一种核磁共振成像对比剂Hyp-DOTA-Gd及其制备方法与应用

本发明涉及材料科学、肾脏病学、医学影像学等多学科交叉领域，特别涉及一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd及其制备方法与应用。

背景技术：

1、研究发现，肾脏活性氧物质(ros)是急性肾损伤早期诊断的关键标志物，对于急性肾损伤的发生和发展起着重要作用。肾脏ros的光学检测方法已广泛用于急性肾损伤早期诊断，但光在组织中的穿透深度有限，难以在临床应用。磁共振成像(磁共振成像)具有无创、无限穿透深度、高空间分辨率等特点，但难以准确成像肾脏ros的含量和动态分布。已报道的大多数ros响应性磁共振成像纳米对比剂水合粒径(20 -200nm)远超肾小球滤过膜清除阈值(6-8nm)，在肾损伤早期难以经过肾小球过滤，无法在肾脏部位富集并特异性成像急性肾损伤早期的肾脏ros，且受排尿影响，其在肾脏的保留时间短、富集率低，导致肾脏部位磁共振成像信号随着排尿波动，无法准确反应肾脏ros的生理和病理变化情况。

2、因此，有必要开发一种能够解决上述技术问题的核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd及其制备方法与应用，该核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd整合了肾小球滤过、ros激活的肾脏富集及酶解肾清除三种功能，并能依次发挥作用，预期可实现急性肾损伤早期肾脏ros定量成像，同时避免肾脏损伤。据此发展急性肾损伤的早期无创影像学诊断方法，为高危患者提前采取科学的预防和治疗方案，对于肾损伤的治疗和恢复具有重要临床意义。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、在本发明的第一方面，提供了一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd，所述对比剂的结构式如下所示：

4、

5、在本发明的第二方面，提供了一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd的制备方法，所述方法包括：

6、将dota-oh、化合物5、苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐，n,n-二异丙基乙胺在无水dmf中进行反应，后通过提纯，得到化合物hyp-dota；

7、将所述化合物hyp-dota溶解于pbs溶液中，后加入氯化钆进行螯合反应，得到核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd，反应式如下：

8、

9、进一步地，所述化合物hyp-dota与所述氯化钆的摩尔比为1：1。

10、进一步地，所述pbs溶液的ph＝6.8。

11、优选地，所述螯合反应于搅拌条件下进行。

12、进一步地，所述dota-oh、化合物5、苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐、n,n-二异丙基乙胺、无水dmf的用量比(0.1～0.25)g：(0.06～0.1)g：(0.01～0.02)g：(17～18)μl：(0.2～0.4)ml。

13、更进一步地，所述dota-oh、化合物5、苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐、n,n-二异丙基乙胺、无水dmf的用量比0.197g：0.08g：0.012g：17.5μl：0.3ml。

14、进一步地，所述制备化合物hyp-dota的反应中，反应温度为20～30℃，反应时间为8～15h。

15、在本发明的第二方面，提供了采用所述方法制备得到的核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd。

16、在本发明的第三方面，提供了所述的核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd在制备用于急性肾损伤的影像工具中的应用。

17、本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

18、1、本发明的一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd，含有对h2o2和clo-(ros)的高敏感性硼酸酯和对酯酶低敏感性的不活泼酯键，该硼酸酯键与h2o2或clo-快速反应，形成的高反应活性醌甲基可以与蛋白亲核基团反应结合，增强t1wi信号，实现对h2o2和clo-富集和成像；该不活泼酯键在细胞内酯酶作用下缓慢水解，实现对比剂的肾清除。该对比剂的肾小球滤过、ros激活的肾脏富集成像及酶解肾清除三种功能依次发挥作用。本发明利用①高反应活性醌甲基可以与蛋白亲核基团(如氨基)反应结合的性质；②不活泼酯键可以在酯酶作用下缓慢水解的性质，创新地设计了一种程序化自固定和肾清除小分磁共振成像对比剂hyp-dota-gd，整合肾小球滤过、ros激活的肾脏富集及酶解肾清除三种功能，并能依次发挥作用，在体无创获取肾脏部位ros(h2o2和clo-)的含量和动态分布信息，同时避免肾脏损伤。以此为基础，开发肾脏ros的特异性定量成像方法，在肾脏部位选择性增强的t1wi信号，动态获取肾脏部位的ros含量和空间分布情况，建立肾脏ros的磁共振成像方法，弥补了当前磁共振成像选择性成像肾脏ros的短板。为急性肾损伤早期无创影像诊断提供了新策略，还为系统研究ros动态变化在急性肾损伤中的作用机制提供影像工具。

19、2、本发明的一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd的制备方法，引入了带有氧化响应的hyp。在氧化响应刺激下，hyp可以生成带有活泼自由基化合物，该化合物可以与肾损伤部位的蛋白特异性结合，使对比剂在肾脏富集，增强t1成像。而不活泼酯键在细胞内酯酶作用下断键，将聚集在肾脏的对比剂成像之后缓慢排出体外，避免造影剂对肾脏的损伤。

技术特征：

1.一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd，其特征在于，所述对比剂的结构式如下所示：

2.一种权利要求1所述的核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物hyp-dota与所述氯化钆的摩尔比为1：1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述pbs溶液的ph＝6.8。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述dota-oh、化合物5、苯并三氮唑-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐、n,n-二异丙基乙胺、无水dmf的用量比(0.1～0.25)g：(0.06～0.1)g：(0.01～0.02)g：(17～18)μl：(0.2～0.4)ml。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备化合物hyp-dota的反应中，反应温度为20～30℃，反应时间为8～15h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述螯合反应于搅拌条件下进行。

8.根据权利要求2所述的一种核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd的制备方法，其特征在于，所述化合物5的制备方法包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述4-溴-3-甲基苯甲酸甲酯、n-溴代丁二酰亚胺、2,2-偶氮二异丁腈、有机溶液的用量比为2.3g：1.9g：0.164g：25ml，所述有机溶液选自四氯化碳、甲苯，二甲亚砜和二氧六环；

10.权利要求1所述的核磁共振成像对比剂hyp-dota-gd在制备用于急性肾损伤的影像工具中的应用。

技术总结
本发明公开了一种核磁共振成像对比剂Hyp‑DOTA‑Gd及其制备方法与应用，所述方法包括：将DOTA‑OH、化合物5、苯并三氮唑‑N,N,N',N'‑四甲基脲六氟磷酸盐，N,N‑二异丙基乙胺在无水DMF中进行反应，后通过提纯，得到化合物Hyp‑DOTA；将所述化合物Hyp‑DOTA溶解于PBS溶液中，后加入氯化钆进行螯合反应，得到核磁共振成像对比剂Hyp‑DOTA‑Gd；本发明的对比剂是由配体Hyp‑DOTA螯合Gd<supgt;3+</supgt;形成，该对比剂依次发挥肾小球滤过、ROS激活的肾脏富集成像及酶解肾清除三种功能，预期可实现肾脏ROS含量和动态分布在体成像，同时避免肾脏损伤。

技术研发人员：邓凯,伍逸群,程翀,徐聃,何丽,吴波,魏永长,黄世文
受保护的技术使用者：武汉大学中南医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13