一种用于纳米pet显像剂的化合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种用于纳米PET显像剂的化合物及其制备 方法与应用。
【背景技术】
[0002] 正电子断层显像（positronemissiontomography,PET)是目前诊断肿瘤的技术 中常用的手段之一，主要是利用nC、13N、150或18F等放射性核素标记的生物活性物质（如：葡 萄糖、氨基酸、脂肪、抗体等）作为显像剂，通过显像剂在代谢中聚集与分布的呈像，来获知 生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。正电子断层显像不仅可快速获得多层面的断 层影像、实现三维全身扫描、获得三维定量结果，还可以从分子水平动态观察到代谢物或药 物在生物体内的生理变化，其性能远优于其他医学显像技术，可以在早期准确地诊断肿瘤、 指导治疗和监测疗效。
[0003] 在PET显像剂中，由于纳米材料通常具有大的表面积和表面积体积比，可以作为 载体来装载大量的化学显像剂以有效地提高生物组织局部的显像剂浓度，并且纳米材料具 有较长的循环半衰期，可保证足够长的成像时间用以研究疾病的病理过程、评价药物的代 谢途径等，因此，出现了纳米材料与PET显像的融合技术。但是，单纯的采用纳米颗粒作为 基础，对其进行包被和表面修饰连接PET显像核素，在体外完成显像剂的制备，然后注入活 体内用于体内显像，不仅在制备纳米PET显像剂上具有较高的技术难度，需要在严格的反 应条件下，经过复杂的合成制得，而且这些纳米PET显像剂在用于体内显像时，还会由于其 较大的粒子尺寸以及对血管或细胞的低渗透性，造成的摄取率低以及靶向性低、成像灵敏 度低的问题，无法得到理想的成像效果。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中的纳米PET显像剂制备困难、在 生物体内摄取率低、靶向性低的问题，进而提供一种制备简单、摄取率高、具有较高的肿瘤 细胞靶向性的用于纳米PET显像剂的化合物。
[0005] 本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中的纳米PET显像剂成像效果不 理想的问题，进而提供一种成像效果良好的纳米PET显像剂。
[0006] 本发明的用于纳米PET显像剂的化合物A，具有结构式（I)所示的结构（即 1SF-FB-CBT-KCRRVR)。所述化合物A为纳米PET显像剂中的功能性成分。
[0007]
[0008] 所述化合物A是弗林蛋白酶控制性自组装纳米PET显像剂。弗林蛋白酶（furin), 是真核生物细胞中一种重要的内切蛋白酶，在癌细胞中高度表达，是癌细胞一些特有的酶 的前酶，可以识别剪切多种蛋白质，如生长因子、血清蛋白、基质金属蛋白酶、受体、病毒囊 膜蛋白和细菌外毒素等。
[0009] 所述化合物A的CBT-KCRRVR(2-氰基-6-氨基苯并噻唑-赖氨酸-半胱氨酸-精 氨酸-精氨酸_缬氨酸-精氨酸肽）部分中，精氨酸-精氨酸-缬氨酸-精氨酸肽段为可 被肿瘤高表达的弗林酶特异性识别剪切的部分；半胱氨酸（Cysteine)和2-氰基-6-氨基 苯并噻唑（CBT)为缩合形成纳米粒子的功能性部分；赖氨酸为CBT和Cysteine连接的连 接基团，其a-氨基和羧基分别与Cysteine的羧基和CBT的氨基连接，且可利于F-18的标 记，其e-氨基上可连接对氟苯甲酸（isue0F-FBA)，进而生成所述化合物A或所述化合物B。
[0010] 所述化合物A的CBT-KCRRVR肽段，被高表达弗林酶的肿瘤细胞识别摄取进入肿瘤 细胞后，其精氨酸-精氨酸-缬氨酸-精氨酸部分被弗林酶剪切，叔丁基双硫键保护的巯 基端被细胞内的glutathione(GSH)还原），产生自由的Cysteine片断,从而和另一分子的 CBT发生分子间缩合反应并自组装成纳米粒子。所述化合物A形成纳米粒子的过程如下所 示：
[0011]
[0012] 本发明的用于纳米PET显像剂的化合物B，具有结构式（II)所示的结构（即 FB-CBT-KCRRVR)。所述的化合物B可应用于制备纳米PET显像剂的纳米促发剂。
[0013]
化合物A，即可。
[0016] 本领域技术人员可根据原料的溶解等性质选取溶剂，优选的，所述溶剂为水、甲 醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。
[0017] 进一步的，还包括采用缓冲液调节所述反应液的pH值为4-10的步骤。
[0018] 当然，所述缓冲液只要可以实现将反应液的pH值调节至所需范围内即可，优选 的，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液、枸橼 酸盐缓冲液、氨一氯化铵缓冲液中的一种或多种。
[0019] 优选的，所述N-琥珀酰亚胺-4-[lsF]氟苯甲酸酯（18F-SFB)的放射性活度为 0.ImCi-ICi。
[0020] 在所述反应液中，所述2-氰基-6-氨基苯并噻唑-赖氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精 氨酸-缬氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)的浓度为0. 001-5mmol/L。
[0021] 所述化合物B的制备方法，包括以下步骤：将2-氰基-6-氨基苯并噻唑-赖 氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-缬氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)与N-琥珀酰亚 胺-4-[19F]氟苯甲酸酯（SFB)用溶剂溶解，形成混合液，在10-KKTC下反应至得到化合物 B,即可。
[0022] 进一步的，在所述混合液中，所述2-氰基-6-氨基苯并噻唑-赖氨酸-半胱氨 酸-精氨酸-精氨酸-缬氨酸-精氨酸肽（CBT-KCRRVR)的浓度为0. 05-5mmol/L;所述N-琥 珀酰亚胺-4-[19F]氟苯甲酸酯（SFB)的浓度为l-100mm〇l/L。
[0023] 所述化合物A与化合物B的制备过程如下所示：
[0025] 本发明的纳米PET显像剂的制备方法，包括以下步骤：将所述的化合物A与生理盐 水或葡萄糖溶液混合，即得。
[0026] 进一步的，将所述的化合物A、所述的所述化合物B溶解于生理盐水或葡萄糖溶液 中，即得。
[0027] 本发明的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：
[0028] (1)本发明的所述化合物A为小分子，在弗林蛋白酶的作用下，发生缩合反应形成 聚合大分子。小分子亲水性较好，对血管、细胞渗透性较好，摄取率较高，且在弗林蛋白酶的 作用下，可主动靶向成像区域，在肿瘤区域自组装成纳米粒子，使18F在该处聚集，提高了生 物组织局部的浓度，具有较高的肿瘤靶向性，成像灵敏度高、成像效果好，避免了直接采用 大分子造成的摄取率低、靶向性差的问题。
[0029] (2)本发明的所述化合物A，采用18F-FB作为作为显像的标记部分，18F-SFB具有 标记条件温和、收率稳定等优点，更为重要的是，18F-FB与赖氨酸的e-氨基的连接在生物 体内较为稳定，自组装的过程中也能保持稳固的连接，进而可保证所述化合物A在主动靶 向成像区域时，18F的位置可客观的显示出肿瘤的位置，保证成像结果的客观。另外，采用 18F-FB显像的标记部分，可通过CBT-KCRRVR与18F-SFB的酰化反应较易制备得到。
[0030] (3)本发明所述的纳米PET显像剂还包括不含标记元素氟-18的所述化合物B， 1SF-FB-CBT-KCRRVR作为PET显像剂可被弗林蛋白酶高表达的肿瘤摄取，FB-CBT-KCRRVR也 可被摄取，在肿瘤细胞内被剪切并自组装缩合形成纳米粒子，经实验表明，化合物B的加入 可提高显像剂的化学量，作为纳米促发剂，大大提高了成像灵敏度且延长了成像时间，增强 了 1SF-FB-CBT-KCRRVR的显像效果。
[0031] (4)本发明所述的用于纳米PET显像剂的化合物A及所述化合物B制备方法，采 用2-氰基-6-氨基苯并噻唑-赖氨酸-半胱氨酸-精氨酸-精氨酸-缬氨酸-精氨酸肽 与N-琥珀酰亚胺-4-[18F]氟苯甲酸酯或N-琥珀酰亚胺-4-[19F]氟苯甲酸酯进行酰化反应 制得，克服了现有技术的纳米PET显像剂制备困难的缺陷，操作简单，反应条件温和，易于 制备。
【附图说明】
[0032] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0033] 图1为实施例1中合成的FB-CBT-KCRRVR的核磁共振氢谱图；
[0034] 图2为实施例1中合成的FB-CBT-KCRRVR的320nm紫外吸收的HPLC图；
[0035] 图3为实施例5中1SF-FB-CBT-KCRRVR合成的放射性HPLC图谱；
[0036] 图4为实施例14中化合物FB-CBT-KCRRVR体外缩合形成纳米粒子的透