本发明涉及化合物或其盐以及含有该化合物或其盐的光声成像造影剂。
背景技术：
近年来，作为适合用于进行非侵入式诊断的光学成像方法，荧光成像法和光声成像法已受到关注。
荧光成像法是广泛使用的方法，其中用光照射荧光染料，并且检测从该染料发出的荧光。光声成像法中，检测由用光照射测定对象的分子释放的热所引起的体积膨胀所产生的声波的强度和该声波的产生的位置以致能够得到测定对象的图像。在荧光成像法和光声成像法中，可以使用染料作为造影剂以增加来自测定对象区域的荧光的强度和声波的强度。
PCT日语翻译专利公开No.2012-520856公开了一种结合体，其中将具有苯环作为芳族结构的菁染料共价键合于聚乙二醇，将其用作光学成像剂。
但是，本发明人发现PCT日语翻译专利公开No.2012-520856中公开的结合体具有下述问题。即，发现了PCT日语翻译专利公开No.2012-520856中的结合体具有高的水溶性，原因在于使亲水性磺酸基键合于菁染料部分的结构中的高疏水性芳环，并且迅速地从血液中排出以显示低的肿瘤积累性。
技术实现要素：
由下式(1)、(5)、(6)、和(7)中的任一个表示的化合物或其盐。
(上述式(1)、(5)、(6)、和(7)中，R301-R312的每一个表示氢原子、卤素原子、PO3T301、取代或未取代的苯基、噻吩基、吡啶基、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，T301表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，R31-R34的每一个表示氢原子或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，
A31、B31、和B32的每一个表示具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基，
L31-L37的每一个表示CH或CR35，R35表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、卤素原子、取代或未取代的苯基、吡啶基、苄基、ST302、或者具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基(alkylene)，T302表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、取代或未取代的苯基、或者具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基(alkylene)，Q31表示下述中的任一个：-CONT31-、-NT31CO-、-NT31(C＝O)NT31-、-NT31(C＝S)NT31-、-NT31(C＝O)O-、-O-、-S-、-S(＝O)2NT31-、-OP(＝O)(OT31)O-、-S-S-、-CT31＝N-、-CT31＝N-NH-、-CT31＝N-O-、-CT31＝N-NH-O-、-CONT31-R37-(C＝O)O-、-CONT31-R37-CONT31-、和由下式(2)或式(3)表示的基团，
T31表示氢原子或者具有1-5的碳数的烷基，R37表示-CH(CO2T37)-、-CH(CH2CO2T37)-、和具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基中的任一个，T37表示氢原子、钠原子、钾原子、和具有1-5的碳数的烷基中的任一个，R38表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T38、-S(＝O)2OT38、-P(＝O)(OT38)2、和-OP(＝O)(OT38)2中的任一个，T38表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，
R39表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T39、-P(＝O)(OT39)2、-CONH-CH(CO2T39)-CH2(C＝O)OT39、-CONH-CH(CO2T39)-CH2CH2(C＝O)OT39、和-OP(＝O)(OT39)2中的任一个，T39表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，并且
n表示1-2,500的整数)
L31-L37可构成4元环或6元环。
由以下对例示实施方案的说明，本发明进一步的特征将变得清楚。
具体实施方式
以下对根据本发明的实施方案进行说明，尽管本发明并不限于这些。
菁染料-聚乙二醇共价化合物
根据本实施方案的化合物或其盐由下式(1)、(5)、(6)、和(7)中的任一个表示。本说明书中，该盐能够为药学上可接受的盐。
(上述式(1)、(5)、(6)、和(7)中，R301-R312的每一个表示氢原子、卤素原子、PO3T301、取代或未取代的苯基、噻吩基、吡啶基、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，T301表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，R31-R34的每一个表示氢原子或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，
A31、B31、和B32的每一个表示具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基，
L31-L37的每一个表示CH或CR35，L31-L37可构成4元环或6元环，R35表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、卤素原子、取代或未取代的苯基、吡啶基、苄基、ST302、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烯基(alkylene)，T302表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、取代或未取代的苯基、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烯基(alkylene)，Q31表示下述中的任一个：-CONT31-、-NT31CO-、-NT31(C＝O)NT31-、-NT31(C＝S)NT31-、-NT31(C＝O)O-、-O-、-S-、-S(＝O)2NT31-、-OP(＝O)(OT31)O-、-S-S-、-CT31＝N-、-CT31＝N-NH-、-CT31＝N-O-、-CT31＝N-NH-O-、-CONT31-R37-(C＝O)O-、-CONT31-R37-CONT31-、和由下式(2)或式(3)表示的基团，
T31表示氢原子或者具有1-5的碳数的烷基，R37表示-CH(CO2T37)-、-CH(CH2CO2T37)-、和具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基中的任一个，T37表示氢原子、钠原子、钾原子、和具有1-5的碳数的烷基中的任一个，R38表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T38、-S(＝O)2OT38、-P(＝O)(OT38)2、和-OP(＝O)(OT38)2中的任一个，T38表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，
R39表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T39、-P(＝O)(OT39)2、-CONH-CH(CO2T39)-CH2(C＝O)OT39、-CONH-CH(CO2T39)-CH2CH2(C＝O)OT39、和-OP(＝O)(OT39)2中的任一个，T39表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，并且
n表示1-2,500的整数)
如上所述，由式(1)、(5)、(6)、和(7)的任一个表示的化合物在芳环中不具有高度亲水性的磺酸基(sulfonate group)，因此，能够使该化合物的整体具有疏水性并且不会从血液中迅速地排出。因此，显示高肿瘤积累性。
本实施方案中，Q31能够为-CONH-，R38能够为-OCH3，R39能够为-COOH，并且R301-R312的每一个能够为氢原子。
根据本实施方案的化合物或其盐的分子量优选为5,000-100,000，更优选为10,000-45,000，特别优选为20,000-45,000。
根据本实施方案的化合物或其盐能够由下式(4)表示。
(m表示1-2,500的整数)
菁染料
对根据本实施方案的菁染料进行说明。
根据本实施方案的菁染料具有由次甲基链和与次甲基链的两端键合的含氮五元环组成的结构作为基本骨架。
该菁染料的结构能够由下式(11)、(15)、(16)、和(17)的任一个表示。
根据本实施方案的菁染料能够为吸收具有600nm-1,300nm范围内的波长的光并且发光的化合物。根据本实施方案的菁染料具有优选地106M-1cm-1以上的在吸收最大波长下的摩尔吸光系数。
(上式(11)、(15)、(16)、和(17)中，R201-R212的每一个表示氢原子、卤素原子、PO3T201、苯环、噻吩环、吡啶环、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，T201表示氢原子、钠原子、和钾原子的任一个，R21-R24的每一个表示氢原子或者具有1-18的碳数的直链或支化的烷基，A21和B21的每一个表示具有1-18的碳数的直链或支化的亚烷基，
L21-L27的每一个表示CH或CR25，L21-L27可构成4元环或6元环，R25表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、卤素原子、苯环、吡啶环、苄基、ST202、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烯基(alkylene)，T202表示具有1-18的碳数的直链或支化的烷基、苯环、或者具有1-18的碳数的直链或支化的烯基(alkylene)，R28表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T28、-P(＝O)(OT28)2、-CONH-CH(CO2T28)-CH2(C＝O)OT28、-CONH-CH(CO2T28)-CH2CH2(C＝O)OT28、和-OP(＝O)(OT28)2中的任一个，T28表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，
R29表示-H、-OCH3、-NH2、-OH、-CO2T29、-S(＝O)2OT29、-P(＝O)(OT29)2、-CONH-CH(CO2T29)-CH2(C＝O)OT29、-CONH-CH(CO2T29)-CH2CH2(C＝O)OT29、和-OP(＝O)(OT29)2中的任一个，T29表示氢原子、钠原子、和钾原子中的任一个，并且
t表示1-2,500的整数)
R28能够为-COOH并且R29能够为-COOH。
根据本实施方案的菁染料能够由下式(12)表示。
聚乙二醇(PEG)
根据本实施方案的化合物或其盐的分子量优选为10,000-400,000，原因在于分散在没有凝集的情况下发生。
根据本实施方案的包括聚乙二醇的化合物可不仅具有直链而且具有支化结构。如果包括支化结构，则使分散性提高。
可包括多个能够键合于上述菁染料的氨基，原因在于能够通过与多个菁染料键合而增加每单元聚乙二醇的与菁染料键合的数目。
根据本实施方案的包括聚乙二醇的化合物的实例包括由下式(21)表示的化合物。
(上式(21)中，t为1-2,500的整数，并且分子量优选为5,000-40,000，更优选为10,000以上，特别优选为20,000以上)
其他实例包括SUNBRIGHT(注册商标)PA系列(由NOF CORPORATION生产)：SUNBRIGHT MAPA-20H、SUNBRIGHT MEPA-12T、SUNBRIGHT MEPA-20T、SUNBRIGHT MEPA-30T、和SUNBRIGHT MEPA-40T；SUNBRIGHT(注册商标)EA系列(由NOF CORPORATION生产)：SUNBRIGHT ME-100EA、SUNBRIGHT ME-200EA、SUNBRIGHT ME-300EA、和SUNBRIGHT ME-400EA；SUNBRIGHT GL2-200PA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT GL2-400PA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT GL3-400PA 100U(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT PTE-400EA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT PTE-400PA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT HGEO-150PA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT HGEO-400PA(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT PTE2-200MA2(由NOF CORPORATION生产)、SUNBRIGHT PTE-400MA2(由NOF CORPORATION生产)、和SUNBRIGHT PTE-200PA(由NOF CORPORATION生产)。
(上式(22)中，重复单元的四个聚合度s的每一个为1-2,500的整数)
X能够为-NH2。
上式(22)中，分子量优选为1,000-40,000。
以下可将聚乙二醇称为PEG。
光声成像造影剂
根据本实施方案的光声成像造影剂包括上述化合物和下述的分散介质。
分散介质
本实施方案中分散介质的实例包括生理盐水、注射用蒸馏水、磷酸(phosphate)缓冲盐水、和葡萄糖水溶液。
制造方法
本实施方案中的反应方法包括：制备由上式(11)、(15)、(16)、和(17)的任一个表示的菁染料和由上式(21)表示的PEG衍生物的步骤和使该菁染料与该PEG衍生物反应的步骤。关于该反应方法，可用于羧基与氨基之间的反应的方法的实例包括其中使用缩合剂的方法、其中形成盐并且通过脱水反应进行缩合的方法、其中使用脱水剂的方法、和其中将该羧基转化为酰氯以与该氨基反应的方法。
关于缩合剂，使用碳二亚胺缩合剂、磷酸系(phosphate)缩合剂等。
碳二亚胺缩合剂的实例包括N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)和水溶性碳二亚胺(WSC)。
缩合剂的用量为由上式(11)表示的化合物的用量的0.1倍以上的范围内并且优选大于或等于其用量，基于摩尔。也可以将缩合剂自身用作反应溶剂。
本实施方案中的反应方法中由上式(11)表示的化合物的用量在由式(21)表示的化合物中含有的氨基数的优选地0.1-50.0倍、进一步优选地1.0-20.0倍、特别优选地1.0-10.0倍的范围内，基于摩尔。原因在于随着反应方法中使用的由式(11)表示的化合物的量减少，将样品中未反应的由式(11)表示的化合物除去的负荷在精制工序中减轻。
有机溶剂
只要使由上式(11)表示的化合物与由上式(21)表示的化合物键合，对可用作本实施方案中的反应方法中使用的有机溶剂的材料并无特别限制。
反应方法中使用的有机溶剂的实例包括烃，例如己烷，环己烷，和庚烷；酮，例如丙酮和甲乙酮；醚，例如，二乙基醚和四氢呋喃；卤代烃，例如二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，二氯乙烷，和三氯乙烷；芳烃，例如苯和甲苯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺(以下可简写为DMF)和二甲基亚砜(以下可简写为DMSO)；和吡啶衍生物。可将这些有机溶剂的至少两种组合使用。
能够使用非质子极性溶剂，例如DMF和DMSO；和卤代烃，例如二氯甲烷和氯仿，原因在于由上式(11)表示的化合物可高度溶于这些有机溶剂中并且在将该化合物充分地分散的状态下进行该反应。根据反应条件等，适当地确定该反应方法中有机溶剂的用量。
关于本实施方案中的反应方法，对反应温度并无特别限制并且通常在0℃或更高且低于或等于溶剂的沸点的范围内。但是，希望在最适于所采用的缩合剂的温度下进行该反应。
关于本实施方案中的反应方法，反应时间在例如1-48小时的范围内。
精制工序
关于本实施方案中的精制工序，只要将由上式(11)表示的菁染料和由上式(21)表示的包括聚乙二醇的化合物的结合体精制，则对技术并无特别限制。
用于将该反应方法中得到的结合体分离并精制的方法的实例包括使用有机溶剂的正相色谱法、凝胶过滤色谱法、超滤、和透析。
本实施方案中的精制工序中使用的有机溶剂的实例包括烃，例如己烷，环己烷，和庚烷；酮，例如丙酮和甲乙酮；醚，例如，二乙基醚和四氢呋喃；卤代烃，例如二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，二氯乙烷，和三氯乙烷；芳烃，例如苯和甲苯；非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜；吡啶衍生物；和醇，例如甲醇和乙醇。可将这些有机溶剂的至少两种组合使用。
能够使用卤代烃，例如二氯甲烷和氯仿；和醇，例如甲醇和乙醇。
实施例
以下将参照实施例对本发明进行说明。本发明并不限于这些实施例，并且只要得到具有相同功能和优点的造影剂，则自由地改变材料、组成条件、反应条件等。
分析方法
通过使用1H-NMR(FT-NMR，Bruker DPX600，由Bruker生产，共振频率：600MHz)测定装置确定下述的每个实施例中得到的每个化合物的结构。
光声特性评价方法
关于光声信号的测定，用脉冲激光照射样品，通过使用压电元件来检测来自该样品的光声信号并且在通过高速前置放大器放大后通过数字示波器测定。具体的条件如下所述。将钛蓝宝石激光器(由Lotis生产)用作光源。关于条件，波长为790nm，能量密度为12mJ/cm2，脉冲宽度为20纳秒，并且脉冲重复为10Hz。将Model V303(由Panametrics-NDT生产)用作超声换能器。关于条件，中心带为1MHz，元件尺寸为φ0.5，测定距离为25mm(非焦点)，并且放大率为+30dB(由Olympus Corporation生产的超声前置放大器Model 5682)。测定容器为聚苯乙烯试管，光路长度为0.1cm，并且取样容量(sampling capacitor)为约200μL。通过使用DPO4104(由Tektronix Corporation生产)而进行该测定，其中条件如下所述。
触发器：通过光电二极管检测光声光
数据获取：128次(128个脉冲)的平均
实施例A1
根据Bioconjugate Chem.,2005,16,第51-61页合成了由上式(12)表示的菁染料。
将28.2mg的具有氨基的聚乙二醇(SUNBRIGHT ME-050EA：由NOF CORPORATION生产，分子量：5,000)和113.2mg的由上式(12)表示的菁染料各自称重并且溶解于4.0mL的氯仿中。
将13.8mg的4-二甲基氨基吡啶(以下可简写为DMAP)(由TOKYO KASEI KOGYO CO.,LTD.生产)添加到得到的溶液中后，将23.5mg的水溶性碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(以下可简写为WSC)(由Sigma-Aldrich Corporation生产)添加到通过添加DMAP而得到的溶液中。
在室温下将得到的溶液搅拌24小时。
通过使用透析膜(由Spectrum Laboratories,Inc.生产，15,000的分子量截止)和甲醇作为溶剂，通过透析来进行通过搅拌得到的4mL的反应溶液的分离和精制。
通过使用蒸发器对通过分离和精制而回收的溶液进行蒸馏以将溶剂除去，然后通过使用真空干燥器而进行干燥。
基于1H-NMR测定，对通过干燥而得到的化合物进行鉴别。
由1H-NMR测定的结果确认在最终得到的样品中不包括未反应的菁染料，因此得到了目标化合物，即菁染料-聚乙二醇共价化合物。
将得到的化合物溶解于蒸馏水中以得到光声成像造影剂(A-1)。
实施例A2
通过以与实施例A1中相同的摩尔比进行反应并且通过精制，得到了光声成像造影剂(A-2)，其中具有氨基的聚乙二醇被替换为SUNBRIGHT ME-100EA(由NOF CORPORATION生产，分子量：10,000)。
实施例A3
通过以与实施例A1中相同的摩尔比进行反应并且通过精制，得到了光声成像造影剂(A-3)，其中具有氨基的聚乙二醇被替换为SUNBRIGHT ME-200EA(由NOF CORPORATION生产，分子量：20,000)。
实施例A4
通过以与实施例A1中相同的摩尔比进行反应并且通过精制，得到了光声成像造影剂(A-4)，其中具有氨基的聚乙二醇被替换为SUNBRIGHT ME-400EA(由NOF CORPORATION生产，分子量：40,000)。
比较例C1
通过将官方非药典参比标准吲哚菁绿(由Pharmaceutical and Medical Device Regulatory Science Society of Japan生产)溶解于蒸馏水中而制备光声成像造影剂(C-1)。
肿瘤积累量和血液浓度的定量测定
为了考察在上述实施例和比较例中制备的光声成像造影剂的每一个的肿瘤积累性，经尾静脉将造影剂给药于已将结肠26细胞系的细胞移植到其中的带有肿瘤的小鼠(mouse)。给药量为13nmol，以染料的量计。给药后24小时，从小鼠的尾取出血液，并且用二氧化碳气对该小鼠实施安乐死。然后，将结肠26肿瘤组织摘除。将该肿瘤组织转移到塑料管中，添加重量为该肿瘤组织的1.25倍的1％TritonX-100水溶液，并且使用塑料杵制备匀浆物。随后，对该匀浆物溶液进行离心操作(16,000×G，5分钟，和4℃)以回收上清液。将二甲基亚砜(DMSO)(18μL)添加到该上清液(2μL)中。关于该血液，将1％TritonX-100水溶液(11μL)和DMSO(9μL)添加到该取出的血液(4μL)中。通过使用ODYSSEY(注册商标)CLx Infrared Imaging System(由LI-COR生产)来测定48孔板上该血液和该匀浆物溶液的荧光强度，由此，对本实施例和比较例的血液和肿瘤组织中的该化合物的量进行定量。将每单位重量的该肿瘤组织的相对于给药量(13nmol的染料)、该染料迁移到该肿瘤组织中的量的比例(％注射剂量：简写为％ID)表示为该化合物的肿瘤积累量(％ID/g)。
本说明书中，将这样确定的该肿瘤组织中该化合物的积累量表示为T(％ID/g)，将该化合物的染料在血液中的保持率表示为B(％ID/g)，并且将用T的值除以B的值所产生的值表示为指数T/B(肿瘤积累率/血液中的保持率)。
将每个造影剂的光声信号强度比、肿瘤积累率、血液中的保持率、和T/B(肿瘤积累率/血液中的保持率)的计算结果示于表中。表中，术语“N.D”意味着测定的项目低于检测阈值。
表
由上述结果可知，根据本实施例的菁染料-聚乙二醇共价化合物适于光声成像造影剂。
根据本发明，使菁染料和聚乙二醇的结合体具有如下结构，其中菁染料的芳环不具有磺酸基以保持疏水性，由此不会迅速地从血液中排出。结果，使肿瘤积累性提高。
尽管已参照例示实施方案对本发明进行了说明，但应理解本发明并不限于所公开的例示实施方案。下述权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形以及等同的结构和功能。