CN111194225A - 用于ct成像的碘化脂肪酸的纳米乳剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由脂肪酸衍生物制成的碘化CT造影剂，用于非侵入性地可视化和定量棕色和/或米色脂肪组织(BAT)或用于对受试者的心脏和/或肝脏成像。有利地，该造影剂将被口服摄取，这是CT成像中的突破。与PET相比，CT的图像分辨率显著增强。

Description

用于CT成像的碘化脂肪酸的纳米乳剂

技术领域

本发明涉及由脂肪酸衍生物制成的碘化的CT造影剂，其用于棕色和/或米色脂肪组织的非侵入性可视化和定量或用于对受试者的心脏和/或肝脏进行成像。有利地，该造影剂将被口服摄取，这是CT成像中的突破性进展。与PET相比，CT的图像分辨率显著增强。

背景技术

肥胖症是重要的健康问题。其主要后果之一是2型糖尿病发展。它主要是由于高糖饮食和高脂肪以及缺乏锻炼，因此能量消耗不足。这种过量的能量摄入主要作为甘油三酯储存在白色脂肪组织(WAT)中。抵消这种过量的能量摄入的一个选项可能是迫使能量消耗增加，以补偿这种高热量摄入。许多研究表明，棕色脂肪组织(BAT)或米色脂肪组织将过量的能量作为热量耗散，从而增加了能量消耗。还已经表明，即使BAT主要存在于冬眠动物中，它也存在于人类婴儿以及成人中。

棕色脂肪组织或米色细胞消耗葡萄糖和脂肪酸，并将它们耗散为热量，以此方式减少脂肪酸循环¹，并改善葡萄糖代谢。在BAT中，命名为解偶联蛋白1(UCP1)的蛋白质负责将该能量耗散为热量。存在于线粒体内膜中的该蛋白可解开呼吸链，从而减少ATP的产生并将过量的质子梯度耗散为热量。最近，表达UCP1的脂肪细胞已显示存在于白色脂肪组织(WAT)中，并已命名为“米色”或“BRITE”脂肪细胞¹。不幸的是，与棕色脂肪细胞相比，它们的作用和活性以及它们在代谢中的角色仍然知之甚少。这个问题非常有趣，因为成人似乎只有很少的BAT，而在皮下WAT中有许多可诱导的米色脂肪细胞²。

WAT褐变剂的开发和评估越来越重要。因此，在体内且随着时间的推移评价这些剂对米色和棕色脂肪细胞的存在和功能的作用的方法变得至关重要。¹⁸FDG-PET是评估棕色脂肪组织的主要成像方式，但存在一些局限性¹。虽然葡萄糖在BAT活化后摄取，但主要底物被认为是脂肪酸³。因此，通过¹⁸FDG-PET测量的葡萄糖摄取可在生理学上显著的条件(如轻度冷暴露)下低估BAT活性。此外，一些病理状况(例如2型糖尿病(T2D)的胰岛素抗性)可能减少用¹⁸FDG-PET进行的BAT活性的定量或使所述定量出现偏差。此外，已经测试了PET的脂肪酸示踪剂(例如¹⁸F-氟-硫杂十七烷酸(18FTHA))⁴用于BAT成像，但似乎在人体中的信号很低。

碘油(在美国标为“Ethiodol”)，也称为“乙碘油”，是一种通过注射用作不透射线造影剂的罂粟籽油，其用于在放射研究中描绘结构轮廓。在化疗栓塞应用中，它也被用作后续成像的造影剂。碘油也被用于淋巴管造影术、淋巴系统成像。它在胃静脉曲张栓塞(gastric variceal obliteration)中还有一个额外的用途，即作为不影响氰基丙烯酸盐聚合的稀释剂。

最近，人们越来越关注的是使用称为碘油冲洗(Lipiodol flushing)的方法将碘油用作治疗剂来治疗不明原因的不孕症。有少量研究表明，通过管冲洗媒介(media)会使不明原因不孕症患者的生育能力短期上升。系统综述表明了生育力显著增加，尤其是在使用碘油冲洗时患有子宫内膜异位的妇女中。

在历史上，碘油经常被用作子宫输卵管造影术(HSG：一种确定输卵管通畅度的手术，其被用于生育力低下的研究)的造影剂。它在20世纪60年代到80年代变得不太常用，因为更现代的水溶性媒介给出的图像更容易解读。碘油还有一个重要的安全问题，即在过去，液体向静脉系统的内渗(泄漏)会引起并发症。乙碘油由碘和罂粟籽油的脂肪酸乙酯组成，所述罂粟籽油的脂肪酸乙酯主要为单碘硬脂酸乙酯和二碘硬脂酸乙酯。确切的结构尚不清楚。

碘油也可口服用于预防碘缺乏病症，如甲状腺肿、生长和智力迟钝或克汀病。在尚未成功建立饮食盐碘化的情况下，碘油和其他碘化油也已成功用于预防孕妇碘缺乏。

在

Hallouard等人，“Iodinated nano-emulsions as contrast agentsfor preclinical X-ray imaging:Impact of the free surfactants on thepharmacokinetics”European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,vol.83,no.1,1January2013,pp 54-62,XP055443136中，介绍了用于X射线临床前成像的造影剂设计的重要方面。第一点是长循环造影剂的简单配方，由市售的碘化油配制而成，导致CT造影剂的碘浓度是市售造影剂的两倍以上。第二点是方法论方面，利用切向过滤来减少主体相中残留的表面活性剂，以及用于浓缩悬浮液中的液滴(和碘)。最后一点是关于游离表面活性剂对纳米乳剂液滴在小鼠体内的药代动力学和生物分布的影响的更一般性的方面。

此外，Soo-Jeong Lim等人，“Nanoscaled Iodized Oil Emulsion as a CTContrast Agent for the Detection of Experimental Liver Tumors in a RatModel”,Academic Radiology,Elsevier,Volume 17,Issue 8,1August 2010,Pages 985-991,XP027119104公开了一种碘化油乳剂，用于在大鼠模型中对实验性肝肿瘤进行计算机断层扫描(CT)成像。由所述碘化油乳剂实现的肝的增强是网状内皮系统特异的，其具有血池增强特性，并且比用目前的水溶性剂所达到的增强具有更长的持续时间。因此，该剂可为诊断肝转移提供显著的优势。

EP 0 294534 A1(KABIVITRUM AB[SE])涉及一种用作X射线造影剂的乳剂，其含有一种或多种在水相中乳化的碘化脂质。所述乳剂含有一种或多种氨基酸、脂肪酸或它们的盐、脂溶性维生素和/或用于提高其稳定性的脲。此外，所述乳剂可以包含一种或多种药理学上可接受的油或脂肪。通过增加稳定性的剂，可以制备碘化脂质的乳剂，其可以在高压釜中灭菌并且可以长时间保存而不会使乳剂破坏。

Zhuang Zhen W等人，“CT Molecular Imaging of Perivascular AdiposeTissue and Its Linkage to Vascular Disease”CIRCULATION,vol.134,no.Suppl.1,11November 2016,XP002777573，公开了血管周围脂肪组织(PVAT)围绕主要动脉并调节内皮功能。健康的PVAT在组织学上具有棕色脂肪组织(BAT)表型，并具有抗炎和血管舒张的特征，这在肥胖症中没有观察到。这项研究的假设是，使用结合碘化脂肪酸的微计算机断层扫描(microCT)进行分子成像可以检测静止状态下健康的鼠类PVAT，并在药理学或生理学干预后确定PVAT的动态变化。

然而，目前缺乏用于棕色和米色组织成像的特异性CT造影剂，这意味着难以在体内检测、成像和监测该组织。尽管可以在不使用CT造影剂的情况下将CT扫描中的某些区域定义为棕色脂肪组织，但非专家将重视使用新一代CT造影剂在棕色或米色脂肪组织的检出限、定量和质量方面取得重大进展。当考虑米色脂肪细胞时，尤其如此，所述米色脂肪细胞分散在白色脂肪组织中，如果没有造影剂则无法观察它们。

此外，在各种施用途径中，口服施用被认为是最可接受和最经济的方法。注射施用通常在医院进行，因为它需要经验丰富的专业人员来施用造影剂，尤其是静脉内(IV)输注。通常，在进行使用碘造影剂的IV CT检查之前，将要求患者签署“知情同意表格”。该表格将概述碘的潜在副作用。严重的反应可能包括呼吸困难、喉咙肿胀或身体其他部位肿胀。如果不立即治疗，这些反应会更加严重。相反，口服制剂更易于施用、安全并达到所需浓度，因此这使得经口(PO)途径成为理想选择。

口服造影剂通常用于增强胃肠道的CT图像。存在两种不同类型的、用于口服CT造影剂的物质。第一种，硫酸钡，是CT中使用的最常见的口服造影剂。第二种类型的造影剂有时被用作钡的替代品并且被称为“泛影葡胺(Gastrografin)”。患者通常需要饮用至少1000至1500cc以用口服造影剂充分填充胃和肠。本发明的造影剂可能不太适合胃肠道成像，因为它将如膳食脂肪一样被肠吸收。在被吸收到血液隔室中之后，它将优先被下面描述的几个器官摄取。相反，用于胃肠道检查的硫酸钡或碘化造影剂用于对肠成像，而不会将内脏(肠胃外)器官成像作为任何目标。

不幸的是，目前不存在可以口服摄取的CT造影剂来可视化和定量棕色和米色脂肪组织的脂肪代谢或用于对受试者的心脏或肝脏进行成像。因此，本发明的目的是通过提供经口的碘化的CT造影剂来克服这些显著的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种利用计算机断层扫描(CT)对肠胃外器官进行体内成像的方法，所述方法包括在受试者中口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位(geminal)也不是邻位(vicinal)；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

令人惊讶地，所述CT造影剂适于口服使用(即经口)。

本发明的另一个目的是提供一种利用计算机断层扫描(CT)对受试者的棕色和/或米色脂肪组织(BAT)进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I(如上定义)的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂。

本发明的另一个目的是提供一种利用计算机断层扫描(CT)对受试者的心脏或肝脏进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据如上所述的通式I的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂。

通过阅读随后的详细说明，本发明的其他目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，该详细说明参照以下说明性附图和所附权利要求进行。

附图说明

图1:显示了使用二碘硬脂酸、赋形剂(吐温80，司盘80)在水中制备的纳米乳剂的尺寸分布。通过动态光散射确定的油滴的平均尺寸为约100nm。

图2:阐明了二碘硬脂酸、赋形剂(吐温80，司盘80)和水的三元纳米乳剂图。白点代表纳米乳剂，黑点代表不存在纳米乳剂或相分离。

图3:显示了口服施用纳米乳剂之前和之后24h的小鼠的CT扫描轴向视图。

图4:显示了在口服摄入纳米乳剂之前和之后棕色脂肪组织的增强动力学。

图5:显示了在6度饲养的小鼠中棕色和米色脂肪组织的3D表示，以及小鼠体内每个棕色和米色长效贮库(depot)的详细描述。

图6:显示了无口服施用纳米乳剂和口服施用纳米乳剂后7h的小鼠的CT扫描轴向图，揭示了心肌(图6a)和肝脏(图6b)的增强。

具体实施方式

在过去的20年中，计算机断层扫描(CT)造影剂仅得到了逐步改善。然而，申请人已经开发了一种由脂肪酸衍生物制成的碘化CT造影剂，用于棕色和米色脂肪组织(BAT)的非侵入性可视化和定量。有利地，该造影剂将经口摄入，这是CT成像的突破性进展。目前，尚没有可口服摄入的CT造影剂来可视化和量化棕色脂肪组织的脂肪代谢或对受试者的心脏和肝脏进行成像。与PET相比，CT的图像分辨率显著增强。

口服途径通常用于碘化油的施用，以治疗甲状腺肿或发生核事故的情况，但是这种施用途径从未被描述为递送造影剂用于肠胃外器官的CT成像的手段。另外，由申请人进行的实验显示了在iv(静脉内)注射碘化脂肪酸后的毒性，以及在口服施用后具有完全且快速的吸收，而没有副作用。

在临床前或临床水平使用这种碘化的CT造影剂还可以评估和监测旨在增加棕色和米色脂肪组织活性的治疗方法，这是治疗糖尿病和肥胖症的有前途的方法。

放射性¹⁸F-脱氧葡萄糖-PET为非侵入性评估BAT的主要成像形式，但存在一些局限性。通过¹⁸FDG-PET测量的葡萄糖摄取可能会在生理学上显著的条件下(例如轻度寒冷)低估BAT的活性。此外，某些病理状况(例如2型糖尿病的胰岛素抗性)可能会减少用¹⁸FDG-PET进行的对BAT活性的量化或使所述量化出现偏差。与PET相比，CT的图像分辨率明显更好，可以减少辐射剂量，并且CT技术在全世界的诊所中得到更广泛的应用。

尽管与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可以用于本发明的实践或测试中，但是下面描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物，专利申请，专利和其他参考文献通过引用整体并入本文。本文讨论的出版物和申请仅提供了本申请的提交日之前的公开内容。本文中的任何内容都不应被解释为承认本发明无权先于在先发明的这种公开。此外，材料、方法和实施例仅是说明性的，而不是限制性的。

在有冲突的情况下，以本说明书为准，包括定义。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本文主题所属领域的技术人员通常所理解的相同含义。如本文所使用的，提供以下定义以便于理解本发明。

术语“包含”一般以包括的含义使用，即允许一个或多个特征或组分的存在。

如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，除非上下文另外明确指出。

如本文所用，术语“受试者”或“患者”在本领域中是众所周知的，并且在本文中可互换地用于指哺乳动物，包括狗、猫、大鼠、小鼠、猴、牛、马、山羊、绵羊、猪、骆驼，并且最优选地，指人。在一些实施方案中，所述受试者是需要诊断的受试者或被诊断患有疾病或病症的受试者。然而，在其它实施方案中，所述受试者可以是健康受试者。该术语并不指示特定的年龄或性别。因此，成人和新生儿受试者，无论是男性还是女性，都应包括在内。

术语“乳剂”通常被解释为是指一种液体的液滴分散在另一种与其不混溶的液体中的胶体体系；这样的定义将只包括水和液体脂肪酸或其衍生物的体系，而不包括固体脂肪酸或其衍生物的分散体。

术语“纳米乳剂”在本文中用于包括固体或液体脂肪酸或其衍生物在水中的胶体体系；油相分散颗粒的精确物理形式不确定，但颗粒可能是固体、半固体或液体。纳米乳剂的平均尺寸将在nm范围内，优选低于1000nm(参见图1)。

在本发明的背景中，术语“肠胃外器官”是指除了口腔和/或消化道(即胃肠道)之外的身体其他部位的成像器官。肠胃外器官代表位于或存在于肠外的器官，因此它指的是器官的最终位置，而不是施用途径。该定义指的是位于体内但在肠或消化道之外的器官(本文也称为“内脏器官”)。

用于实施本发明的术语“碘化脂肪酸”可以是分子中含有至少4个、优选不超过24个碳原子的直链或支链饱和脂肪族羧酸，例如碘化油酸、亚油酸、亚麻酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、反油酸、二十碳烯酸(gondoic)、芥酸、二十二碳四烯酸、二十碳五烯酸或二十二碳六烯酸等，其单独使用或彼此一起施用或与少量其它脂肪酸一起施用。由于天然或合成脂肪酸烯烃双键的加氢碘化反应，它们含有最大数目的碘原子。本发明还包括“高碘化的(periodinated)”脂肪酸和/或其酯，该术语是指在其化学结构内具有最大可能量的碘原子的碘化脂肪酸和/或酯。根据本发明的一个具体实施方案，优选的是高碘化脂肪酸和/或其酯。

根据本发明，还包括本发明的碘化脂肪酸化合物的药学上可接受的盐。

如本文所用，短语“药学上可接受的盐”(在本文中也称为“盐”)是指保持本发明的碘化脂肪酸化合物的游离酸的生物效用并且不是生物学上或其他方面不期望的盐。通式(I)的碘化脂肪酸化合物的药学上可接受的盐是与药学上可接受的酸的酸加成盐。

所需的盐可以通过本领域已知的任何合适的方法来制备，其包括用无机碱或有机碱处理游离酸，所述无机碱例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌，所述有机碱例如氢氧化铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三甲胺、吗啉、哌嗪、L-精氨酸、4-苯基-环己胺、苯乙苄胺、苄星青霉素、甜菜碱、海巴明盐(hydrabamine)、4-(2-羟乙基)吗啉、1-(2-羟乙基)-吡咯烷、1-(2-羟乙基)哌嗪、N-甲基葡糖胺、N,N,N-三甲基乙醇胺氢氧化物、氨丁三醇等。

通常，所述盐通过将游离酸装入有机溶剂例如低级烷醇、含有2-10个碳原子的对称或不对称醚、烷基酯或其混合物中来制备，然后用化学计量的量或用过量的所需的盐形成无机或有机碱处理以形成相应的盐。通过标准回收技术回收盐，例如，通过蒸发溶液，或通过从混合物中过滤所需的盐，或者其可以通过加入盐不溶于其中的溶剂来沉淀，并从中回收。

用于进行各种反应的合适的无机和有机溶剂的例子包括不会对反应物或所得产物产生不利影响的任何无机或有机溶剂，其包括卤化溶剂如二氯甲烷、氯仿、醚溶剂如二乙醚，以及其它溶剂如四氢呋喃、二噁烷、二甘醇二甲醚、环辛烷、苯或甲苯、庚烷、环己烷、脂族以及环脂族和芳族烃溶剂、水、水溶液、混合的有机和无机溶液、乙酸乙酯、乙酸丙酯及其混合物。

包含在盐中的优选的无机阳离子是锂、钠、钾、铷、铵、钙、镁、锌和锰。

在化学中，本文使用的术语“孪位”是指连接到同一原子上的两个原子或官能团之间的关系。

相关术语“邻位”是指连接到相邻原子上的两个官能团之间的关系。目前几乎不可能合成碘原子连接到相邻碳原子(即邻位)上的碘化脂肪酸和/或其酯。由于空间位阻，那些分子是不稳定的并且不能用于本发明的目的。然而，在将来，本领域技术人员可能会找到解决这个问题的技术方案。因此，如果提供了具有在相邻位置的碘原子的稳定的碘化脂肪酸和/或其酯，相信这些化合物也适用于解决本发明的技术问题。

如本文所用，术语“烷基”包括任何长链或短链、直链或支链、饱和或不饱和脂肪族烃基。不饱和烷基可以是单不饱和或多不饱和的，并且包括烯基和炔基两者。此类基团可含有多达40个碳原子。然而，优选含有多达10个例如8个，更优选多达6个，特别优选多达4个碳原子的烷基。

术语“烷氧基”代表-O-烷基。烷氧基的例子是C1-C6烷氧基，它代表具有1-6个连接到氧原子的碳原子的直链或支链烷基链。示例性的C1-C6烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基等。C1-C6烷氧基在其定义中包括C1-C4烷氧基。

如本文所用，术语“芳基”是指碳环或杂环、芳族、5-14元单环或多环的环。示例性芳基包括苯基、萘基、蒽基、菲基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、异噻唑基、呋吖基、异噁唑基、噻唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、苯并[b]噻吩基、萘[2,3-b]噻蒽基、异苯并呋喃基、苯并哌喃基、夹氧蒽基、吩噻噁基、吲哚嗪基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、嘌呤基、异喹啉基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、四氢喹啉基、

啉基、蝶啶基、咔唑基、β咔啉基、菲啶基、吖啶基、咟啶基、菲咯啉基、吩嗪基、异噻唑基、吩噻嗪基和苯噁嗪基。

在有机化学中，“饱和的”化合物是一种由一系列碳原子通过单键连接在一起的化合物。烷烃是饱和烃。“不饱和的”化合物是一种含有碳碳双键或三键的化合物，例如分别在烯烃或炔烃中发现的那些。饱和的和不饱和的化合物不一定只由一个碳原子链组成。它们可以形成直链、支链或环状排列。它们也可以具有官能团。从这个意义上讲，脂肪酸被分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。脂肪酸的不饱和量可以通过寻找其碘值来确定。

不饱和的化合物是那些可以进行加成反应的化合物。在碳链中，如脂肪酸的链中，双键或三键会引起链中的扭结。这些扭结具有宏观结构含义。不饱和的脂肪在室温下往往是液体，而不是固体，因为链中的纽结阻止分子紧密堆积在一起形成固体，这些脂肪被称为油。

术语“多羟基”或“多羟基的”是指每个分子含有两个或更多个羟基的化合物。

本发明的一个目的是提供一种利用计算机断层扫描(CT)肠胃外器官进行体内成像的方法，其包括在受试者中口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

令人惊讶地，所述CT造影剂适于口服使用(即经口)。

优选地，R₂基团可以是单取代的或多取代的。合适的R₂基团可以包括但不限于一组烷基取代基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环丙基甲基、戊基、异戊基、己基、异己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、2-丙烯基、烯丙基、巴豆基、1-丁烯基、2-丁烯基、丁二烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基和炔丙基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基；芳基取代基，例如苯基、萘基、茴香基、甲苯甲酰基、二甲苯基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、杂芳基(嘧啶、吗啉、哌嗪、哌啶、噻吩)、1-环己基丙基或卤代烷基取代基，例如氟甲基、1-氟乙基、2-氟乙基、二氟甲基、三氟甲基和五氟乙基、氯二甲基、氯甲基、2-氯乙基、2,4-二氯苯基、1,1,2,2-四氯乙基、1-氯丁基和4-氯苄基。

它可以包括取代的烷基，例如9-芴甲基、甲氧基乙氧基甲基、四氢吡喃基、新戊酰氧基甲基、苯乙酰氧基甲基、苯甲酰甲基和取代的苯甲酰甲基，例如对溴苯甲酰甲基、对甲氧基苯甲酰甲基，以及叔丁基、3-甲基-3-戊基、环戊基、环己基、烯丙基、3-丁烯-1-基、肉桂基、噁唑和2-烷基-1,3-噁唑啉。

它还可以包括烷基芳基如苄基、取代的苄基如三苯基甲基、对甲氧基苄基、4-甲基吡啶基、二苯基甲基、苯基乙基、取代的苯基乙基，还包括烷氧基烷基如甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、异丙氧基乙基、丁氧基乙基、异丁氧基乙基，羟基烷氧基烷基，例如羟基甲氧基甲基、2-羟基乙氧基甲基、3-羟基丙氧基甲基、4-羟基丁氧基甲基、羟基甲氧基乙基、羟基甲氧基丙基、羟基甲氧基丁基、羟基甲氧基戊基、羟基甲氧基己基、多羟基烷基和羟基聚亚烷基氧基烷基。

根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或它们的混合物根据所使用的原料包括以下子式A、B和C。

式A

式B

式C

其中n是1-6的整数，x、y是碳原子，其中x＝0-20，y＝0-20，且x+y≤20，前提条件是式A、B或C中的碳原子总数分别≤24；

并且其中R₂基团可以是单取代的或多取代的。

因此，合适的R₂基团包括例如未取代的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、异己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基等，还包括取代的烷基，例如9-芴甲基、甲氧基乙氧基甲基、四氢吡喃基、新戊酰氧基甲基、苯乙酰氧基甲基、苯甲酰甲基和取代的苯甲酰甲基，例如对溴苯甲酰甲基、对甲氧基苯甲酰甲基，以及叔丁基、3-甲基-3-戊基、环戊基、环己基、烯丙基、3-丁烯-1基、肉桂基、噁唑、2-烷基-1,3-噁唑啉等。它还包括烷基芳基如苄基、取代的苄基如三苯基甲基、对甲氧基苄基、4-甲基吡啶基、二苯基甲基、苯基乙基、取代的苯基乙基，还包括烷氧基烷基如甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、异丙氧基乙基、丁氧基乙基、异丁氧基乙基，羟基烷氧基烷基，例如羟基甲氧基甲基、2-羟基乙氧基甲基、3-羟基丙氧基甲基、4-羟基丁氧基甲基、羟基甲氧基乙基、羟基甲氧基丙基、羟基甲氧基丁基、羟基甲氧基戊基、羟基甲氧基己基、多羟基烷基和羟基聚亚烷基氧基烷基等基团。

根据本发明的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或它们的混合物可以作为异构体混合物或单一异构体存在。如果没有规定，则两种异构形式都适用。当本发明的化合物含有一个手性中心时，所述碘化化合物可以以单一异构体(R或S)或异构体混合物的形式提供，例如外消旋混合物。当本发明的碘化化合物包含一个以上的手性中心时，所述碘化化合物可以作为对映体纯的非对映异构体或作为非对映异构体的混合物提供。

在一个实施方案中，根据本发明的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其混合物具有至少一个不对称中心。由于该不对称中心，本发明的碘化化合物可以以任何可能的立体异构形式出现，并且可以以立体异构体的混合物形式使用，所述立体异构体的混合物可以是光学活性的或外消旋的，或者可以单独用作基本上纯的立体异构体，即至少95％纯的立体异构体。所有不对称的形式、单独的立体异构体及其组合都在本发明的范围内。

根据本发明的实施方案，由具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯的生物相容性纳米乳剂组成的经口的造影剂可用于包含几种或至少两种具有4-24个碳原子的不同碳链的碘化脂肪酸的混合物中。

在本发明的优选实施方案中，所述造影剂由根据通式I的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成，所述碘化脂肪酸优选具有10-20个碳原子、更优选具有16-18个碳原子。

在更优选的实施方案中，所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

优选地，所述碘化脂肪酸是高碘化的。

特别地，所述纳米乳剂优选包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或它们的混合物的生物相容性乳化剂。卵磷脂、聚山梨醇酯(吐温)和脱水山梨糖醇酯(司盘)表面活性剂是优选的，因为它们在化妆品、食品和药物制剂(口服、肠胃外和局部)中具有长期且有记载的安全使用。

优选地，所述纳米乳剂中的生物相容性乳化剂的量为总纳米乳剂的5-30％(w/w)。

在一个实施方案中，根据本发明的方法的经口CT造影剂适用于受试者中棕色和/或米色脂肪组织(BAT)活性的非侵入性体内成像、量化和/或监测。

根据另一个实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂适用于受试者的肝脏脂肪变性或肝脏肿瘤的非侵入性体内可视化和/或定量。

根据另一实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂适用于心脏的非侵入性体内可视化和心脏功能的评估。

根据优选的实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂以相当于每克体重0.5-1.6mg碘的剂量施用。

本发明的另一个目的是提供一种利用计算机断层扫描对受试者的棕色和/或米色脂肪组织(BAT)进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I(如上定义)的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸的和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

特别地，本发明的造影剂由根据通式I的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成，所述碘化脂肪酸优选具有10-20个碳原子，并且更优选具有16-18个碳原子。在更优选的实施方案中，所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

如上所述，所述纳米乳剂优选包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或它们的混合物的生物相容性乳化剂。

优选地，所述纳米乳剂中的所述生物相容性乳化剂的量为总纳米乳剂的5-30％(w/w)。

在一个实施方案中，用于本发明的用CT进行的体内成像的方法的造影剂适用于受试者中棕色和/或米色脂肪组织(BAT)活性的非侵入性体内成像、量化和/或监测。

根据优选的实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂以相当于每克体重0.5-1.6mg碘的剂量施用。

本发明的另一个目的是提供一种利用计算机断层扫描对受试者的心脏或肝脏进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I(如上定义)的具有4至24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

特别地，根据本发明的方法的造影剂由根据通式I的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成，所述碘化脂肪酸优选具有10-20个碳原子，并且更优选具有16-18个碳原子。在更优选的实施方案中，所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

如上所述，所述纳米乳剂优选包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或它们的混合物的生物相容性乳化剂。

根据一个实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂适于受试者中肝脏脂肪变性或肝脏肿瘤的可视化和/或定量。

肝脏调节体内的代谢物流动。肝细胞是肝脏的主要细胞类型，其从循环中清除了许多物质，尤其是脂质。这种性质对于肝脏脂肪变性的发展至关重要，肝脏脂肪变性是脂质向肝细胞中的聚积。肝细胞的脂质的重要来源是来自储存的甘油三酯和膳食脂肪的脂解的循环的游离脂肪酸(FFA)。由于本发明的造影剂是口服的，因此被同化为膳食脂肪。因此，有利的是，所述碘化脂肪酸的纳米乳剂(即本发明的造影剂)被肝细胞摄取，并且在脂肪变性的情况下这种摄取将增加。

根据另一个实施方案，根据本发明的方法的经口CT造影剂适于受试者的心脏的可视化和其功能的评估。

长链脂肪酸为心脏收缩活性提供70-80％的能量。脂肪酸可以经由简单扩散或经由蛋白质介导的机制进入心肌细胞。因此，本发明的造影剂将被心肌摄取，从而导致CT扫描时心肌的可见增强。

优选地，根据本发明的方法的经口CT造影剂以相当于每kg体重0.5-1.6g碘的剂量施用。

然而，在某些实施方案中，所述纳米乳剂可包含例如至少约0.01mg碘/g体重的本发明的经口CT造影剂。在其它实施方案中，所述纳米乳剂可包含约0.1％至约75％重量的单元，或例如约2％至约20％，以及可在其中导出的任何范围。

在其他非限制性实例中，每次施用的剂量还可以包含约1μg/kg/体重、约100μg/kg/体重、约500μg/kg/体重、约1mg/kg/体重、约5mg/kg/体重、约10mg/kg/体重、约50mg/kg/体重、约100mg/kg/体重、约200mg/kg/体重、约300mg/kg/体重、约350mg/kg/体重、约400mg/kg/体重、约450mg/kg/体重、约500mg/kg/体重、约600mg/kg/体重、约700mg/kg/体重、约800mg/kg/体重、约900mg/kg/体重、约1000mg/kg/体重、约2000mg/kg/体重至约5000mg/kg/体重或更多，以及可在其中导出的任何范围。在本文列出的数值的可导出范围的非限制性实例中，可以施用约350mg/kg/体重至约1000mg/kg/体重、约50mg/kg/体重至约500mg/kg/体重等的范围。

在任何情况下，要使用的纳米乳剂的剂量取决于被诊断的特定病况、病况的严重性、包括年龄、身体状况、尺寸和重量的个体患者参数、成像的持续时间、并发治疗的性质(如果有的话)以及在健康从业者的知识和专长内的其他类似因素。这些因素是本领域技术人员已知的，并且可以通过最小的常规实验来解决。因此，最佳剂量可以由诊断任何特定患者的医生确定。

事实上，棕色或米色脂肪细胞的主要底物被认为是脂肪酸，而不是葡萄糖¹。这也可能是当小鼠被置于寒冷环境或进行药物治疗以激活棕色脂肪组织时，棕色脂肪细胞更多地摄取CT造影剂的原因，这意味着可以从相同的CT扫描中获得解剖和功能信息。BAT的其他成像方法(例如¹⁸FDG-PET)需要激活BAT，但申请人观察到，使用新型的CT造影剂可以成像BAT甚至米色脂肪组织，而无需事先激活这些组织。

其次，micro-CT的分辨率(在10到100微米之间)比micro-PET的分辨率(大约1毫米)要好得多，从而可以在白色脂肪组织中精确地描绘米色贮库。最后一个性质特别重要，因为到目前为止，没有一种成像方法能够以这种精度突出显示白色脂肪组织中的米色脂肪组织。实际上，米色脂肪细胞会摄取造影剂，这将导致大大增强米色脂肪细胞和白色脂肪细胞之间的对比度。另一方面，在白色脂肪细胞中未检测到造影剂。

据申请人所知，这是人们首次非侵入性地并且是在体内实现这一性能。它可以精确地勾画出心脏和血管周围的小的米色贮库，这是用¹⁸FDG-PET几乎不可能做到的，因为心脏信号本身会产生溢出效应。非侵入性且精确地研究PVAT(血管周围脂肪组织)和心脏脂肪组织的褐变的可能性也可能有助于评估其在心血管疾病(如动脉粥样硬化或高血压)中的作用。申请人还能够在小鼠中清楚地识别到现在为止描述不多的新米色贮库，例如在鼠蹊部区域或在腘区域的膝盖后面。此外，申请人能够在腹股沟脂肪垫内的不同小叶中显示米色贮库的区域化。

申请人还介绍了CT扫描作为监测组织代谢活动迹象的工具，这通常由PET扫描执行。事实上，申请人表明，激活褐色或米色脂肪的条件，例如低温或通过β-3受体的肾上腺素激活，会导致CT造影剂的摄取增加。更惊人地，申请人还表明，即使在低棕色脂肪组织活化的条件下，由脂肪酸组成的本发明的CT造影剂也是可检测的，考虑到志愿者可接受的放射暴露极限，在低棕色脂肪组织活化的条件下使用PET确实是有难度的。已经测试了PET的脂肪酸示踪剂(例如¹⁸F-氟-硫杂十七烷酸(18FTHA)⁴)用于BAT成像，但似乎在人体中的信号很低。

制备：

应当理解，本领域技术人员已知的用于制备式(I)的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯的任何合适的方法可以包括在本发明的范围内。

化学合成

天然、半合成或合成来源的直链或支链不饱和脂肪酸或其衍生物可用作起始原料以产生目标碘化分子。双键的数目可以在1-6之间变化。

单碘硬脂酸的合成

在磁力搅拌下，将五氧化二磷(170mg，1.0mmol)缓慢加入正磷酸(1.0mL)中。加入油酸(141mg，0.5mmol)和碘化钠(150mg，1.0mmol)，并在回流冷却下将反应混合物在70℃下加热。24小时后，将反应混合物冷却至环境温度，并将酸与粗产物分离。加入二氯甲烷(20mL)，并将有机相用硫代硫酸钠(0.1M)洗涤，直到有机相变成无色。将有机相用盐水洗涤并经硫酸钠干燥。减压蒸发溶剂，得到无色油，其通过快速色谱法使用二氯甲烷/甲醇梯度纯化(181mg，0.44mmol，88％产率)。

单碘硬脂酸乙酯的合成

根据公开的程序⁵合成油酸乙酯。简言之，在60℃下搅拌油酸(282mg，1mmol)、乙醇(170mmol，15mL)和SnCl₂(19mg，0.1mmol)。16小时后，将反应混合物冷却至环境温度，并减压蒸发溶剂。加入二氯甲烷(50mL)并用水、饱和NaHCO₃溶液和盐水洗涤有机相。有机相用Na₂SO₄干燥，并在减压下蒸发溶剂，得到无色油状物(282mg，95％产率)。

在磁力搅拌下，将五氧化二磷(170mg，1.0mmol)缓慢加入正磷酸(1.0mL)中。加入油酸乙酯(148mg，0.5mmol)和碘化钠(150mg，1.0mmol)，并在回流冷却下将反应混合物在70℃下加热。24小时后，将反应混合物冷却至环境温度，并将酸与粗产物分离。加入二氯甲烷(20mL)，并将有机相用硫代硫酸钠(0.1M)洗涤，直到有机相变成无色。将有机相用盐水洗涤并经硫酸钠干燥。减压蒸发溶剂，得到无色油，其通过快速色谱法使用二氯甲烷/甲醇梯度纯化(170mg，0.39mmol，78％产率)。

取决于所使用的起始材料，所述合成给出具有以下子式A、B和C的结构。

式A

式B

式C

其中n为整数＝1-6，并且x＝0-20且y＝0-20且x+y≤20，前提条件是式A、B或C中的碳原子总数分别≤24；

并且其中R₂基团可以是单取代的或多取代的。

优选地，R₂基团可以包括但不限于一组烷基取代基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环丙基甲基、戊基、异戊基、己基、异己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、2-丙烯基、烯丙基、巴豆基、1-丁烯基、2-丁烯基、丁二烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基和炔丙基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基；芳基取代基，例如苯基、萘基、茴香基、甲苯甲酰基、二甲苯基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、杂芳基(嘧啶、吗啉、哌嗪、哌啶、噻吩)、1-环己基丙基或卤代烷基取代基，例如氟甲基、1-氟乙基、2-氟乙基、二氟甲基、三氟甲基和五氟乙基、氯二甲基、氯甲基、2-氯乙基、2,4-二氯苯基、1,1,2,2-四氯乙基、1-氯丁基和4-氯苄基。

它还可以包括取代的烷基，例如9-芴甲基、甲氧基乙氧基甲基、四氢吡喃基、新丙氧基甲基、苯乙酰氧基甲基、苯甲酰甲基和取代的苯甲酰甲基，例如对溴苯甲酰甲基、对甲氧基苯甲酰甲基，以及叔丁基、3-甲基-3-戊基、环戊基、环己基、烯丙基、3-丁烯-1-基、肉桂基、噁唑和2-烷基-1,3-噁唑啉。

它还可以包括烷基芳基如苄基、取代的苄基如三苯基甲基、对甲氧基苄基、4-甲基吡啶基、二苯基甲基、苯基乙基、取代的苯基乙基，还包括烷氧基烷基如甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、异丙氧基乙基、丁氧基乙基、异丁氧基乙基，羟基烷氧基烷基，例如羟基甲氧基甲基、2-羟基乙氧基甲基、3-羟基丙氧基甲基、4-羟基丁氧基甲基、羟基甲氧基乙基、羟基甲氧基丙基、羟基甲氧基丁基、羟基甲氧基戊基、羟基甲氧基己基、多羟基烷基和羟基聚亚烷基氧基烷基。

纳米乳剂：

通过实验设计进行配方优化。已经评估了若干参数，包括活性CT成分、赋形剂类型和数量、它们的相容性和制备方法。最佳配方选择是基于物理化学性质、稳定性和生物相容性。

制备水包油纳米乳剂是为了将碘化脂肪酸溶解在水中，这将改善它们的肠道吸收。为了达到造影剂的最快和更完全的吸收，对乳剂配方进行了改进。这最后一步的目标是以尽可能低的剂量达到最高的增强。然后，在棕色脂肪活化的不同条件下测试造影剂，以显示其在评估棕色脂肪代谢中的潜力。

以下特征将被实现：

·O/W纳米乳剂

·最小量的乳化剂

·低粘度

·生物相容性(所需剂量下无毒和无刺激性)

·在4℃下储存时纳米乳剂的长期稳定性

·材料和工艺成本效益

所提出的赋形剂及其混合物的简短清单已被测试：

·聚山梨醇酯(吐温)20、40、60、80

·脱水山梨糖醇酯(司盘)20、40、60、80、85

·聚氧乙烯脂肪醇醚(Brij)30、35、52、58、72、78、92、98)

·卵磷脂

·烷基聚糖苷

·Cetomacrogol 1000

·鲸蜡硬脂醇(Cetostearyl alcohol)

·鲸蜡醇

·椰油酰胺MEA

·椰油酰胺DEA

·癸葡萄糖苷

·癸基聚葡糖

·单硬脂酸甘油酯

·异鲸蜡醇聚醚-20

·月桂基葡糖苷

·麦芽糖苷

·月桂酸甘油酯

·抗霉枯草菌素

·Nonidet P-40

·壬苯醇醚-9

·壬基酚聚醚

·NP-40

·八甘醇单十二烷基醚

·N-辛基β-D-硫代吡喃葡萄糖苷

·辛基葡糖苷

·油醇

·PEG-10向日葵油甘油酯

·五甘醇单十二烷基醚

·聚多卡醇

·泊咯沙姆

·泊咯沙姆407

·聚乙氧基化牛脂胺

·聚甘油聚蓖麻油酸酯

·脱水山梨糖醇三硬脂酸酯

·硬脂醇

·脂肽

·Triton X-100

卵磷脂、聚山梨醇酯(吐温)和脱水山梨糖醇酯(司盘)表面活性剂是优选的，因为它们在化妆品、食品和药物制剂(口服、肠胃外和局部)中具有长期且有记载的安全使用。

脂肪酸或其衍生物(溶解在有机溶剂中或纯净的)可以加入到优选含有乳化剂的无离子水中，在高于脂肪酸熔点的温度下剧烈搅拌以产生精细分散的水包油乳剂。搅拌可以通过任何已知的方式进行，例如通过使用高剪切搅拌器或超声波。

碘化脂肪酸或其衍生物的量应为浓缩乳剂的至少10wt％，优选至少20wt％；30％的含量通常是优选的；但是在某些情况下，可以制备浓缩至40％的乳剂，优选在组合物中包含少量的乳化剂。

当使用乳化剂时，乳剂的粘度将随着水/油相比而变化，并且通常随着水/脂肪酸比率的增加而通过最大值。为了获得细乳剂，优选在接近或稍微超过最大粘度所需的水/脂肪酸比率的情况下搅动一段时间，然后在持续搅拌下添加另外的无离子水以得到所需的碘化脂肪酸浓度。然后使乳剂冷却至室温。

本发明的另一个目的是提供一种使用计算机断层造影剂对受试者样品(如器官或细胞培养物)的棕色和米色脂肪组织进行体外成像的方法，所述造影剂由根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂组成：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

本发明的另一个目的是提供一种组合物，其包含根据通式I(如上文所定义)的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基；

以用作非侵入性经口的计算机断层造影剂，其被用于将受试者中的棕色和/或米色脂肪组织体内成像。

特别地，本发明的造影剂由根据通式I的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成，所述碘化脂肪酸优选具有10-20个碳原子，并且更优选具有16-18个碳原子。在更优选的实施方案中，所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

如上所述，所述纳米乳剂优选包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或它们的混合物的生物相容性乳化剂。

本发明的另一个目的是提供一种组合物，其包含根据通式I(如上文所定义)的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基；

以用作非侵入性经口的计算机断层造影剂，其被用于对受试者中的心脏或肝脏进行体内成像。

特别地，本发明的造影剂由根据通式I的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成，所述碘化脂肪酸优选具有10-20个碳原子，并且更优选具有16-18个碳原子。在更优选的实施方案中，所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

如上所述，所述纳米乳剂优选包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或它们的混合物的生物相容性乳化剂。

根据本发明的一个实施方案，本发明的经口CT造影剂适用于受试者的肝脏脂肪变性或肝脏肿瘤的可视化和/或定量。

还设想了包含本发明的计算机断层扫描造影剂的试剂盒。

本发明的另一个目的是提供一种预防和/或治疗怀疑患有或患有心脏病或肝病的患者的方法，所述方法包括以下步骤：

a)向所述患者施用本发明的经口的计算机断层扫描造影剂，所述造影剂由根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂组成：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

b)以及随后根据所述患者的心脏和/或肝脏的步骤a)的体外成像的结果，向所述患者施用适应的疗法。

本领域技术人员将理解，本文描述的发明除了具体描述的之外还可以进行变化和修改。应该理解，本发明包括所有这样的变化和修改，而不背离其精神或基本特征。本发明还包括本说明书中单独或共同提及或指出的所有步骤、特征、组合物和化合物，以及所述步骤或特征的任意和所有组合或任意两个或多个。因此，本公开应被认为在所有方面都是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求指示，并且在等同物的含义和范围内的所有变化都旨在包含在其中。

参考下面的实施例，将更全面地理解前面的描述。然而，这样的实施例是实施本发明的方法的示例，并不旨在限制本发明的范围。

实施例

在将造影剂应用于小鼠中之前和之后的几个时间点进行体内CT扫描。用异氟烷麻醉小鼠，并将其置于小动物成像设施处可用的CT扫描中。将每只小鼠持续扫描大约10分钟。然后所述小鼠被放入其笼中，并在几分钟内从麻醉中恢复。然后将图像传输到另一个计算机，用于棕色脂肪增强的分析。

棕色脂肪组织的体内激活或抑制是通过调节小鼠的饲养温度来完成的。小鼠在特定的恒温室中饲养1周，以激活褐色脂肪组织生热(在6℃下)。1周后，将所述造影剂口服施用于小鼠，并将小鼠在CT扫描仪中扫描，以评估在这些不同的激活条件下棕色脂肪的增强。

实施例1： 9(10)-碘十八烷酸的合成

在磁力搅拌下，将五氧化二磷(170mg，1.0mmol)缓慢加入正磷酸(1.0mL)中。加入油酸(141mg，0.5mmol)和碘化钠，并在回流冷却下将反应混合物在70℃下加热。24小时后，将反应混合物冷却至环境温度，并将酸与粗产物分离。加入二氯甲烷(20mL)，并将有机相用硫代硫酸钠(0.1M)洗涤，直到有机相变成无色。将有机相用盐水洗涤并经硫酸钠干燥。减压蒸发溶剂，得到无色油，其通过快速色谱法使用二氯甲烷/甲醇梯度纯化(181mg，0.44mmol，88％产率)。¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ4.07–4.02(m,1H),2.28(t,J＝7.5Hz,2H),1.78(m,2H),1.60(m,4H),1.45(m,2H),1.36–1.16(m,22H),0.81(t,J＝7.0Hz,3H)LRMS(ESI):m/z计算值[M+K]⁺449.1，实测值448.1。

实施例2： 9(10),12(13)-二碘十八烷酸的合成

在磁力搅拌下，将五氧化二磷(340mg，2.0mmol)缓慢加入正磷酸(2.0mL)中。加入亚油酸(280mg，1.0mmol)和碘化钠(500mg，3.33mmol)，并在回流冷却下将反应混合物在70℃下加热。24小时后，将反应混合物冷却至环境温度，并将酸与粗产物分离。加入二氯甲烷(20mL)，并将有机相用硫代硫酸钠(0.1M)洗涤，直到有机相变成无色。将有机相用盐水洗涤并经硫酸钠干燥。减压蒸发溶剂，得到无色油，其通过快速色谱法使用二氯甲烷/甲醇梯度纯化(407mg，0.76mmol，76％产率)。¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ4.15–4.07(m,2H),2.41–2.34(m,2H),2.11–2.02(m,2H),1.96–1.82(m,2H),1.76–1.62(m,4H),1.58–1.50(m,2H),1.46–1.23(m,16H),0.95–0.88(m,3H).LRMS(ESI):m/z计算值[M+Na]⁺559.0，实测值558.9.

实施例3：纳米乳剂的制备

通过混合200mg碘化亚油酸、100mg赋形剂(例如吐温80/司盘80，90/10的比例)和200mg的MilliQ水，来制备所述纳米乳剂。使用冰浴冷却混合物，同时通过超声均化。将超声仪设置如下：30％振幅，2分钟，使用5s脉冲然后进行5s暂停序列，得到均质的纳米乳剂。

实施例4：用于成像和定量BAT代谢活性的CT造影剂的合成与表征

为了体内研究棕色和米色的脂肪细胞，在1周内将纳米乳剂口服施用于在6℃下饲养的小鼠，以激活棕色脂肪活性。在口服摄入本发明的CT造影剂之前和之后进行CT扫描(图3)，所述造影剂包含9(10),12(13)二碘十八烷酸乙酯。如图4所示，在活化的BAT中摄取后约24小时，棕色脂肪组织的摄取动力学达到平稳。此外，如图5所示，所述CT造影剂可以构建体内研究的小鼠全身所有不同的棕色和米色脂肪贮库的图谱。如图5所示，由于CT的高分辨率，每个贮库都可以清楚地被识别出来。此外，申请人不仅能够识别所有已知的棕色或米色贮库，，而且能够识别直到现在还没有在体内发现的一些贮库，例如在鼠蹊部和腘区域中。

如图5所示，比较了通过经典解剖棕色和白色脂肪贮库获得的结果以及由申请人的新颖体内方法提供的结果，这代表了用本发明的CT造影剂获得的每种单独的棕色或米色脂肪组织贮库。

实施例5： 16-碘十六烷酸乙酯的合成

实施例6： 16-碘十六烷酸的合成

16-十六内酯(2.00g，7.86mmol，1当量)、碘化钠(3.54g，23.6mmol，3当量)、三甲基氯硅烷(2.99mL(2.56g)，23.6mmol，3当量)和乙腈(25mL，c＝0.31M)在氮气气氛下回流搅拌过夜。向反应混合物中加入水(20mL)和乙醚(50mL)。用水、硫代硫酸钠、饱和盐水洗涤有机相，并用硫酸钠干燥。滤出有机相，并在减压下蒸发，得到白色固体(2.88g，7.53mmol，96％产率)。1H NMR(600MHz,CDCl3)δ3.19(t,J＝7.1Hz,2H),2.35(t,J＝7.5Hz,2H),1.82(p,J＝7.1Hz,2H),1.63(p,J＝7.5Hz,2H),1.43–1.19(m,23H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.62,34.09,33.72,30.66,29.77,29.75,29.73,29.69,29.57,29.39,29.21,28.70,24.83,7.71.

实施例7： 16-碘十六烷酸乙酯的合成

将16-碘十六烷酸(100mg，0.262mmol，1当量)、氯化锡(II)(19.8mg，0.105mmol，0.4当量)和乙醇(5mL，c＝0.052M)在氮气气氛下回流搅拌过夜。将反应混合物减压蒸发。通过快速色谱法使用环己烷/乙醚梯度纯化粗产物，得到白色固体(94.0mg，0.229mmol，88％产率)。ESI MS 433.2[M+Na]+.1H NMR(600MHz,CDCl3)δ4.12(m,J＝7.1Hz,2H),3.19(t,J＝7.1Hz,2H),2.28(t,J＝7.6Hz,2H),1.82(p,J＝7.1Hz,2H),1.61(p,J＝7.4Hz,2H),1.45–1.19(m,23H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ174.10,60.31,34.56,33.72,30.66,29.78,29.75,29.74,29.69,29.60,29.57,29.42,29.30,28.70,25.15,14.41,7.66.

实施例8： 12-碘十二烷酸乙酯的合成

实施例9： 12-碘十六烷酸的合成

将氧杂环十三烷-2-酮(1.00g，5.00mmol，1当量)、16-十六内酯(2.00g，7.86mmol，1当量)、碘化钠(2.25g，15.0mmol，3当量)和三甲基氯硅烷(1.90mL(1.63g)，15.0mmol，3当量)和乙腈(25mL，c＝0.31M)在氮气气氛下回流过夜。向反应混合物中加入水(20mL)和乙醚(50mL)。用水、硫代硫酸钠、饱和盐水洗涤有机相，并用硫酸钠干燥。滤出有机相，并减压蒸发，得到浅黄色固体(1.62g，4.97mmol，98％产率)。ESI MS 325.2[M-H]-.1H NMR(600MHz,CDCl3)δ3.19(t,J＝7.0Hz,2H),2.35(t,J＝7.5Hz,2H),1.82(p,J＝7.1Hz,2H),1.63(p,J＝7.5Hz,2H),1.44–1.22(m,14H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.47,34.06,33.70,30.64,29.59,29.52,29.50,29.35,29.18,28.67,24.82,7.71.

实施例10： 12-碘十二烷酸乙酯合成

将12-碘十六烷酸(800mg，2.45mmol，1当量)、氯化锡(II)(200mg，1.05mmol，0.4当量)和乙醇(50mL，c＝0.052M)在氮气气氛下在回流下搅拌过夜。将反应混合物减压蒸发。通过快速色谱法使用环己烷/乙醚梯度纯化粗产物，得到白色固体(1.06g，2.58mmol，66％产率)。ESI MS 355.1[M+H]+.1H NMR(600MHz,CDCl3)δ4.11(q,J＝7.1Hz,2H),3.18(t,J＝7.1Hz,2H),2.27(t,J＝7.6Hz,2H),1.81(p,J＝7.1Hz,2H),1.60(p,J＝7.4Hz,2H),1.37(q,J＝6.8,6.4Hz,2H),1.33–1.20(m,15H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ174.03,60.28,34.52,33.69,30.63,29.58,29.51,29.37,29.26,29.25,28.66,25.11,14.40,7.51.

实施例11： 9(10),12(13)-二碘十八烷酸的合成

将五氧化二磷(2.82g，20.0mmol，2当量)、亚油酸(3.00g，10.7mmol，1当量)、碘化钠(6.00g，40.0mmol，4当量)和磷酸(20mL，c＝0.50M)在氮气气氛下在70℃下搅拌12h，并在室温下在低速搅拌下搅拌1h30。向反应混合物中加入乙醚(50mL)和水(20mL)。用乙酸乙酯萃取水相，并用硫代硫酸钠(0.1M)、饱和盐水洗涤合并的有机相，经硫酸钠干燥，过滤并减压蒸发。粗产物通过快速色谱法使用二氯甲烷/甲醇梯度+0.1％乙酸纯化，得到浅黄色固体(4.875g，9.09mmol，85％产率)。ESI MS 558.5[M+Na]+,553.5[M+NH4]+.574.5[M+K]+.1HNMR(600MHz,CDCl3)δ4.14–4.05(m,2H),2.35(m,2H),1.96–1.80(m,2H),1.76–1.61(m,3H),1.57–1.49(m,3H),1.46–1.27(m,16H),0.90(7,J＝6.8Hz,3H).

实施例12：三碘十八烷酸和三碘十八烷酸乙酯的合成

实施例13：四碘二十烷酸和四碘二十烷酸乙酯的合成

实施例14：五碘二十烷酸和五碘二十烷酸乙酯的合成

实施例15：六碘二十二烷酸和六碘二十二烷酸乙酯的合成

实施例16：用于对心脏和肝脏进行成像的CT造影剂的表征

为了体内研究心脏和肝脏，将本发明的纳米乳剂口服给予小鼠。在口服摄取本发明的CT造影剂之前和之后7小时进行CT扫描，所述CT造影剂包含亚油酸(65％)、油酸(30％)和亚麻酸(4％)的碘化乙酯(图6)。如图6A所示，所述造影剂被心脏心肌细胞摄取，露出左心室壁。心脏壁的增强允许测量解剖参数，例如心肌的厚度或体积。如图6B所示，所述造影剂也会被肝脏摄取，从而增加其对比度。

参考文献

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3.Guerra C,Koza RA,Yamashita H,Walsh K,Kozak LP.Emergence of brownadipocytes in white fat in mice is under genetic control.Effects on bodyweight and adiposity.J Clin Invest.1998；102(2):412-420。

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Claims (20)

1.一种用计算机断层扫描对肠胃外器官进行体内成像的方法，所述方法包括在受试者中口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

2.根据权利要求1所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂由根据通式I的具有10-20个碳原子的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂由根据通式I的具有16-18个碳原子的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述纳米乳剂包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或其混合物的生物相容性乳化剂。

6.根据权利要求5所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述纳米乳剂中所述生物相容性乳化剂的量为所述总纳米乳剂的5-30％(w/w)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中经口的造影剂适于受试者中的肝脂肪变性或肝肿瘤的非侵入性体内可视化和/或定量。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中经口的造影剂适于心脏的非侵入性体内可视化和心脏功能的评估。

9.一种用计算机断层扫描对受试者的棕色和/或米色脂肪组织(BAT)进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

10.根据权利要求9所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂适用于所述受试者中的棕色和/或米色脂肪组织(BAT)的非侵入性体内成像、定量和/或活性的监测。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂由根据通式I的具有10-20个碳原子的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂由根据通式I的具有16-18个碳原子的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述碘化脂肪酸是碘化亚麻酸。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述纳米乳剂包含选自卵磷脂、脂肪醇聚乙二醇醚、聚山梨醇酯和脱水山梨糖醇酯或其混合物的生物相容性乳化剂。

15.根据权利要求14所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述纳米乳剂中所述生物相容性乳化剂的量为所述总纳米乳剂的5-30％(w/w)。

16.一种用计算机断层扫描对受试者的心脏或肝脏进行体内成像的方法，所述方法包括口服施用造影剂，所述造影剂包含根据通式I的具有4-24个碳原子的碘化脂肪酸和/或其酯和/或其盐和/或其混合物的生物相容性纳米乳剂：

式I

其中n＝2-22；

R₁为H或I，条件是碘原子的数目为1-6，并且碘原子既不是孪位也不是邻位；

并且其中R₂是H、不饱和或饱和的、直链或支链烷基、烷基、烷氧基烷基、羟基烷氧基烷基、多羟基烷基、羟基聚亚烷基氧基烷基。

17.根据权利要求16所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂由根据通式I的具有16-18个碳原子的碘化脂肪酸的生物相容性纳米乳剂组成。

18.根据权利要求16-17中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂适于所述受试者中的肝脂肪变性或肝肿瘤的可视化和/或定量。

19.根据权利要求16-17中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中所述造影剂适于所述受试者的心脏的可视化以及其功能的评估。

20.根据权利要求1-19中任一项所述的用CT进行体内成像的方法，其中经口的CT造影剂以对应于每克体重0.5-1.6mg碘的剂量进行施用。

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