中Ar是任选地被取代的具有6至18个碳原子和1至3个环的芳基；任选地被取代的杂 芳基，其具有3至18个碳原子、1至约3个环及1至约4个选自N、0与S的环杂原子；以及 任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基；以及R是任选地被取代的烷基、任选地被取代的C2_6烯基、任选地被取代的C2_6炔基、任 选地被取代的具有至少一个F、Cl、Br、或I原子的CV6卤烷基、任选地被取代的具有3至约 8个环碳原子的环烷基、任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基，其中所出现的至 少一个R包括至少一个放射性同位素。
3.如权利要求1所述的盐类，其中E是磷。
4.如权利要求1所述的盐类，其中E是氮。
5.如权利要求1所述的盐类，其中R基团包括一个或多个可发射放射性同位素的正电子。
6.如权利要求1所述的盐类，其中R基团包括一个或多个选自11C^18FJ6Bin123I或其任 何组合的同位素。
7.如权利要求1所述的盐类，其中该阳离子是如式II所示 其中E是磷或氮；以及Ar1、Ar2、及Ar3是独立地选自任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及任选 地被取代的芳烷基；以及R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代 的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括 至少一个放射性同位素。
8.如权利要求7所述的盐类，其中Ai^Ar2、及Ar3是独立地选自任选地被取代的具有6至18个碳原子及1至3个环的芳 基、；任选地被取代的杂芳基，其具有3至18个碳原子、1至约3个环及1至约4个选自N、 O与S的环杂原子；以及任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基；以及R1是任选地被取代的CV6烷基、任选地被取代的C2_6烯基、任选地被取代的C2_6炔基、任 选地被取代的具有至少一个F、Cl、Br、或I原子的CV6卤烷基、任选地被取代的具有3至约 8个环碳原子的环烷基、任选地被取代的具有7至约12个碳原子的芳烷基，其中所出现的至 少一个R包括至少一个放射性同位素者。
9.如权利要求8所述的盐类，其中E是磷。
10.如权利要求8所述的盐类，其中E是氮。
11.如权利要求8所述的盐类，其中R1是选自11C-甲基、任选地被取代的CV6烷基、任 选地被取代的C7_12芳烷基、任选地被取代的C6_12芳基，其中各基团被一个或多个11C-甲基、 11C-甲氧基、18F、76Br、123I、125I、131I、或其组合所取代。
12.如权利要求8所述的盐类，其中R1是11C-甲基、经一个或多个18F取代的C2_6烷基、 或经一个或多个18F取代的苯甲基。
13.如权利要求7所述的盐类，其中R1包括一种或多种适用于放射线治疗的放射性同 位素。
14.如权利要求1所述的盐类，其中所述阳离子如式III所示 其中E是磷或氮；P、q及r是独立地选自0至约5的数；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代 的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括 至少一个放射性同位素；R2> R3、及R4独立地选取，各R2、R3、及R4所出现的基团包括氢、卤素、氰基、硝基、任选地 被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、任选 地被取代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、或任 选地被取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。
15.如权利要求14所述的盐类，其中R1是卤代_C2_6烷基或卤苯甲基。
16.如权利要求6所述的盐类，其中R1是ω-氟-C2_6烷基、ω-碘-C2_6烷基、邻、间或 对-氟苯甲基、或邻、间或对-碘苯甲基。
17.如权利要求1所述的盐类，其中该阳离子是如式IV所示 其中E是磷或氮；Ar1、Ar2、及Ar3是独立地选自任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及任选 地被取代的芳烷基；R5及R6独立地选取，各R5及R6所出现的基团包括氢、商素、羟基、胺基、任选地被取代 的烷基、任选地被取代的商烷基、以及任选地被取代的烷氧基； X是11C-甲基或氟或碘的放射性同位素；以及 m是约2至约6的数。
18.如权利要求1所述的盐类，其中该阳离子是如式V所示 其中E是磷或氮；Ar1、Ar2、及Ar3是独立地选自任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基，以及任选 地被取代的芳烷基；和X是11C-甲基或氟或碘的放射性同位素；以及 m是约1至约5的数。
19.如权利要求1所述的盐类，其包括医药上可接受的阴离子与选自下列基团的阳离子11C-甲基-三苯基鳞离子；11C-甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；11C-甲基-三-间-甲苯基鳞离子；11C-甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-3-氟丙基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-4-氟丁基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-邻-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-间-甲苯基鳞离子；18F-3-氟-4-甲酰基-苯甲基-三-对-甲苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)_ (2-氯乙基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)-(3-氯丙基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)-(4-氯丁基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)-(6-氯戊基)-二苯基鳞离子；(18F-4-氟苯甲基)_ (5-氯己基)-二苯基鳞离子；18F-2-氟乙基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-3-氟丙基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-4-氟丁基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-2-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-3-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；18F-4-氟苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子；以及18F-3-氟4-甲酰基-苯甲基-三(4-吡啶基)鳞离子。
20.如权利要求1所述的盐类，其中该盐类展现至少约5 1的线粒体对非线粒体的比例。
21.如权利要求20所述的盐类，其中该盐类展现至少约5 1的机能障碍线粒体对正 常线粒体的选择性比例。
22.如权利要求1所述的盐类，其适用于正电子断层摄影(PET)或单光子计算机断层摄 影(SPECT)。
23.如权利要求1所述的盐类，其具有与线粒体完整性相关的生物分布。
24.如权利要求1所述的盐类，其中该阳离子是如式VI所示 其中E是磷或氮；Z是氯基、氟基、羟基、或甲氧基； η是1至约12的数 P及q是独立地选自0至约5的数；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代 的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括 至少一个放射性同位素； 以及R2及R3独立地选取，各R2及R3所出现的基团包括氢、商素、氰基、硝基、任选地被取代 的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取 代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、或任选地被 取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。
25.如权利要求1所述的盐类，其中该阳离子是如式VII所示 其中E是磷或氮；P、q及r是独立地选自0至约4的数；R1是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代 的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括 至少一个放射性同位素；R2> R3、及R4独立地选取，各R2、R3、及R4所出现的基团包括氢、卤素、氰基、硝基、任选地 被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代的烷氧基、任选 地被取代的(环烷基)烷基、任选地被取代的烷硫基、任选地被取代的烷基亚磺酰基、或任 选地被取代的烷基磺酰基、以及任选地被取代的单或二羧基酰胺。
26.—种医药组合物，包括医药上可接受的载体及如权利要求1所述的盐类。
27.一种医药组合物包装物，包括装在容器中的如权利要求27所述的医药组合物并进 一步包括至少一种下列的指标使用该组合物使线粒体活性经增加或经抑制的细胞或组织显像的说明，或 使用该组合物评估施予病人的药物计划的治疗效果的说明，或 使用该组合物选择性地在发炎存在下使恶性细胞及肿瘤显像的说明，或 使用该组合物测量线粒体膜电势(ΔΨπι)的说明。
28.—种显像方法，包括下列步骤提供一种放射线标示的盐，该盐包括至少一种医药可接受的阴离子以及至少一种如式 I所示的阳离子 其中E是磷或氮；以及Χ1、Χ2、X3、以及X4独立地选自Ar与R，其中Χ1、Χ2、X3、以及X4的至少一个是Ar基团； Ar是任选地被取代的芳基、任选地被取代的杂芳基、以及任选地被取代的芳烷基；以及R是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基、任选地被取代的炔基、任选地被取代 的卤烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的芳烷基，其中所出现的至少一个R包括 至少一个放射性同位素；使细胞或组织与该放射性标示盐接触；以及 产生放射线影像。
29.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于评估线粒体膜电势(ΔΨπι)。
30.如权利要求29所述的方法，其中该显像方法适用于评估经抑制或增强的细胞凋亡。
31.如权利要求29所述的方法，其中该显像方法适用于使涉及不论是经抑制或增强的 细胞凋亡的病变显像。
32.如权利要求31所述的方法，其中该显像方法适用于使与经抑制的细胞凋亡有关的疾病显像。
33.如权利要求31所述的方法，其中该显像方法适用于使与经增强的细胞凋亡有关的 疾病显像。
34.如权利要求31所述的方法，其中该显像方法适用于癌症、退化性疾病或病症、自体 免疫病症、老化、HIV感染、由氧化压力或DNA突变造成的肌肉病变、或者与线粒体机能障碍 相关的疾病或病症的显像。
35.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于显像机能障碍的线粒体。
36.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于评估可触发或抑制细胞凋亡的 治疗药物的功效。
37.如权利要求36所述的方法，其中该显像方法适用于评估治疗方法的功效。
38.如权利要求37所述的方法，其中该治疗方法是选自药物、放射线、或其组合。
39.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于肿瘤的显像。
40.如权利要求39所述的方法，其中该经放射线标示的盐会优先积聚在恶性细胞的线粒体中。
41.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于癌症的显像。
42.如权利要求41所述的方法，其中该显像方法可决定癌化疾病的程度(癌症的阶 段)。
43.如权利要求41所述的方法，其中该经放射线标示的盐会优先积聚在癌细胞的线粒 体中。
44.如权利要求41所述的方法，其中该癌症为肿瘤。
45.如权利要求41所述的方法，其中该癌症为肺癌。
46.如权利要求41所述的方法，其中该显像方法可区分组织发炎与肿瘤。
47.如权利要求28所述的方法，其中该显像方法适用于发展新颖的治疗剂，该治疗剂 可瓦解目标组织中的线粒体功能。
48.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐展现至少约5 1的目标物 对非目标物的比例。
49.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐在活体内是稳定的。
50.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐在投予后120分钟内基本上 是定位于具有机能障碍的线粒体的位置。
51.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐在投予后60分钟内基本上是 定位于具有机能障碍的线粒体的位置。
52.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐在投予30分钟内实质上是定 位于具有机能障碍的线粒体的位置。
53.如权利要求28所述的方法，其中该经放射线标示的盐是通过γ摄像机、正电子断 层摄影(PET)或单光子计算机断层摄影(SPECT)加以侦测。
54.如权利要求28所述的方法，其中该受者是人、大鼠、小鼠、猫、狗、马、绵羊、乳牛、 猴、鸟类、或两栖动物。
55.一种显像剂，包括至少一种如权利要求1至25所述的经放射线标示的盐或如权利 要求26所述的医药组合物。
全文摘要
本发明提供使用放射性同位素标示亲油性盐的用于线粒体机能障碍的非侵入性诊断显像技术，特别是提供一系列用于非侵入性估计ΔΨm的以18F标示的亲油性鏻阳离子(PhCs)、该PhCs的亲油性铵阳离子类似物、以及在病人体内使用PET或SPECT利用该PhCs使与粒线体相关的病变显像以及侦测与线粒体相关的病变的方法。
文档编号C07F9/54GK101838289SQ200910221879
公开日2010年9月22日 申请日期2003年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者H·T·拉韦特, I·马达尔, J·J·弗罗斯特, R·达纳尔斯, U·A·舍费尔 申请人:约翰·霍普金斯大学