CN108452327B - 用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 - Google Patents
用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108452327B CN108452327B CN201810253505.7A CN201810253505A CN108452327B CN 108452327 B CN108452327 B CN 108452327B CN 201810253505 A CN201810253505 A CN 201810253505A CN 108452327 B CN108452327 B CN 108452327B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iodine
- iopamidol
- nanoparticles
- reaction
- tumor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 title claims abstract description 52
- 239000011630 iodine Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229960004647 iopamidol Drugs 0.000 claims abstract description 38
- XQZXYNRDCRIARQ-LURJTMIESA-N iopamidol Chemical compound C[C@H](O)C(=O)NC1=C(I)C(C(=O)NC(CO)CO)=C(I)C(C(=O)NC(CO)CO)=C1I XQZXYNRDCRIARQ-LURJTMIESA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 claims abstract description 34
- IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N Arg-Gly-Asp Chemical compound NC(N)=NCCC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O IYMAXBFPHPZYIK-BQBZGAKWSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 108010072041 arginyl-glycyl-aspartic acid Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000012673 precipitation polymerization Methods 0.000 claims abstract description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical group CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 41
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- -1 bisacrylamide acetal Chemical class 0.000 claims description 18
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 13
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 12
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VHRYZQNGTZXDNX-UHFFFAOYSA-N methacryloyl chloride Chemical compound CC(=C)C(Cl)=O VHRYZQNGTZXDNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 8
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 claims description 8
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 5
- HEWZVZIVELJPQZ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethoxypropane Chemical group COC(C)(C)OC HEWZVZIVELJPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001263 acyl chlorides Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 4
- DJVKJGIZQFBFGS-UHFFFAOYSA-N n-[2-[2-(prop-2-enoylamino)ethyldisulfanyl]ethyl]prop-2-enamide Chemical group C=CC(=O)NCCSSCCNC(=O)C=C DJVKJGIZQFBFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N acryloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C=C HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 claims description 2
- 108010045325 cyclic arginine-glycine-aspartic acid peptide Proteins 0.000 claims description 2
- BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl cyclohexyloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CCCCC1OC(=O)OOC(=O)OC1CCCCC1 BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N methyl 2-[(1-methoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanoate Chemical compound COC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)OC ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims 1
- OOTFVKOQINZBBF-UHFFFAOYSA-N cystamine Chemical compound CCSSCCN OOTFVKOQINZBBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940099500 cystamine Drugs 0.000 claims 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 abstract description 10
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- FKLJPTJMIBLJAV-UHFFFAOYSA-N Compound IV Chemical compound O1N=C(C)C=C1CCCCCCCOC1=CC=C(C=2OCCN=2)C=C1 FKLJPTJMIBLJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 7
- 229920001427 mPEG Polymers 0.000 description 7
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 5
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 5
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 5
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 4
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 4
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 3
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 3
- GRTOGORTSDXSFK-XJTZBENFSA-N ajmalicine Chemical compound C1=CC=C2C(CCN3C[C@@H]4[C@H](C)OC=C([C@H]4C[C@H]33)C(=O)OC)=C3NC2=C1 GRTOGORTSDXSFK-XJTZBENFSA-N 0.000 description 3
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 3
- NLFBCYMMUAKCPC-KQQUZDAGSA-N ethyl (e)-3-[3-amino-2-cyano-1-[(e)-3-ethoxy-3-oxoprop-1-enyl]sulfanyl-3-oxoprop-1-enyl]sulfanylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)\C=C\SC(=C(C#N)C(N)=O)S\C=C\C(=O)OCC NLFBCYMMUAKCPC-KQQUZDAGSA-N 0.000 description 3
- 238000011503 in vivo imaging Methods 0.000 description 3
- 102000006495 integrins Human genes 0.000 description 3
- 108010044426 integrins Proteins 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- RIWAPWDHHMWTRA-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triiodobenzene Chemical group IC1=CC=CC(I)=C1I RIWAPWDHHMWTRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 102100023721 Ephrin-B2 Human genes 0.000 description 1
- 108010044090 Ephrin-B2 Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 102100022337 Integrin alpha-V Human genes 0.000 description 1
- 108010040765 Integrin alphaV Proteins 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 108091008605 VEGF receptors Proteins 0.000 description 1
- 102100033177 Vascular endothelial growth factor receptor 2 Human genes 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical group 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 208000026935 allergic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007815 allergy Effects 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000001218 confocal laser scanning microscopy Methods 0.000 description 1
- 108700041286 delta Proteins 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- AAOVKJBEBIDNHE-UHFFFAOYSA-N diazepam Chemical compound N=1CC(=O)N(C)C2=CC=C(Cl)C=C2C=1C1=CC=CC=C1 AAOVKJBEBIDNHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003529 diazepam Drugs 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 229930182851 human metabolite Natural products 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001025 iohexol Drugs 0.000 description 1
- NTHXOOBQLCIOLC-UHFFFAOYSA-N iohexol Chemical compound OCC(O)CN(C(=O)C)C1=C(I)C(C(=O)NCC(O)CO)=C(I)C(C(=O)NCC(O)CO)=C1I NTHXOOBQLCIOLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002603 iopromide Drugs 0.000 description 1
- DGAIEPBNLOQYER-UHFFFAOYSA-N iopromide Chemical compound COCC(=O)NC1=C(I)C(C(=O)NCC(O)CO)=C(I)C(C(=O)N(C)CC(O)CO)=C1I DGAIEPBNLOQYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical group 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000001165 lymph node Anatomy 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N phloretic acid Chemical compound OC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/04—X-ray contrast preparations
- A61K49/0433—X-ray contrast preparations containing an organic halogenated X-ray contrast-enhancing agent
- A61K49/0447—Physical forms of mixtures of two different X-ray contrast-enhancing agents, containing at least one X-ray contrast-enhancing agent which is a halogenated organic compound
- A61K49/0476—Particles, beads, capsules, spheres
- A61K49/0485—Nanoparticles, nanobeads, nanospheres, nanocapsules, i.e. having a size or diameter smaller than 1 micrometer
- A61K49/049—Surface-modified nanoparticles, e.g. immune-nanoparticles
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于肿瘤靶向性CT成像的纳米造影剂的制备及其应用。它是基于临床所用小分子CT造影剂碘帕醇，先设计并合成可用于聚合的含碘功能性单体化合物。随后采用沉淀聚合法制备粒径适当的含碘聚合物纳米粒子，并对其进行聚乙二醇和RGD肽表面修饰，从而得到具有肿瘤靶向性CT成像功能的纳米造影剂。本发明制备的含碘纳米粒子可作为用于肿瘤CT成像的造影剂，为肿瘤的高灵敏诊断提供了可靠的理论基础和方法依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子及其制备方法，具体说是一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子造影剂的制备方法及其临床应用。
背景技术
恶性肿瘤位居我国疾病死因之首，一些癌症由于早期症状不明显，导致诊断非常困难，症状一旦出现，其病程大多已进入中晚期。因此肿瘤的早期精准诊断是非常重要的。目前，临床上肿瘤的早期诊断主要依赖于正电子发射计算机断层扫描-X射线计算机断层扫描（PET-CT），即以放射性的正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为造影剂，利用高代谢区对该造影剂的高摄取性能，通过PET与CT的融合图像确定肿瘤位置，虽然实现了代谢功能成像与形态学影像的互补，但患者受到放射性同位素和X-射线的双重辐射，所以急需找到对患者损伤较小、成本更低的新方法有效诊断肿瘤。X线CT是现代医学中最重要的非侵入性成像诊断技术之一，在临床已经使用大半个世纪，由于其成像原理的限制，很难分辨软组织的微小变化。因此，CT 的一些低组织分辨率就要求使用造影剂来增加病变组织与正常组织的密度差别，使得肿瘤或者器官显像。因此，发展高特异性和高灵敏度的CT影像学造影剂来提高肿瘤的早期诊断和疾病的精确诊断是当前医学和影像诊断学的发展趋势。
目前临床上广泛使用的水溶性造影剂均为三碘苯环的衍生物，如碘海醇、碘帕醇、碘普罗胺、泛影葡安等。然而，由于这些CT造影剂均为含碘小分子，在体内循环时间短，无选择性，大剂量使用又会导致严重不良反应及部分患者过敏的问题，因而极大的限制了它们在一些部位如肿瘤、肝、淋巴结等部位的靶向成像和血管造影。过去十几年中，研究者利用纳米粒子的可体内长循环、实体瘤组织的高通透性和滞留效应（EPR效应）、容易进行表面修饰及整合多功能于一体等独特的性能来解决这一问题。纳米造影剂可通过增加局部的碘浓度，显著的增加造影的效果。纳米造影剂的药代动力学与小分子碘造影剂明显不同，其具有更长的体循环时间，增加了造影剂与作用靶点结合的机率。纳米造影剂主要是将含碘小分子造影剂发展成含碘纳米粒子，包括乳液、脂质体、脂质蛋白、聚合物纳米粒子和不溶性纳米材料等。然而欲获得较好成像效果，一般造影剂需达到20-30 mg I/mL血液浓度，因而临床注射造影剂浓度需170-190 mg I/mL左右。许多含碘纳米粒子在这样高的浓度下往往不能稳定存在，如一些通过自组装方法得到的聚合物含碘纳米粒子；有些含碘纳米粒子在体内也存在不稳定的问题（如一些乳液和脂质体等）；还有些含碘聚合物纳米粒子具有一定毒性，因而制备结构稳定和生物安全的含碘纳米粒子是非常必要的。
研究发现粒径为20-200 nm的粒子通常可以通过EPR效应到达肿瘤病灶。然而EPR效应是一个被动靶向过程，难以令纳米粒子在肿瘤部位达到有效的蓄积。与正常血管不同，肿瘤组织包含很多新生血管，其特异性的表达多种受体，包括整合素、VEGFR、ephrin-B4、ephrin-B2、Delta-like ligand 4（DLL4）等。其中整合素之一αvβ3，在多种肿瘤（如乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、脑癌等）细胞表面高表达，被公认为是用于肿瘤成像和治疗的优秀靶点。RGD是整合素的一种竞争性抑制剂，是研究最为广泛的新生血管靶向多肽，能够特异性结合整合素αvβ3，多项研究表明RGD肽能够有效介导药物或造影剂至肿瘤组织。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子及其制备方法，具体说是一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子造影剂的制备方法及其作为肿瘤CT成像造影剂的临床应用。以临床所用CT 造影剂碘帕醇为基础，采用沉淀聚合的方法，设计并合成粒径适当、具有交联结构的可降解含碘聚合物纳米粒子，并以具有肿瘤血管和肿瘤细胞靶向作用的RGD肽对纳米粒子进行表面修饰，使其能高度富集于肿瘤组织，从而实现肿瘤靶向性CT成像。
本发明提供的用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子是以碘帕醇II为原料，在羟基保护的条件下进行酰氯酯化反应，溶剂中酸化后得到含碘纳米粒子的单体化合物；在引发剂和交联剂的作用下对单体化合物采用沉淀聚合制备出含碘聚合物纳米粒子，并对其表面用巯基RGD肽进行修饰，得到具有肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子。
所述的羟基保护的化合物是二（C1~C4）烷氧基甲烷；式R1COR2的醛或酮（可为相应的缩醛或缩酮的相关形式），其中R1是氢原子或C1-C4直链或支链烷基或C1-C4直链或支链烷氧基；R2是氢原子，C1-C4直链或支链烷基或C1-C4直链或支链烷氧基。
所述的酰氯是甲基丙烯酰氯或丙烯酰氯等含有双键的酰氯化合物。
将式（III）的中间体化合物与甲基丙烯酰氯反应，使其上的最后一个羟基酯化，得到化合物（IV）：
所述的酸化条件是采用酸性离子交换树脂001x7、Duolite C20MB、AmberliteIR120或Amberjet 1200 (Rohm&Haas)或强无机酸或硫酸的水溶液。
所述的引发剂是偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈，过氧化二苯甲酰，叔丁基过氧化氢，过氧化二碳酸二环己酯，偶氮二异丁酸二甲酯等。
所述的交联剂为双丙烯酰胺乙缩醛等含有缩醛的交联剂、N,N'-双(丙烯酰)胱胺、二硫代二乙醇丙烯酸酯等含有双硫键的交联剂等。
所述的溶剂为乙腈，乙醇，乙酸，甲苯，水或其任意混合溶剂等；
所述的含碘纳米粒子粒径为20-400 nm。
所述的修饰剂为双异官能团聚乙二醇如甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇、马来酰亚胺和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇或马来酰亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺酯异端修饰的聚乙二醇等，其分子量为2000~5000；
所述的巯基封端的RGD肽包括环状 RGD肽和链状RGD肽。
本发明提供的一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子的制备方法包括的步骤：
1）在无水N,N-二甲基乙酰胺中分别加入碘帕醇（物质II）和浓硫酸，随后在搅拌下滴加羟基保护剂（如2,2-二甲氧基丙烷），使反应温度维持在50-55 °C，搅拌20-24 h后停止反应。用质量分数为3~5%的碳酸氢钠溶液中和反应液，旋转蒸发除去大部分溶剂，得到淡黄色油状物。向油状物中加入蒸馏水，室温搅拌1-2 h后离心得到白色固体，水洗涤，除去未反应的原料和杂质。将所得产物置于40-50 ℃的真空干燥箱中干燥，得到粗产物，粗产物经硅胶柱层析分离纯化，得到白色化合物III。碘帕醇与羟基保护剂摩尔比：1:2~1:6，浓硫酸与羟基保护剂摩尔比：0.1:1~ 0.2:1。
2）在无水N,N-二甲基乙酰胺中加入物质III，在搅拌条件下加入三乙胺，再将甲基丙烯酰氯滴加至上述溶液中，在室温下持续搅拌反应1-2 h，然后将反应体系升温至50-55℃再反应24-48 h，停止反应。将反应液过滤，除去反应液中的铵盐，将所得滤液浓缩后得到黄色油状物质，用质量分数为3~5%的碳酸氢钠溶液洗涤两遍，离心得到白色固体，40-50℃真空干燥20-24 h，得到粗产物，粗产物经硅胶柱层析分离，得到白色化合物IV。物质III与甲基丙烯酰氯摩尔比：1:1~1:8，三乙胺与甲基丙烯酰氯摩尔比：1:1~1:3。
3）化合物IV在酸性条件下解离羟基的环保护，将酸性离子交换树脂或将强无机酸或硫酸的水溶液加入物质IV在水中或在水与可与水混溶的有机溶剂中，室温搅拌1-2 h。然后过滤，将滤液旋转蒸发除去甲醇和大部分的水，经冷冻干燥得到甲基丙烯酸酯化的碘帕醇化合物I。
4）聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的制备
在乙腈和无水乙醇（v/v 10:1）混合有机溶剂中，依次加入制得的甲基丙烯酸酯化碘帕醇化合物I、交联剂和引发剂，将该反应在20-30 min内从室温加热到沸腾状态，保持沸腾状态40 min后终止反应。将反应液离心（12000 rpm，20 min），其沉淀用乙腈洗涤三次，得到聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇。甲基丙烯酸酯化碘帕醇与交联剂的质量比20:1~2:1，引发剂与总单体的质量比为1:100~5:100。
5）聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的表面修饰
将甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇M-PEG-SCM （分子量2000~5000）和马来酰亚胺和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇MAL-PEG - SCM（分子量2000~5000）以质量比0.1:1~10:1分别溶于适量的无水乙腈中，然后将 二者的乙腈溶液同时加入到聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的乙腈溶液中，M-PEG-SCM和MAL-PEG-SCM的总摩尔数与聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇的摩尔比为1:1~2:1，在70℃下避光搅拌48 h得到PEG修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇。
将末端修饰巯基的RGD肽与上述PEG修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇分散在磷酸缓冲溶液中（pH=7.4），在室温条件下避光搅拌20-24 h，即得到RGD肽修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇含碘纳米粒子。
本发明提供了一种用于肿瘤靶向性CT成像的造影剂的制备方法。本发明合成的肿瘤靶向性含碘纳米造影剂的显著优点是：
1）本发明是制备一种用于肿瘤靶向性CT成像的造影剂，以临床所用CT造影剂碘帕醇为基础，制备具有高度生物安全性和可生物降解的含碘纳米粒子。所制备的含碘纳米粒子与小分子碘造影剂相比，具有如下显著的优点：良好的生物相容性；良好的稳定性，较长的体内循环时间；在还原剂或弱酸条件下可降解；可富集于肿瘤部位；具有较好的X射线衰减能力，能够应用于X线CT成像造影剂。
2）本发明以肿瘤血管靶向肽RGD对含碘纳米粒子进行表面修饰，利用纳米粒子在肿瘤组织的EPR被动靶向作用，结合其对肿瘤血管和肿瘤细胞的主动靶向作用，制备具有高度肿瘤靶向性的CT成像造影剂，实现肿瘤的高精度CT成像。
3）本发明提供的制备方法简便高效、可行，而且可控性比较强。并且根据本发明方法所得产品有很好的生物相容性和稳定性，而且可以根据需要来调控含碘纳米粒子的粒径大小，使其可以富集于肿瘤血管或结合在肿瘤细胞的表面，来达到对于肿瘤部位造影的效果。
附图说明
图1、实施例1中合成的纳米粒子的透射电镜图。A：PMAI；B：PMAI-PEG-MAL；C：PMAI-PEG-RGD。
图2、实施例1中合成的纳米粒子PMAI、PMAI-PEG-MAL和PMAI-PEG-RGD的红外光谱图。
图3、实施例1中合成的PMAI和PMAI-PEG-RGD纳米粒子在还原剂DTT存在下降解后的透射电镜图和降解曲线。A：PMAI纳米粒子降解后的电镜图；B：PMAI-PEG-RGD纳米粒子降解后的电镜图；C：PMAI和PMAI-PEG-RGD纳米粒子溶液在有无还原剂二硫苏糖醇（10 mM）存在下的浊度随时间的变化曲线（λ= 630 nm）。
图4、实施例1中合成的纳米粒子被鼠乳腺癌细胞4T1摄取后的共聚焦荧光显微镜图。空白对照组、游离 Cy5.5、Cy5.5标记的PMAI-mPEG 和 Cy5.5标记的PMAI-PEG-RGD与4T1 细胞共孵育 1 h 后细胞的共聚焦荧光显微镜图（标尺：20 μm ）。其中PMAI-mPEG是指单独以甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇M-PEG-SCM修饰的纳米粒子，即没有RGD修饰的对照组。
图5、实施例1中不同浓度的PMAI和PMAI-PEG-RGD纳米粒子对鼠乳腺癌细胞4T1的细胞毒性。
图6、4T1荷瘤鼠经不同纳米粒子尾静脉注射后的荧光活体成像。
图7、4T1荷瘤鼠经不同纳米粒子尾静脉注射24 h后，不同器官的荧光成像图。
图8、4T1荷瘤鼠经不同纳米粒子尾静脉注射前后的CT成像图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，它们只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。除特别标明外，所用试剂和测试设备均为市售。
实施例1：
第一步：在40 mL无水N,N-二甲基乙酰胺中加入碘帕醇（物质II）10.0 g、浓硫酸0.520 g，随后在搅拌下滴加羟基保护剂2,2-二甲氧基丙烷6.40 mL，使反应温度维持在55°C左右，搅拌24 h后停止反应。用质量分数为3%的碳酸氢钠溶液中和反应液，旋转蒸发除去大部分溶剂，得到淡黄色油状物。向油状物中加入150 mL蒸馏水，室温搅拌2 h后离心得到白色固体，并用蒸馏水洗涤两遍以除去未反应的原料和杂质。将所得产物置于50 ℃的真空干燥箱中干燥，得到粗产物8.0 g，粗产物经硅胶柱层析分离纯化（二氯甲烷:甲醇=15:1）得到5 g白色化合物III，最终产率为45.6%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第二步：在8 mL无水N,N-二甲基乙酰胺中加入物质III 2.00 g，在搅拌条件下加入三乙胺1.95 mL，再将甲基丙烯酰氯0.970 mL滴加至上述溶液中，在室温下持续搅拌反应2 h，然后将反应体系升温至55℃再反应48 h，停止反应。将反应液过滤，除去反应液中的铵盐，将所得滤液浓缩后得到黄色油状物质，用质量分数为4%的碳酸氢钠溶液洗涤两遍，离心得到白色固体，50 ℃真空干燥24 h，得到粗产物 1.6 g，粗产物经硅胶柱层析分离（石油醚:乙酸乙酯:甲醇= 6:3:0.5）得到0.3 g白色化合物IV，产率为14.1%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第三步：化合物IV在酸性条件下解离羟基的环保护。将化合物 IV 2.0 g溶解于适量的无水甲醇中，将适量的阳离子交换树脂001×7分散于蒸馏水中，在室温条件下，将化合物IV的甲醇溶液缓慢滴加到阳离子交换树脂溶液中，室温搅拌反应2 h。然后过滤，将滤液旋转蒸发除去甲醇和大部分的水，经冷冻干燥得到1.0 g化合物I甲基丙烯酸酯化碘帕醇（MAI），产率为53.8%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第四步：聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇（PMAI）纳米粒子的制备。在72 mL乙腈和7.2 mL无水乙醇（v/v 10:1）的混合溶液中，依次加入制得的化合物I 390 mg、N,N'-双(丙烯酰)胱胺40 mg和偶氮二异丁腈9.2 mg， 超声加热使其完全溶解，将该反应混合物从室温加热到沸腾状态，保持沸腾状态40 min后终止反应。将反应液离心（12000 rpm，20 min），得到的沉淀用乙腈洗涤三次，将得到的PMAI纳米粒子分散到6 mL无水乙腈中，4 ℃保存备用。PMAI纳米粒子的电镜图见附图1A。
第五步： PMAI纳米粒子的表面修饰。将甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇M-PEG-SCM （分子量2000）和马来酰亚胺和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇MAL-PEG-SCM（分子量2000）以质量比1:1分别溶于适量的无水乙腈中，然后将二者同时加入到PMAI纳米粒子的乙腈溶液中，M-PEG-SCM和MAL-PEG-SCM的总摩尔数与PMAI纳米粒子的摩尔比为1:1，在70 ℃下避光搅拌48 h得到PEG修饰的PMAI纳米粒子。将末端修饰巯基的RGD肽与上述PEG修饰的PMAI纳米粒子分散在磷酸缓冲溶液中（pH=7.4），在室温条件下避光搅拌24 h，即得到RGD肽修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子（PMAI-PEG-RGD）。作为对照，没有RGD修饰的PMAI纳米粒子用M-PEG-SCM修饰，得到PMAI-mPEG。 M-PEG-SCM和MAL-PEG-SCM修饰的纳米粒子（PMAI-PEG-MAL）和继续经RGD修饰的纳米粒子（PMAI-PEG-RGD）的透射电镜图见附图1B和1C。
PMAI纳米粒子及其不同修饰产物的红外光谱图见附图2。
PMAI纳米粒子在还原剂二硫苏糖醇（DTT）存在下降解后的透射电镜图片和降解曲线见附图3。
第六步：测定有无RGD修饰的PMAI纳米粒子被鼠乳腺癌细胞4T1摄取的情况。取适量游离荧光素 Cy5.5以及Cy5.5标记的PMAI-mPEG或Cy5.5标记的PMAI-PEG-RGD，分别分散于适量的DMEM基本培基中，使其 Cy5.5 的浓度均为 2 μg/mL。将含有Cy5.5、Cy5.5标记的PMAI-mPEG和Cy5.5标记的PMAI-PEG-RGD的基本培养液加入至细胞爬片至70%的12孔板中，不加材料的细胞孔作为空白对照，在孵箱中继续培养 1 h 后，吸弃培养液，用无菌PBS 冲洗三遍，加入4% 的多聚甲醛固定 10 min，弃掉多聚甲醛，PBS洗三遍，每孔加入细胞核染料DAPI 300 μL，染色 10 min，弃掉DAPI，PBS洗两遍，封片，然后将细胞爬片在激光共聚焦显微镜下观察材料的入胞情况，结果见附图4。
第七步：测定不同浓度下的有无RGD修饰的PMAI纳米粒子对于肿瘤细胞4T1的毒性：采用MTT的方法对纳米粒子的细胞毒性进行表征。取对数生长期细胞以8×103个/孔接种于96孔板，每组设6个复孔。每孔分别加入不同浓度的PMAI和PMAI-PEG-RGD 纳米粒子的DMEM溶液，每孔的最终体积为200 μL，PMAI 和 PMAI-PEG-RGD 的最终浓度为 0、10、50、100、200、500、1000 μg mL-1。在5% CO2、37 ℃的培养箱中培养48 h后，在超净台内，每孔加入20 μL浓度为5 mg/mL 的MTT溶液，继续培养4 h后，弃去上清液后，PBS洗两遍，每孔加150 μL DMSO，在酶标仪490 nm 处检测各孔的吸收度值。该纳米粒子的细胞毒性结果参见附图5。
第七步：纳米粒子的活体成像表征。将Cy5.5标记的 PMAI-PEG-RGD 纳米粒子、Cy5.5标记的PMAI-mPEG纳米粒子和游离Cy5.5 分别分散于生理盐水中，每份溶液中 Cy5.5的含量为 10 μg，纳米粒子的最终浓度为33.3 mg/mL。用 1 mL 注射器为4T1荷瘤小鼠尾静脉注射300 μL纳米粒子溶液，然后在注射2 h和24 h 后通过小动物活体成像系统检测各个时间点小鼠体内 Cy5.5 红色荧光的分布情况。24 h 后脊椎脱臼处死小鼠，收集其肿瘤和主要器官进行荧光成像，进一步确定纳米粒子在小鼠体内的分布情况。纳米粒子的活体成像参见附图6，24 h后组织分布参见附图7。
分别取 PMAI、PMAI-mPEG 纳米粒子和 PMAI- PEG-RGD 纳米粒子溶液，终浓度为66.6 mg/mL，用 1 mL 的注射器将 300 μL 该纳米粒子溶液经尾静脉注射入小鼠体内。分别在注射前和注射后2 h、8 h 和24 h对其进行CT成像扫描。纳米粒子的体内CT成像结果参见附图8。
实施例2
第一步：在40 mL无水N,N-二甲基乙酰胺中加入碘帕醇（物质II）10.0 g、浓硫酸0.520 g，随后在搅拌下滴加2,2-二甲氧基丙烷6.40 mL，使反应温度维持在55 °C左右，搅拌24 h后停止反应。用质量分数为3%的碳酸氢钠溶液中和反应液，旋转蒸发除去大部分溶剂，得到淡黄色油状物。向油状物中加入150 mL蒸馏水，室温搅拌2 h后离心得到白色固体，并用蒸馏水洗涤两遍以除去未反应的原料和杂质。将所得产物置于50 ℃的真空干燥箱中干燥，得到粗产物8.0 g，粗产物经硅胶柱层析分离纯化（二氯甲烷:甲醇=15:1）得到5 g白色化合物III，最终产率为45.6%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第二步：在8 mL无水N,N-二甲基乙酰胺中加入物质III 2.00 g，在搅拌条件下加入三乙胺1.95 mL，再将甲基丙烯酰氯0.970 mL滴加至上述溶液中，在室温下持续搅拌反应2 h，然后将反应体系升温至55℃再反应48 h，停止反应。将反应液过滤，除去反应液中的铵盐，将所得滤液浓缩后得到黄色油状物质，用质量分数为4%的碳酸氢钠溶液洗涤两遍，离心得到白色固体，50 ℃真空干燥24 h，得到粗产物 1.6 g，粗产物经硅胶柱层析分离（石油醚:乙酸乙酯:甲醇= 6:3:0.5）得到0.3 g白色化合物IV，产率为14.1%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第三步：化合物IV在酸性条件下解离羟基的环保护。将化合物 IV 2.0 g溶解于适量的无水甲醇中，将适量的阳离子交换树脂001×7分散于蒸馏水中，在室温条件下，将化合物IV的甲醇溶液缓慢滴加到阳离子交换树脂溶液中，室温搅拌反应2 h。然后过滤，将滤液旋转蒸发除去甲醇和大部分的水，经冷冻干燥得到1.0 g化合物I甲基丙烯酸酯化的碘帕醇，产率为53.8%。产物经1H-NMR、MS和FTIR表征与所示结构一致。
第四步：聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇（PMAI）纳米粒子的制备。在72 mL乙腈和7.2 mL无水乙醇（v/v 10:1）的混合溶液中，依次加入制得的化合物I 390 mg、N,N'-双(丙烯酰)胱胺70 mg和偶氮二异丁腈4.6 mg， 超声加热使其完全溶解，将该反应从室温加热到沸腾状态，保持沸腾状态40 min后终止反应。将反应液离心（12000 rpm，20 min），得到的沉淀用乙腈洗涤三次，将得到的PMAI纳米粒子分散到6 mL无水乙腈中，4 ℃保存备用。PMAI纳米粒子的电镜图见附图1A。
第五步： PMAI纳米粒子的表面修饰。将甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇M-PEG-SCM （分子量2000）和马来酰亚胺和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇MAL-PEG-SCM（分子量2000）以质量比1:3分别溶于适量的无水乙腈中，然后将二者同时加入到PMAI纳米粒子的乙腈溶液中，M-PEG-SCM和MAL-PEG-SCM的总摩尔数与PMAI纳米粒子的摩尔比为1:1，在70 ℃下避光搅拌48 h得到PEG修饰的PMAI纳米粒子。将末端修饰巯基的RGD肽与上述PEG修饰的PMAI纳米粒子分散在磷酸缓冲溶液中（pH=7.4），在室温条件下避光搅拌24 h，即得到RGD肽修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子（PMAI-PEG-RGD）。
各种结构性能表征如实施例1。
Claims (7)
1.一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子，其特征在于它是以碘帕醇为原料，在羟基保护的条件下，用甲基丙烯酰氯或丙烯酰氯进行酰氯酯化反应，溶剂中酸化后得到含碘的单体化合物；在引发剂和交联剂的作用下对单体化合物采用沉淀聚合制备出含碘聚合物纳米粒子，并对其表面用巯基封端的RGD肽进行修饰，得到具有肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子；所述的含碘纳米粒子粒径为20-400 nm；
所述的羟基保护的化合物是二（C1~C4）烷氧基甲烷；式R1COR2的醛或酮以及相应的缩醛或缩酮，其中R1是氢原子或C1-C4直链或支链烷基或C1-C4直链或支链烷氧基；R2是氢原子，C1-C4直链或支链烷基或C1-C4直链或支链烷氧基；
所述的巯基封端的RGD肽为环状 RGD肽或链状RGD肽。
2.根据权利要求1所述的含碘纳米粒子，其特征在于所述的酸化条件是采用酸性离子交换树脂001x7、Duolite C20MB、Amberlite IR120或Amberjet 1200 (Rohm&Haas)或强无机酸的水溶液。
3.根据权利要求1所述的含碘纳米粒子，其特征在于所述的引发剂是偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二碳酸二环己酯或偶氮二异丁酸二甲酯。
4.根据权利要求1所述的含碘纳米粒子，其特征在于所述的交联剂为双丙烯酰胺乙缩醛、N,N'-双(丙烯酰)胱胺、二硫代二乙醇丙烯酸酯以及含有双硫键的交联剂；所述的溶剂为乙腈，乙醇，乙酸，甲苯，水或它们的混合。
5.一种用于肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子的制备方法，其特征在于包括的步骤：
1）在无水N,N-二甲基乙酰胺中分别加入式（II）碘帕醇和浓硫酸，随后在搅拌下滴加羟基保护剂，使反应温度维持在50-55 °C，搅拌20-24 h后停止反应；用质量分数为3~5%的碳酸氢钠溶液中和反应液，旋转蒸发除去大部分溶剂，得到淡黄色油状物，向油状物中加入蒸馏水，室温搅拌1-2 h后离心得到白色固体，水洗涤，除去未反应的原料和杂质；将所得产物置于40-50 ℃的真空干燥箱中干燥，得到粗产物，粗产物经硅胶柱层析分离纯化，得到式（III）所示的白色化合物；碘帕醇与羟基保护剂摩尔比：1:2~1:6，浓硫酸与羟基保护剂摩尔比：0.1:1~ 0.2:1；
2）在无水N,N-二甲基乙酰胺中加入式（III）所示的白色化合物，在搅拌条件下加入三乙胺，再将甲基丙烯酰氯滴加至上述溶液中，在室温下持续搅拌反应1-2 h，然后将反应体系升温至50-55℃再反应24-48 h，停止反应，将反应液过滤，除去反应液中的铵盐，将所得滤液浓缩后得到黄色油状物质，用质量分数为3~5%的碳酸氢钠溶液洗涤两遍，离心得到白色固体，40-50℃真空干燥20-24 h，得到粗产物，粗产物经硅胶柱层析分离，得到白色化合物（IV），式（III）所示的白色化合物与甲基丙烯酰氯摩尔比：1:1~1:8，三乙胺与甲基丙烯酰氯摩尔比：1:1~1:3；
3）化合物（IV）在酸性条件下解离羟基的环保护，将酸性离子交换树脂或硫酸加入到化合物（IV）的与水混溶的甲醇溶液中，室温搅拌1-2 h；然后过滤，将滤液旋转蒸发除去甲醇和大部分的水，经冷冻干燥得到化合物甲基丙烯酸酯化的碘帕醇（I）；
4）聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的制备
在乙腈和无水乙醇，v/v 10:1混合有机溶剂中，依次加入制得的甲基丙烯酸酯化碘帕醇化合物（I）、交联剂和引发剂，将该反应在20-30 min内从室温加热到沸腾状态，保持沸腾状态40 min后终止反应，将反应液离心，12000 rpm，20 min，其沉淀用乙腈洗涤三次，得到聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇；甲基丙烯酸酯化碘帕醇与交联剂的质量比20:1~2:1，引发剂与总单体的质量比为1:100~5:100；
5）聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的表面修饰
将甲氧基和琥珀酰亚胺基羧甲基酯修饰的聚乙二醇M-PEG-SCM，分子量2000~5000，和马来酰亚胺和琥珀酰亚胺基羧甲基酯异端修饰的聚乙二醇MAL-PEG – SCM，分子量2000~5000，以质量比0.1:1~10:1分别溶于适量的无水乙腈中，然后将二者的乙腈溶液同时加入到聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇纳米粒子的乙腈溶液中，M-PEG-SCM和MAL-PEG-SCM的总摩尔数与聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇的摩尔比为1:1~2:1，在70℃下避光搅拌48 h得到PEG修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇；
6）将末端修饰巯基的RGD肽与上述PEG修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇分散在pH=7.4磷酸缓冲溶液中，在室温条件下避光搅拌20-24 h，即得到RGD肽修饰的聚甲基丙烯酸酯化碘帕醇含碘纳米粒子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的羟基保护剂是2,2-二甲氧基丙烷；所述的交联剂是N,N'-双(丙烯酰)胱胺；所述的引发剂是偶氮二异丁腈。
7.权利要求1所述的肿瘤靶向性CT成像的含碘纳米粒子用于制备肿瘤CT成像造影剂的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810253505.7A CN108452327B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810253505.7A CN108452327B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108452327A CN108452327A (zh) | 2018-08-28 |
| CN108452327B true CN108452327B (zh) | 2020-12-22 |
Family
ID=63237461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810253505.7A Active CN108452327B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108452327B (zh) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7790141B2 (en) * | 2003-08-11 | 2010-09-07 | Pathak Holdings, Llc | Radio-opaque compounds, compositions containing same and methods of their synthesis and use |
| GB0725070D0 (en) * | 2007-12-21 | 2008-01-30 | Iopharma Technologies Ab | Product |
| CN105194693B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-03-27 | 天津医科大学 | 用于ct成像和光热治疗的金壳包裹碘代纳米粒子及其制备 |
| CN106831480B (zh) * | 2015-12-07 | 2019-01-15 | 北京大学 | 基于碘帕醇脂质衍生物的造影剂及其制备方法与用途 |
-
2018
- 2018-03-26 CN CN201810253505.7A patent/CN108452327B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108452327A (zh) | 2018-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106390143B (zh) | 肿瘤靶向核磁共振/荧光双模态成像造影剂及其制备和应用 | |
| Lv et al. | Lactose substituted zinc phthalocyanine: A near infrared fluorescence imaging probe for liver cancer targeting | |
| WO2014129674A1 (en) | Near-infrared dye-conjugated hyaluronic acid derivative and contrast agent for optical imaging including them | |
| Zhuang et al. | Two-photon AIE luminogen labeled multifunctional polymeric micelles for theranostics | |
| Li et al. | Near-infrared fluorescence imaging of CD13 receptor expression using a novel Cy5. 5-labeled dimeric NGR peptide | |
| Su et al. | A design strategy for D–A conjugated polymers for NIR-II fluorescence imaging | |
| Tan et al. | Synthesis and evaluation of a targeted nanoglobular dual-modal imaging agent for MR imaging and image-guided surgery of prostate cancer | |
| Liu et al. | Development of octreotide-conjugated polymeric prodrug of bufalin for targeted delivery to somatostatin receptor 2 overexpressing breast cancer in vitro and in vivo | |
| CN104288786A (zh) | 基于近红外量子点的肿瘤靶向诊疗系统及其制备方法 | |
| CN104117073B (zh) | 一种双模式成像纳米胶束及其制备方法和用途 | |
| CN108452327B (zh) | 用于肿瘤靶向性ct成像的含碘纳米粒子及其制备方法 | |
| WO2019191049A1 (en) | Pharmaceutical compositions containing polyrotaxanes | |
| KR102041246B1 (ko) | 양쪽이온성 알긴산 유도체 및 이를 포함하는 조영제 조성물 | |
| KR20180135180A (ko) | 요오드를 포함하는 생체적합성 단분자 담도 컴퓨터 단층촬영용 조영제 및 이의 제조방법 | |
| CN105348410B (zh) | 一种含碘多糖及其合成方法和应用 | |
| CN108273072B (zh) | 碳酸氧铋纳米材料的制备方法及其产品和应用 | |
| JP6700750B2 (ja) | 化合物、および、前記化合物を有する光学イメージング用造影剤 | |
| CN114231272A (zh) | 一种用于肝部成像的近红外ii区纳米探针及其制备与应用 | |
| CN114716470A (zh) | 不对称的供体-受体型近红外二区探针分子及其制备方法和应用 | |
| CN113603877A (zh) | 一种官能化双嵌段共聚物及其制备方法和用途 | |
| CN104758959A (zh) | 一种放射性核素131i标记的叶酸靶向的多功能树状大分子的制备方法 | |
| CN107337653B (zh) | 四碘甲腺原氨酸-n-羧基内酸酐、聚四碘甲腺原氨酸及其制备方法与应用 | |
| KR101732796B1 (ko) | 당화합물(sugar chemical compound)-탁산화합물(taxane compound) 접합체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 이의 제조 방법 | |
| Bodio et al. | Development of BODIPYS and aza-BODIPYs for molecular imaging applications: From the in vitro to the in vivo | |
| JPWO2005061456A1 (ja) | 近赤外蛍光造影剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| OL01 | Intention to license declared | ||
| OL01 | Intention to license declared |