JP6057710B2 - リンパ節イメージング用蛍光プローブ - Google Patents
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Description
本出願は,日本特許出願2010−124252(2010年5月31日出願)に基づく優先権を主張しており,この内容は本明細書に参照として取り込まれる。
で表される化合物、または化学式(II):
で表される化合物である。
化学式(IV):
化学式(V):
で表される化合物、または
化学式(VI):
で表される化合物である。
で表される化合物、または化学式(II):
で表される化合物またはその塩を含有することを特徴とする近赤外線蛍光イメージング剤を提供する。
化学式(IV):
化学式(V):
で表される化合物、または
化学式(VI):
で表される化合物を含有することを特徴とする近赤外線蛍光イメージング剤を提供する。
本発明の近赤外線蛍光イメージング剤は、インドシアニン系の蛍光色素とリポソームから構成される。本発明において用いることができるインドシアニン系の蛍光色素としては、例えば、化学式(I):
で表される化合物、または化学式(II):
で表される化合物が挙げられる。
本発明において用いられる近赤外線蛍光色素は、脂質との親和性が高く、リポソームと結合させることにより安定して強い蛍光を発生することができる。本明細書においては、近赤外線蛍光色素とリポソームとのこのようなコンジュゲートを、「蛍光プローブ」と称する。図1に本発明の蛍光プローブの模式図を示す。
本発明の蛍光プローブを用いてセンチネルリンパ節の検索を行うためには,腫瘍原発巣の周囲に対し、粘膜下層、筋層、あるいは漿膜下層のいずれかに約200〜500μLの蛍光プローブの分散液を直接注入する。蛍光プローブの分散液の分散媒は水であり、また、蛍光プローブを安定化させるために必要な成分は、リン酸塩、炭酸塩など10mMから200mMまでの濃度においてpH6.5からpH8.0までに緩衝作用をもつ塩類、あるいは10mMから500mMのナトリウム塩、カリウム塩である。さらに、アルブミンなどを含む血清が安定化剤として有効である。内視鏡を用いて注入を行う場合は、内視鏡下処置用の穿刺針または注射針を用いて直接注入するのが好ましいが、その限りではない。直接注入した直後から、内視鏡や腹腔鏡などの生体スコープに近赤外線のみを透過するフィルターをとりつけたモニター装置を用いて観察を行うことで、本発明の蛍光プローブが集積したリンパ節を同定検出する。
本発明の蛍光色素ICG-6およびICG-8は、下記のスキームにより合成した。
25ml 四つ口フラスコに2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ-3H-インドール(3.1g,15mmol)と1,4-ブタンスルトン(2.1g,15mmol)を混合し、容器内を窒素置換した。80℃で4時間攪拌した後、室温まで放冷し、アセトンを加えてしばらく攪拌し、結晶をろ別し、アセトン10mlでかけ洗いした後、風乾させて灰色結晶(1.17g,23%)を得た。
25ml四つ口フラスコに2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ-3H-インドール(2.3g,11mmol)
、3-ブロモ-1-プロピオン酸(1.5g,9.8mmol)およびアセトニトリル(10ml)を混合し、65℃で16時間攪拌した後、室温まで放冷し、酢酸エチル(50ml)に排出した。結晶をろ別して、得られた結晶をアセトンでけん洗しろ別した後、風乾させて灰色結晶状の目的物(1.68g,47%)を得た。
25ml 四つ口フラスコにインドリウム塩1(1.04g,3.0mmol)とグルタコンアルデヒドジアニル塩酸塩(0.94g,3.3mmol)を混合し、120℃で1時間攪拌した。室温まで放冷し、1時間攪拌後、結晶をろ別した。得られた結晶をアセトンでけん洗しろ別した後、風乾させて暗紫色結晶状の目的物(0.91g,58%)を得た。
25ml四つ口フラスコに化合物2(0.55g,1.5mmol)、3(0.80g,1.5mmol)とピリジン(8ml)を混合し、50℃で45分攪拌した後、室温まで放冷した。反応液を減圧下濃縮し、残渣に水(20ml)を加え攪拌し、次いで10%塩酸を少しずつ加えてしばらく攪拌した(pH3〜4)。結晶をろ別後、風乾させて粗生成物(1.12g)を得た。得られた結晶にメタノール/クロロホルム(5/1)20mlを加え過熱攪拌し、放冷後結晶をろ別した。得られた結晶をメタノール/クロロホルムで再結晶させろ別後、風乾させて深緑色結晶状のICG-6(0.38g,37%)を得た。
100ml四つ口フラスコに2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ-3H-インドール(8.4g,40mmol)、1-ヨードオクタデカン(16.8g,44mmol)および2-ブタノン(30ml)を混合し、70℃で18時間攪拌した後、室温まで放冷し、酢酸エチル(40ml)を加えて結晶をろ別した。得られた結晶を酢酸エチルでけん洗(2回)しろ別した後、風乾させて灰色結晶状の目的物(4.4g,19%)を得た。
50ml三つ口フラスコに化合物3(1.58g,3.0mmol)、インドリウム塩4(1.77g,3.0mmol)およびピリジン16mlを混合して溶解させ、これを窒素雰囲気下、50℃で1時間反応させた。反応後、水(40ml)に排出して析出した結晶をろ別した。得られた粗結晶を酢酸エチルで解した後、ろ別し得られた結晶をクロロホルム/酢酸エチル(1/1)40mlで再結晶させて、濃緑色の結晶状目的物(1.39g,53%)を得た。
本発明の蛍光色素ICG-9は、下記のスキームにより合成した。
25ml四つ口フラスコにp-アミノフェノール(0.55g,5.0mmol)、1-ヨードヘキサン(2.5g,11.8mmol)、炭酸カリウム(0.70g,5.1mmol)およびジメチルホルムアミド(10ml)を混合し、75℃で3時間攪拌した後、さらに、炭酸カリウム(0.70g,5.1mmol)を加え6時間攪拌した。室温まで放冷し、水に排出し、酢酸エチルを加え抽出した。有機層を水(3回)、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥した後、減圧下濃縮して粗生成物(1.3g)を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/酢酸エチル=25/1〜15/1)で精製し、油状の目的物(0.81g,58%)を得た。
300ml四つ口フラスコにジメチルホルムアミド(55ml)を入れ、10℃以下に保ちながらオキシ塩化リン(50ml,0.54mol)を1時間かけて滴下した。ゆっくり加熱し、45〜50℃を保ちながらシクロヘキサノン(15g,0.15mol)とジメチルホルムアミド(35ml)の混合液を1時間かけて滴下した。50℃で3時間攪拌後、反応液を室温まで放冷後水に排出し、終夜攪拌した。結晶をろ別し、得られた結晶を水でけん洗しろ別した後、終夜風乾し黄色結晶状のアルデヒド体(19.4g,74%)を得た。このアルデヒド体(19g,0.1mol)とジメチルホルムアミド(75ml)を500ml四つ口フラスコに混合し、濃塩酸(25ml)を8℃以下に保ちながら滴下した。15分攪拌後、アニリン(21.5g,0.23mol)とエタノール(110ml)の混合液を7℃以下に保ちながら滴下した。次に1.5時間かけて室温まで戻し、水に排出した。1時間攪拌し、結晶をろ別した後、風乾させて目的物(41.3g,定量的)を得た。
25ml四つ口フラスコに化合物1(0.83g,2.4mmol)、3-クロロ-2,4-トリメチレングルタコンアルデヒドジアニル塩酸塩(0.43g,1.2mmol)、トリエチルアミン(1.1ml,7.9mmol)およびメタノール(12ml)を混合し、フラスコ内を窒素置換した。反応液に5分かけて無水酢酸を滴下した。遮光して15時間攪拌した後、反応液に酢酸ナトリウム(0.49g,6.0mmol)を加えて溶媒を減圧下留去した。残留物をアセトンに溶解させて不溶分をろ去し、ろ液を減圧下濃縮した。残渣を酢酸エチル、アセトンの順でけん洗しろ別した後、風乾させてシアニン色素の粗結晶(0.87g)を得た。
ICG-8-C4
4-(2-((1E,3E,5E,7E)-7-(1,1-ジメチル-3-ブチル-1H-ベンゾ[e]インドール-2(3H)-イリデン)ヘプタ-1,3,5-トリエニル)-1,1-ジメチル-1H-ベンゾ[e]インドリウム-3-イル)ブタン-1-スルホン酸(ICG-8-C4)
実施例1のヨウ化1-オクタデシル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウム(4)の合成の項で、1-ヨードオクタデカン(16.8g,44mmol)を1-ヨードブタン(12.1g,66mmol)に変えた以外は同様にしてヨウ化1-ブチル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウムを(10.7g,62%)を得、さらにICG-8の合成と同様にして目的物(1.35g,44%)を得た。LC-MSの主な分子イオンピークはm/z=673(positive)であった。また、エタノール中における極大吸収波長、モル吸光係数は、それぞれλmax=787nm、ε=2.52×105であった。
4-(2-((1E,3E,5E,7E)-7-(1,1-ジメチル-3-ヘキシル-1H-ベンゾ[e]インドール-2(3H)-イリデン)ヘプタ-1,3,5-トリエニル)-1,1-ジメチル-1H-ベンゾ[e]インドリウム-3-イル)ブタン-1-スルホン酸(ICG-8-C6)
実施例1のヨウ化1-オクタデシル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウム(4)の合成の項で、1-ヨードオクタデカン(16.8g,44mmol)を1-ヨードヘキサン(6.4g,30mmol)に変えた以外は同様にしてヨウ化1-ブチル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウムを(5.63g,54%)を得、さらにICG-8の合成と同様にして目的物(1.18g,57%)を得た。。LC-MSの主な分子イオンピークはm/z=701(positive)であった。また、エタノール中における極大吸収波長、モル吸光係数は、それぞれλmax=787nm、ε=2.34×105であった。
4-(2-((1E,3E,5E,7E)-7-(1,1-ジメチル-3-オクチル-1H-ベンゾ[e]インドール-2(3H)-イリデン)ヘプタ-1,3,5-トリエニル)-1,1-ジメチル-1H-ベンゾ[e]インドリウム-3-イル)ブタン-1-スルホン酸(ICG-8-C8)
実施例1のヨウ化1-オクタデシル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウム(4)の合成の項で、1-ヨードオクタデカン(16.8g,44mmol)を1-ヨードオクタン(15.8g,66mmol)に変えた以外は同様にしてヨウ化1-オクチル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウムを(11.7g,59%)を得、さらにICG-8の合成と同様にして目的物(0.93g,59%)を得た。LC-MSの主な分子イオンピークはm/z=727(positive)であった。また、エタノール中における極大吸収波長、モル吸光係数は、それぞれλmax=788nm、ε=2.63×105であった。
4-(2-((1E,3E,5E,7E)-7-(1,1-ジメチル-3-デシル-1H-ベンゾ[e]インドール-2(3H)-イリデン)ヘプタ-1,3,5-トリエニル)-1,1-ジメチル-1H-ベンゾ[e]インドリウム-3-イル)ブタン-1-スルホン酸(ICG-8-C10)
実施例1のヨウ化1-オクタデシル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウム(4)の合成の項で、1-ヨードオクタデカン(16.8g,44mmol)を1-ヨードデカン(17.7g,66mmol)に変えた以外は同様にしてヨウ化1-デシル-2,3,3-トリメチル-4,5-ベンゾ[e]インドリウムを(4.83g,23%)を得、さらにICG-8の合成と同様にして目的物(0.79g,46%)を得た。
修飾するリン脂質にはNOF CORPORATION製 COATSOME ME-8181を使用した。
卵黄由来フォスファチジルコリン(7.3mg)、コレステロール(0.4mg)、フォスファチジルエタノールアミン−N−メトキシポリエチレングリコール5000−ジオレオイル−グリセロアンモニウム塩(3.2mg)および蛍光色素(ICG、ICG-6、ICG-8またはICG-9)(3.2〜3.2×10-4mM)をクロロホルム/メタノール(体積分率9:1)に溶解させた。減圧下に有機溶媒を蒸発させて、薄膜を形成させた。これに、5%ヒトアルブミン(CSLべーリング社製)の水溶液1mLを添加し、室温で数時間静置した。この懸濁液を、メンブレンホルダ(ミリポア社製)に取り付けたポリカーボネート製フィルター(孔径0.1〜0.2μm、ミリポア社製)に約10回通して、リポソームを形成させた。
上述のようにして作製した蛍光色素含有リポソームおよび対照としてICGの水溶液について、近赤外線蛍光強度を測定した。所定濃度の色素を含むリポソーム懸濁液またはICG水溶液100μLを96ウエルプレートに加え、励起光(LED光源、<780nm)を照射し、発生した蛍光(>810nm)をモノクロカメラで検出して、画像処理ソフトウエアImage Jによる輝度評価を行った。
本発明の蛍光プローブの蛍光寿命を測定した。測定は堀場製作所製蛍光寿命光度計TemProを使用した。表3は各近赤外蛍光色素3.2×10-2mM濃度のクロロホルム溶液の値、ただし対照となるICGは水溶液の値を示し、表4はリポソームに各近赤外蛍光色素3.2×10-2mMの配合を行ったものの値を示す。励起光は740nmの半導体レーザーを用いて、816nmの蛍光波長で得られた寿命スペクトルを2成分解析した。結果を表3および表4に示す。
蛍光プローブの生体内での蛍光視認性を調べるために、マウスの足先(図5の黄色矢印)からICG-8含有蛍光プローブ分散液(0.2mL、リン脂質換算濃度で10mM)を注射した。蛍光プローブ分散液の分散媒は、5%ヒトアルブミン(CSLべーリング社製)の水溶液である。また、調製時に用いた脂質の総量に対し、添加した分散媒の容積から、分散液中のリン脂質の濃度を求め、リポソーム型蛍光プローブの単位体積あたりの量を示すため、これをリン脂質換算濃度として表記した。10分後、表皮組織をはく離後に、励起光(LED光源、<780nm)を照射し、発生した蛍光(>810nm)をモノクロカメラで検出した。可視光の画像を図5Aに、蛍光画像を図5Bに示す。図5Bから明らかなように、蛍光プローブ分散液の注入箇所が蛍光を発していること、ならびに膝下リンパ節(○印)に繋留した蛍光プローブを検出しうることが確認された。
蛍光プローブのリンパ節繋留性を調べるために、実施例5と同様にして、マウスの足先からICG-8含有蛍光プローブ分散液(リポソーム平均粒径240nm)(0.2mL,リン脂質換算濃度10mM)または対照としてICG水溶液(0.2mL.3.2mM)を注射した(図6A)。10分後、表皮組織をはく離後に、励起光(LED光源、<780nm)を照射し、発生した蛍光(>810nm)をモノクロカメラで検出した。
ブタのS状結腸の腸管にICG-8含有蛍光プローブ分散液(リポソーム平均粒径240nm)0.2mLを注射した(図7の黄色矢印)。30分後、バリスタ内蔵型内視鏡と蛍光観測型腹腔鏡を用いて、励起光:<800nm、検出光:>810nm)にて、蛍光を検出した。外見でも判別できる腸管膜の1次リンパ節(図7Bの点線白丸)に加えて、外見では判別できないほど埋もれた腸管膜の1次リンパ節(図7B実線白丸)からの蛍光が検出された。すなわち、ICG-8含有蛍光プローブ分散液を注入すると、複数個の腸管膜リンパ節のうち、注入箇所から最近接の1次リンパ節のみ(2個)が蛍光を発し、それ以外のリンパ節からの蛍光は認められなかった。このことから、ICG-8含有蛍光プローブ分散液はセンチネルリンパ節の蛍光検出に有用であった。
ブタの胃幽門の胃壁に,生理食塩水を用いて調整・分散させたICG-8含有蛍光プローブ分散液(リポソーム平均粒径160nm)0.2mLを注射した(図8A)。30分後、バリスタ内蔵型内視鏡と蛍光観測型腹腔鏡を用いて、励起光:<800nm、検出光:>810nmにて、蛍光を検出した。胃幽門に連結している胃の1次リンパ節(図8Bの点線白丸)からの蛍光が外見で検出された。すなわち、生体への影響が低い生理食塩水を利用したICG-8含有蛍光プローブ分散液は、胃のセンチネルリンパ節の蛍光検出に有用であった。
Claims (8)
- ヘキサトリエン基本骨格構造をもつ蛍光色素を含有するリポソームからなる、センチネルリンパ節造影に用いる近赤外線蛍光イメージング用の蛍光プローブであって、
ヘキサトリエン基本骨格構造をもつ蛍光色素が、
化学式(V):
で表される化合物、または
化合物(VII):
で表される化合物である、蛍光プローブ。 - 化学式(V):
で表される化合物、または
化学式(VII):
で表される化合物を蛍光プローブとして含むリポソームを含有することを特徴とする近赤外線蛍光イメージング剤。 - 化学式(V):
で表される化合物。 - 化学式(VII):
で表される化合物。 - R1およびR2が、オレオイル基である、請求項4に記載の化合物。
- 化学式:
- 請求項3〜6のいずれか一項に記載の化合物を含有するリポソーム。
- 請求項3〜6のいずれか一項に記載の化合物を含有するリポソームからなる、センチネルリンパ節造影に用いる近赤外線蛍光イメージング用の蛍光プローブ。
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