JP6288970B2 - Compound and contrast agent for photoacoustic imaging having the compound - Google Patents

Compound and contrast agent for photoacoustic imaging having the compound Download PDF

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Description

本発明は、化合物、および、前記化合物を有する光音響イメージング用造影剤に関する。   The present invention relates to a compound and a contrast agent for photoacoustic imaging having the compound.

生体内部の情報を可視化する装置の1つとして、光音響トモグラフィー(Photoacoustic tomography、以下PATと略すことがある)装置が知られている。PAT装置を用いる測定においては、被測定体に光を照射したときに被測定体内部で光を吸収した物質(光吸収体)が発する光音響信号の強度と発生時刻を測定することにより、被測定体内部の物質分布を演算した画像を得ることができる。   A photoacoustic tomography (hereinafter abbreviated as PAT) device is known as one of devices for visualizing information inside a living body. In measurement using a PAT device, the intensity and generation time of a photoacoustic signal emitted from a substance (light absorber) that absorbs light within the object to be measured when the object to be measured is irradiated are measured. An image obtained by calculating the substance distribution inside the measurement body can be obtained.

ここで、光吸収体としては、生体内で光を吸収して音響波を発するものであればいかなるものをも用いることができる。例えば人体内の血管や悪性腫瘍などを光吸収体とすることが可能である。その他にも、インドシアニングリーン(Indocyanine Green、以下ICGと略すことがある)などの分子を体内に投与し、造影剤として利用することもできる。ICGは、人体に照射した際の影響が少なくかつ生体への透過性が高い近赤外波長領域の光をよく吸収することから、PAT装置における造影剤として好適に用いることができる。なお、本明細書において、ICGとは下記の構造で示される化合物を指す。   Here, any light absorber can be used as long as it absorbs light in a living body and emits an acoustic wave. For example, blood vessels and malignant tumors in the human body can be used as the light absorber. In addition, molecules such as indocyanine green (hereinafter sometimes abbreviated as ICG) can be administered into the body and used as a contrast agent. ICG absorbs light in the near-infrared wavelength region with little influence when irradiated on a human body and high permeability to a living body, and therefore can be suitably used as a contrast agent in a PAT apparatus. In this specification, ICG refers to a compound represented by the following structure.


(1)

(1)

ただし、対イオンはNaでなくてもよく、HあるいはKなど任意の対イオンをもちいることができる。 However, the counter ion may not be Na + , and any counter ion such as H + or K + can be used.

しかし、ICGは血中での半減期が数分程度と非常に短いことが知られている。   However, ICG is known to have a very short half-life in the blood of about several minutes.

非特許文献1では、単独のICGを用いてラットの脳血管の光音響イメージングを行った例が報告されている。この報告によると、単独のICGを血中に投与してから数十分後に、光音響信号が血液と同じレベルにまで低下しており、投与した物質が投与後速やかに血中から消失することが示唆されている。   Non-Patent Document 1 reports an example of performing photoacoustic imaging of a rat cerebral blood vessel using a single ICG. According to this report, the photoacoustic signal has dropped to the same level as blood several tens of minutes after the administration of a single ICG in the blood, and the administered substance disappears from the blood immediately after administration. Has been suggested.

このように、単独のICGは血中に投与してから数十分後に血中から消失してしまうことから、投与後時間がたったときの腫瘍への集積性が低いと考えられる。   In this way, single ICG disappears from the blood several tens of minutes after being administered into the blood, and therefore, it is considered that the accumulation of the tumor in the tumor after a short time after administration is low.

Optics Letters,29(7),730(2004)Optics Letters, 29 (7), 730 (2004)

そこで本発明では、投与後時間がたったときでも、腫瘍への集積性が高く、腫瘍から発せられる光音響信号強度が大きい、化合物を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a compound that is highly accumulating in a tumor and has a high intensity of photoacoustic signal emitted from the tumor even when time has elapsed after administration.

本発明に係る化合物は、下記式(I)乃至(IV)のいずれかで示されることを特徴とする。
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A’ (I)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−M (II)
N−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A(III)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−R (IV)
The compound according to the present invention is represented by any one of the following formulas (I) to (IV).
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A '(I)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -M (II)
N-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A (III)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O-R (IV)

式(I)において、A、A’はそれぞれ独立に下記式(i)乃至式(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(I)のL、Lに結合する。 In the formula (I), A and A ′ each independently represent any of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) represents L 1 in the formula (I), It binds to L 2.

式(I)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。 In the formula (I), L 1 and L 2 are each independently —NH—, —O—, —S—, —CO—, or each independently —NH—, —O—, — It is a linker moiety containing one or more of S- and -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.

式(II)および式(III)において、Aは下記式(i)乃至(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(II)のL1または式(III)のL2に結合する。   In the formulas (II) and (III), A represents any one of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) represents L1 in the formula (II) or the formula (III) ) To L2.

式(II)および式(III)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。 In formula (II) and formula (III), L 1 and L 2 are each independently —NH—, —O—, —S—, —CO—, or each independently —NH—, It is a linker moiety containing one or more of -O-, -S-, and -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.

式(II)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Mは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Mは水酸基である。 In the formula (II), when L 2 is any of —NH—, —O—, and —S—, M is a hydrogen atom, and when L 2 is —CO—, M is a hydroxyl group.

式(III)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Nは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Nは水酸基である。 In the formula (III), when L 1 is any of —NH—, —O—, and —S—, N is a hydrogen atom, and when L 1 is —CO—, N is a hydroxyl group.

式(IV)において、Aは下記式(i)乃至式(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(IV)のLに結合する。 In the formula (IV), A represents any one of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) is bonded to L 1 in the formula (IV).

式(IV)において、Lは−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。pは1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。Rは水素原子、置換または無置換の炭素数1乃至5のアルキル基のいずれかである。 In the formula (IV), L 1 is any one of —NH—, —O—, —S—, —CO—, or independently —NH—, —O—, —S—, —CO—. It is a linker part containing any one or more of these. p is an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less. R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.


(i)

(I)


(ii)

(Ii)


(iii)

(Iii)


(iv)

(Iv)


(v)

(V)


(vi)

(Vi)

式(i)乃至式(vi)において、Zは水素原子、スルホン酸基、またはZに結合したインドール環と共にベンズ[e]インドール環、ベンズ[f]インドール環、またはベンズ[g]インドール環からなる環状芳香族環を形成し、さらに該環状芳香族環の水素原子は炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、スルホン酸基で置換されていてもよい。   In the formulas (i) to (vi), Z is a hydrogen atom, a sulfonic acid group, or an indole ring bonded to Z together with a benz [e] indole ring, a benz [f] indole ring, or a benz [g] indole ring. And a hydrogen atom of the cyclic aromatic ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a sulfonic acid group.

式(i)乃至(vi)において、Rは、炭素数1乃至10のアルキル基、−(CH−SO (bは1乃至10の整数)のいずれかである。Rがアルキル基である場合、ハロゲンイオン、または有機酸イオンが対イオンとして含まれていても良い。 In formulas (i) to (vi), R 1 is any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and — (CH 2 ) b —SO 3 (b is an integer of 1 to 10). When R 1 is an alkyl group, a halogen ion or an organic acid ion may be contained as a counter ion.

、Rはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、−(CH−SO (bは1乃至10の整数)、−(CH−SOX(bは1乃至10の整数であり、Xはナトリウム、カリウム、アンモニウム、トリエチルアンモニウム、リジン、アルギニンのいずれかである)のいずれかである。
式(i)および(ii)において、aは1乃至10の整数である。
式(i)乃至(vi)において、nは2または3である。
R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, — (CH 2 ) b —SO 3 (b is an integer of 1 to 10) , — (CH 2 ) b —SO 3 X (b is an integer of 1 to 10, and X is sodium, potassium, ammonium, triethylammonium, lysine, or arginine).
In the formulas (i) and (ii), a is an integer of 1 to 10.
In the formulas (i) to (vi), n is 2 or 3.

式(ii)、(iv)、(vi)において、Rは炭素数1乃至10のアルキル基、−(CH−SOX(bは1乃至10の整数であり、Xはナトリウム、カリウム、アンモニウム、トリエチルアンモニウム、リジン、アルギニンのいずれかである)のいずれかである。 In the formulas (ii), (iv), and (vi), R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, — (CH 2 ) b —SO 3 X (b is an integer of 1 to 10, and X is sodium , Potassium, ammonium, triethylammonium, lysine, or arginine).

式(iii)および(iv)において、Lは置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基であり、アルキル基の鎖の中にカルボニル基、アミド基、エステル基、ピペラジル基で置換されていても良い。 In the formulas (iii) and (iv), L 3 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and is substituted with a carbonyl group, an amide group, an ester group, or a piperazyl group in the chain of the alkyl group. May be.

式(v)および(vi)において、Lは置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基であり、カルボニル基、アミド基、エステル基で置換されていても良い。 In the formulas (v) and (vi), L 4 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may be substituted with a carbonyl group, an amide group, or an ester group.

本発明に係る化合物によれば、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol、以下PEGと略すことがある)と、ICGなどのシアニン系の化合物とが共有結合した構造であるため、ICGを単独で生体に投与した場合に比べて、腫瘍への集積性が高く、腫瘍から発せられる光音響信号強度が大きい。   The compound according to the present invention has a structure in which polyethylene glycol (hereinafter sometimes abbreviated as PEG) and a cyanine compound such as ICG are covalently bonded, so ICG was administered alone to a living body. Compared to the case, the accumulation in the tumor is high, and the intensity of the photoacoustic signal emitted from the tumor is large.

本発明の実施例で光音響イメージングを行ったときの腫瘍移植マウスの光学写真。The optical photograph of the tumor transplantation mouse | mouth when photoacoustic imaging was performed in the Example of this invention. 本発明の実施例で行った光音響イメージングで得られた画像。The image obtained by the photoacoustic imaging performed in the Example of this invention. 本発明の実施例で行った腫瘍集積性評価実験で得られた結果のグラフ。The graph of the result obtained by the tumor accumulation property evaluation experiment conducted in the Example of this invention.

本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る化合物は、PEGに特定のシアニン系の色素が結合した構造を有し、PEGは該シアニン系の色素のインドール環に存在する窒素原子の置換基を介して結合している。本実施形態に係る化合物は具体的には下記式(I)乃至(IV)で示される化合物である。
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A’(I)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−M (II)
N−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A(III)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−R (IV)
An embodiment of the present invention will be described. The compound according to this embodiment has a structure in which a specific cyanine dye is bonded to PEG, and PEG is bonded via a nitrogen atom substituent present in the indole ring of the cyanine dye. The compound according to this embodiment is specifically a compound represented by the following formulas (I) to (IV).
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A '(I)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -M (II)
N-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A (III)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O-R (IV)

式(I)において、A、A’はそれぞれ独立に下記式(i)乃至式(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(I)のL、Lに結合する。 In the formula (I), A and A ′ each independently represent any of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) represents L 1 in the formula (I), It binds to L 2.

式(I)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5のいずれかの整数であり、mは10以上2500以下のいずれかの整数である。 In the formula (I), L 1 and L 2 are each independently —NH—, —O—, —S—, —CO—, or each independently —NH—, —O—, — It is a linker moiety containing one or more of S- and -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.

式(II)および式(III)において、Aは下記式(i)乃至(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(II)のL1または式(III)のL2に結合する。   In the formulas (II) and (III), A represents any one of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) represents L1 in the formula (II) or the formula (III) ) To L2.

式(II)および式(III)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。 In formula (II) and formula (III), L 1 and L 2 are each independently —NH—, —O—, —S—, —CO—, or each independently —NH—, It is a linker moiety containing one or more of -O-, -S-, and -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.

式(II)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Mは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Mは水酸基である。 In the formula (II), when L 2 is any of —NH—, —O—, and —S—, M is a hydrogen atom, and when L 2 is —CO—, M is a hydroxyl group.

式(III)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Nは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Nは水酸基である。 In the formula (III), when L 1 is any of —NH—, —O—, and —S—, N is a hydrogen atom, and when L 1 is —CO—, N is a hydroxyl group.

式(IV)において、Aは下記式(i)乃至式(vi)のいずれかを表し、下記式(i)乃至(vi)の*は式(IV)のLに結合する。 In the formula (IV), A represents any one of the following formulas (i) to (vi), and * in the following formulas (i) to (vi) is bonded to L 1 in the formula (IV).

式(IV)において、Lは−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。pは1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。Rは水素原子、置換または無置換の炭素数1乃至5のアルキル基のいずれかである。 In the formula (IV), L 1 is any one of —NH—, —O—, —S—, —CO—, or independently —NH—, —O—, —S—, —CO—. It is a linker part containing any one or more of these. p is an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less. R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

なお、本明細書において、*は構造式中の   In the present specification, * represents a structural formula.

と同義である。 It is synonymous with.


(i)

(I)


(ii)

(Ii)


(iii)

(Iii)


(iv)

(Iv)


(v)

(V)


(vi)

(Vi)

式(i)乃至(vi)において、Zは水素原子、スルホン酸基、またはZに結合したインドール環と共にベンズ[e]インドール環、ベンズ[f]インドール環、またはベンズ[g]インドール環からなる環状芳香族環を形成し、さらに該環状芳香族環の水素原子は炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、スルホン酸基で置換されていてもよい。   In formulas (i) to (vi), Z is a hydrogen atom, a sulfonic acid group, or a benz [e] indole ring, a benz [f] indole ring, or a benz [g] indole ring together with an indole ring bonded to Z. A cyclic aromatic ring is formed, and the hydrogen atom of the cyclic aromatic ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a sulfonic acid group.

式(i)乃至(vi)において、Rは、炭素数1乃至10のアルキル基、−(CH−SO (bは1乃至10のいずれかの整数)のいずれかである。 In formulas (i) to (vi), R 1 is any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and — (CH 2 ) b —SO 3 (b is any integer of 1 to 10). .

がアルキル基である場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲンイオン、または酢酸イオン、酒石酸イオン、コハク酸イオン等の有機酸イオンが対イオンとして含まれていても良い。R、Rはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、−(CH−SO (bは1乃至10のいずれかの整数)、−(CH−SOX(bは1乃至10の整数であり、Xはナトリウム、カリウム、アンモニウム、トリエチルアンモニウム、リジン、アルギニンのいずれかである)のいずれかである。
式(i)および(ii)において、aは1乃至10のいずれかの整数である。
式(i)乃至(vi)において、nは2または3である。
When R 1 is an alkyl group, a halogen ion such as a chloride ion, bromide ion or iodide ion, or an organic acid ion such as an acetate ion, a tartrate ion or a succinate ion may be contained as a counter ion. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, — (CH 2 ) b —SO 3 (b is any one of 1 to 10 integer), - (CH 2) b -SO 3 X (b is an integer of 1 to 10, X is either sodium, potassium, ammonium, triethyl ammonium, lysine, either arginine) of .
In the formulas (i) and (ii), a is an integer from 1 to 10.
In the formulas (i) to (vi), n is 2 or 3.

式(ii)、(iv)、(vi)において、Rはそれぞれ独立に、炭素数1乃至10のアルキル基、−(CH−SOX(bは1乃至10のいずれかの整数であり、Xはナトリウム、カリウム、アンモニウム、トリエチルアンモニウム、リジン、アルギニンのいずれかである)のいずれかである。 In formulas (ii), (iv), and (vi), R 4 is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, — (CH 2 ) b —SO 3 X (b is any one of 1 to 10) And X is any of sodium, potassium, ammonium, triethylammonium, lysine and arginine).

式(iii)および(iv)において、Lは任意の2価の基である。例えば、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基であり、カルボニル基、アミド基、エステル基、ピペラジル基などで置換されていても良い。 In the formulas (iii) and (iv), L 3 is an arbitrary divalent group. For example, it is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and may be substituted with a carbonyl group, an amide group, an ester group, a piperazyl group, or the like.

式(v)および(vi)において、Lは任意の2価の基である。例えば、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基であり、カルボニル基、アミド基、エステル基などで置換されていても良い。 In the formulas (v) and (vi), L 4 is an arbitrary divalent group. For example, it is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and may be substituted with a carbonyl group, an amide group, an ester group, or the like.

本実施形態に係る化合物において、式(I)乃至(IV)におけるmは100以上500以下のいずれかの整数であることが好ましく、200以上400以下のいずれかの整数であることがさらに好ましい。   In the compound according to this embodiment, m in the formulas (I) to (IV) is preferably an integer of 100 or more and 500 or less, and more preferably an integer of 200 or more and 400 or less.

式(I)におけるA、A’がいずれも式(i)乃至(vi)の単独であってもよいし、(i)乃至(vi)の組合せであってもよい。   A and A ′ in the formula (I) may be any one of the formulas (i) to (vi) or a combination of (i) to (vi).

式(I)におけるL、Lがともに−NH−である場合、AとL、A’とLの結合が強いため好ましい。 It is preferable that L 1 and L 2 in the formula (I) are both —NH— because the bond between A and L 1 and A ′ and L 2 is strong.

また、−O−である場合、本実施形態に係る化合物が血清などの水溶液中で分散性が高くなると考えられるため好ましい。   In addition, -O- is preferable because the compound according to this embodiment is considered to have high dispersibility in an aqueous solution such as serum.

また、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位であってもよい。ここで、リンカー部位とは、式(I)乃至式(IV)におけるエチレングリコール鎖またはアルキル鎖と、AまたはA’とを結合させる機能を有する部位である。例えば、1,6−BismaleimidohexaneやSuccinimidyl trans−4−(N−Maleimidylmethyl)−Cyclohexane−1−Carboxylateなどの2官能性の化合物が挙げられる。別の例では、カルボニル基、アミド基、エステル基、ピペラジル基などを含んでなる炭素数1乃至10のアルキル基を挙げることができる。更に別の例では任意の鎖長のポリペプチドを使用することもでき、該ポリペプチドが後述の捕捉分子であってもよい。ポリペプチドは、鎖の中のカルボニル基、アミノ基、チオール基のいずれかを使用して共有結合を形成することができる。例えば、N−PEGマレイミド基とチオール基は中性条件下、室温においてマレイミド−チオール結合を形成することができる。 In addition, L 1 and L 2 may each independently be a linker moiety containing any one or more of —NH—, —O—, —S—, and —CO—. Here, the linker site is a site having a function of binding the ethylene glycol chain or alkyl chain in formulas (I) to (IV) to A or A ′. For example, bifunctional compounds such as 1,6-Bismaleimidohexane and Succinimidyl trans-4- (N-Maleimidylmethyl) -Cyclohexane-1-Carboxylate can be mentioned. As another example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms including a carbonyl group, an amide group, an ester group, a piperazyl group, and the like can be given. In yet another example, a polypeptide having an arbitrary chain length can be used, and the polypeptide may be a capture molecule described below. Polypeptides can form covalent bonds using any of the carbonyl, amino, or thiol groups in the chain. For example, an N-PEG maleimide group and a thiol group can form a maleimide-thiol bond at room temperature under neutral conditions.

式(i)及び式(ii)におけるaは2乃至6のいずれかの整数であることが好ましい。   A in formula (i) and formula (ii) is preferably an integer of 2 to 6.

式(i)乃至式(vi)のR、R、Rにおけるbは2乃至6のいずれかの整数であることが好ましい。 In the formulas (i) to (vi), b in R 1 , R 2 and R 3 is preferably an integer of 2 to 6.

式(i)及び式(ii)におけるaおよび式(i)乃至式(vi)のbが、6以下である場合、疎水性が高くならないため、生体中において非特異吸着しにくい。   When a in Formula (i) and Formula (ii) and b in Formula (i) to Formula (vi) are 6 or less, hydrophobicity does not increase, and nonspecific adsorption is difficult in the living body.

本実施形態において、上記式(i)が、下記の式(i−1)乃至(i−6)のいずれかで表されることが好ましい。   In the present embodiment, the formula (i) is preferably represented by any of the following formulas (i-1) to (i-6).


(i−1)

(I-1)


(i−2)

(I-2)

式(i−2)において、Yは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲンイオン、または酢酸イオン、酒石酸イオン、コハク酸イオン等の有機酸イオンのいずれかである。 In formula (i-2), Y is any one of halogen ions such as chloride ion, bromide ion and iodide ion, or organic acid ion such as acetate ion, tartrate ion and succinate ion.


(i−3)

(I-3)


(i−4)

(I-4)


(i−5)

(I-5)


(i−6)

(I-6)

本実施形態において、上記式(ii)が、下記の式(ii−1)または(ii−2)のいずれかで表されることが好ましい。   In the present embodiment, the above formula (ii) is preferably represented by any of the following formulas (ii-1) or (ii-2).


(ii−1)

(Ii-1)


(ii−2)

(Ii-2)

本実施形態において、上記式(iii)が、下記の式(iii−1)または(iii−2)のいずれかで表されることが好ましい。   In the present embodiment, the above formula (iii) is preferably represented by either the following formula (iii-1) or (iii-2).


(iii―1)

(Iii-1)


(iii―2)

(Iii-2)

本実施形態において、上記式(iv)が、下記の式(iv−1)または(iv−2)のいずれかで表されることが好ましい。   In the present embodiment, the formula (iv) is preferably represented by any of the following formulas (iv-1) or (iv-2).


(iv−1)

(Iv-1)


(iv―2)

(Iv-2)

また、前記L、Lのうち1つ以上が下記式(xi)で表わされることが好ましい。 Moreover, it is preferable that one or more of the L 1 and L 2 are represented by the following formula (xi).


(xi)

(Xi)

式(xi)において、Lは、ポリペプチド、または一本鎖抗体であり、―NH―はポリペプチドまたは一本鎖抗体中のアミノ酸のアミノ基を介した結合を、−S−はポリペプチドまたは一本鎖抗体中のアミノ酸のチオール基を介した結合を表わす。Lはカルボニル基、アミド基、エステル基、ピペラジル基などを含む炭素数1乃至10のアルキル鎖である。**は前述の*へ、***は式(I)乃至(IV)のアルキル鎖側またはエチレングリコール鎖側に結合する。 In the formula (xi), L 5 is a polypeptide or a single chain antibody, -NH- is a bond via an amino group of an amino acid in the polypeptide or single chain antibody, -S- is a polypeptide Or it represents the coupling | bonding through the thiol group of the amino acid in a single chain antibody. L 6 is an alkyl chain having 1 to 10 carbon atoms including a carbonyl group, an amide group, an ester group, a piperazyl group, and the like. ** binds to the aforementioned *, and *** binds to the alkyl chain side or ethylene glycol chain side of formulas (I) to (IV).

なお、前記式(xi)における、Lが下記式(xii)で表わされることが好ましい。
−(CH−C(=O)−NH− (xii)
ただし、式(xii)において、エチレン基の炭素が前記式(xi)のマレイミド基の窒素と結合し、−NH−の窒素が前記式(xi)の***と結合する。すなわち、エチレン基側がマレイミド基の窒素原子へ結合し、アミド基側が***へ結合する。
In the formula (xi), L 6 is preferably represented by the following formula (xii).
- (CH 2) 2 -C ( = O) -NH- (xii)
However, in the formula (xii), the carbon of the ethylene group is bonded to the nitrogen of the maleimide group of the formula (xi), and the nitrogen of —NH— is bonded to *** of the formula (xi). That is, the ethylene group side is bonded to the nitrogen atom of the maleimide group, and the amide group side is bonded to ***.

本実施形態に係る化合物は、さらに別の色素が結合していていてもよい。   The compound according to this embodiment may be further bound with another dye.

また、本実施形態に係る化合物は、標的部位に特異的に結合する捕捉分子を有していてもよい。   In addition, the compound according to this embodiment may have a capture molecule that specifically binds to a target site.

(化合物の調製方法)
本実施形態における化合物は、PEGと特定のシアニン系の化合物とを、それぞれの官能基を介して公知のカップリング反応によって結合することによって調製する。例えば、特定のシアニン系の化合物の含窒素複素環に存在する窒素原子の置換基を介して、PEGと結合させる。アミノ基を有するPEGのアミノ基と、特定のシアニン系の化合物が有するスルホコハク酸イミドエステル(Sulfo−OSuと略すことがある)を介して結合させることが好ましい。PEGと結合した特定のシアニン系の色素は、限外濾過法、サイズ排除カラムクロマトグラフィー法等の公知の精製法により洗浄、精製することができる。PEGと特定のシアニン系の化合物との結合は、上述のPEGの有するアミノ基などの官能基と特定のシアニン系の化合物とで直接結合されていても良いし、種々の架橋材(クロスリンカー)を介してPEGと特定のシアニン系の化合物とが結合されていても良い。
(Method for preparing compound)
The compound in the present embodiment is prepared by coupling PEG and a specific cyanine-based compound by a known coupling reaction via each functional group. For example, it is bonded to PEG via a nitrogen atom substituent present in the nitrogen-containing heterocycle of a specific cyanine compound. The amino group of the PEG having an amino group is preferably bonded via a sulfosuccinimide ester (sometimes abbreviated as Sulfo-OSu) possessed by a specific cyanine compound. A specific cyanine dye bonded to PEG can be washed and purified by a known purification method such as an ultrafiltration method or a size exclusion column chromatography method. The bond between PEG and a specific cyanine compound may be directly bonded with a functional group such as an amino group of the above PEG and a specific cyanine compound, or various cross-linking materials (crosslinkers). PEG and a specific cyanine compound may be bonded via each other.

本実施形態に係る化合物は、分子量が1000以上である、1つ以上のアミノ基を有するPEGに、インドシアニングリーン−N−ブタン酸スルホコハク酸イミドエステル(ICG−Sulfo−OSu(登録商標)(同仁化学社製)を共有結合させて調製することが好ましい。   The compound according to the present embodiment is obtained by adding indocyanine green-N-butanoic acid sulfosuccinimide ester (ICG-Sulfo-OSu (registered trademark)) (Dojindo) to PEG having one or more amino groups having a molecular weight of 1000 or more. It is preferable to prepare it by covalent bonding.

(PEG)
本実施形態に係る化合物を調製するために用いるPEGは、水溶性の高分子であり、タンパク質の血清半減期の増加や免疫原性の低下などの効果を奏する。PEGの分子量は、400以上100000以下の範囲であることが好ましく、20000以上であることがさらに好ましい。分子量が20000以上であれば、EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果により、生体内の正常部位に比べて腫瘍部位により多くのPEGを集積させることができると考えられる。また、分子量が20000以上において腎臓からの排泄が抑制されるため、20000未満の分子量のPEGに比較して、血中滞留性が長くなることが期待できる。また、PEGの分子量が大きければ大きいほど、溶液粘性が大きいため、PEGの分子量は100000以下であることが好ましい。
(PEG)
PEG used for preparing the compound according to this embodiment is a water-soluble polymer, and has effects such as an increase in serum half-life and a decrease in immunogenicity of the protein. The molecular weight of PEG is preferably in the range of 400 or more and 100,000 or less, and more preferably 20000 or more. If the molecular weight is 20000 or more, it is considered that more PEG can be accumulated at the tumor site than the normal site in the living body due to the EPR (Enhanced Permeability and Retention) effect. Moreover, since the excretion from the kidney is suppressed when the molecular weight is 20000 or more, it can be expected that the retention in blood is longer than that of PEG having a molecular weight of less than 20000. Moreover, since the solution viscosity is so large that the molecular weight of PEG is large, it is preferable that the molecular weight of PEG is 100,000 or less.

本実施形態におけるPEGは、特定のシアニン系の化合物と共有結合できる反応性の官能基をPEG1分子に少なくとも1つ以上有するものである。ここで反応性の官能基とは、結合させる色素の有する官能基によって適宜選択することができる。反応性官能基とは例えば、アミノ基、水酸基、チオール基、カルボニル基、スルフヒドリル基、エポキシ基、グリシジル基、N−サクシイミジルオキシ基、N−スルホサクシイミジルオキシ基、およびN−マレイミドアルキル基等であることが好ましい。   The PEG in the present embodiment has at least one reactive functional group capable of covalently bonding with a specific cyanine compound in one PEG molecule. Here, the reactive functional group can be appropriately selected depending on the functional group of the dye to be bonded. Examples of reactive functional groups include amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, carbonyl groups, sulfhydryl groups, epoxy groups, glycidyl groups, N-succinimidyloxy groups, N-sulfosuccinimidyloxy groups, and N-maleimidoalkyls. A group or the like is preferable.

(特定のシアニン系の化合物)
本実施形態において、特定のシアニン系の化合物の構造は、例えば、下記式(V)で表される。
B−B’ (V)
(Specific cyanine compounds)
In the present embodiment, the structure of the specific cyanine compound is represented, for example, by the following formula (V).
BB '(V)

式(V)において、Bは上記式(i)または上記式(ii)を表す。   In the formula (V), B represents the above formula (i) or the above formula (ii).

また、式(V)において、B’は下記式(vii)乃至(x)のいずれかを表す。   In the formula (V), B ′ represents any of the following formulas (vii) to (x).


(vii)

(Vii)


(viii)

(Viii)


(ix)

(Ix)


(x)

(X)

上記式(V)の例として、下記式(2)で示される化合物(ICG−Sulfo−OSu(Dojindo Laboratories製、登録商標))、下記式(3)で示される化合物、下記式(4)示される化合物、下記式(5)で示される化合物、下記式(6)で示される化合物、下記式(7)で示される化合物、下記式(8)で示される化合物のいずれかであることが好ましい。   As an example of the above formula (V), a compound represented by the following formula (2) (ICG-Sulfo-OSu (manufactured by Dojindo Laboratories, registered trademark)), a compound represented by the following formula (3), and the following formula (4) are shown. Or a compound represented by the following formula (6), a compound represented by the following formula (6), a compound represented by the following formula (7), or a compound represented by the following formula (8). .


(2)

(2)


(3)

(3)


(4)

(4)


(5)

(5)


(6)

(6)


(7)

(7)


(8)

(8)

(光イメージング用造影剤)
本実施形態に係る光イメージング用造影剤は、本実施形態に係る化合物と、分散媒とを有する。また、本実施形態に係る光イメージング用造影剤は、必要に応じて本実施形態に係る化合物の他に薬理上許容できる添加物、例えば血管拡張剤などを有していても良い。
(Contrast agent for optical imaging)
The contrast agent for optical imaging according to the present embodiment includes the compound according to the present embodiment and a dispersion medium. Further, the contrast agent for optical imaging according to this embodiment may have a pharmacologically acceptable additive such as a vasodilator in addition to the compound according to this embodiment, if necessary.

ここで分散媒は、本実施形態に係る化合物を分散させるための液状の物質であり、例えば生理食塩水、注射用蒸留水、リン酸緩衝生理食塩水、ブドウ糖水溶液などが挙げられる。本実施形態に係る光イメージング用造影剤は、上記本実施形態に係る化合物をこの分散媒に予め分散させておいてもよいし、本実施形態に係る粒子と分散媒とをキットにしておき、生体内に投与する前に粒子を分散媒に分散させて使用してもよい。   Here, the dispersion medium is a liquid substance for dispersing the compound according to the present embodiment, and examples thereof include physiological saline, distilled water for injection, phosphate buffered saline, and aqueous glucose solution. In the contrast agent for optical imaging according to the present embodiment, the compound according to the present embodiment may be preliminarily dispersed in the dispersion medium, or the particles and the dispersion medium according to the present embodiment may be used as a kit. Prior to administration into a living body, the particles may be used after being dispersed in a dispersion medium.

本実施形態において光イメージングとは、光を照射することで、イメージング(画像化)することを意味する。すなわち、本実施形態に係る光イメージング用造影剤のうちPEG以外の部位に光が照射されることで、音響波や蛍光などを発する。発せられた音響波を検出することで光音響イメージングをすることができ、発せられた蛍光を検出することで蛍光イメージングをすることができる。なお、光音響イメージングは、光音響トモグラフィー(断層撮影法)を含む概念である。   In this embodiment, optical imaging means imaging (imaging) by irradiating light. That is, by irradiating light other than PEG in the optical imaging contrast agent according to the present embodiment, an acoustic wave, fluorescence, or the like is emitted. Photoacoustic imaging can be performed by detecting the emitted acoustic wave, and fluorescence imaging can be performed by detecting the emitted fluorescence. Photoacoustic imaging is a concept including photoacoustic tomography (tomography).

本実施形態に係る光イメージング用造影剤が蛍光イメージングに用いられる場合、蛍光イメージング用造影剤、光音響イメージングに用いられる場合、光音響イメージング用造影剤と呼ぶことがある。   When the contrast agent for optical imaging which concerns on this embodiment is used for fluorescence imaging, when used for the contrast agent for fluorescence imaging and photoacoustic imaging, it may be called the contrast agent for photoacoustic imaging.

本実施形態に係る光イメージング用造影剤は、EPR効果を利用することで、生体内に投与したときに、生体内の正常部位に比べて腫瘍部位により多く集積させることができる。その結果、本実施形態に係る光イメージング用造影剤を生体内に投与した後、生体に光を照射して、生体からの音響波を検出するときに、腫瘍部位から発せられる音響波を正常部位から発せられる音響波よりも大きくすることができる。   The contrast agent for optical imaging according to the present embodiment can be accumulated more in a tumor site than in a normal site in the living body when administered in the living body by using the EPR effect. As a result, after the contrast agent for optical imaging according to the present embodiment is administered into the living body, when the living body is irradiated with light and the acoustic wave from the living body is detected, the acoustic wave emitted from the tumor site is detected as the normal site. It can be made larger than the acoustic wave emitted from.

また、本実施形態に係る光イメージング用造影剤はリンパ節の造影に用いることもできる。さらに、センチネルリンパ節の造影剤に用いることが特に好ましい。これは色素単独と比べてもサイズが大きいためにセンチネルリンパ節により留まりやすく集積性が向上されることが期待されるからである。   Further, the contrast agent for optical imaging according to the present embodiment can also be used for contrasting lymph nodes. Furthermore, it is particularly preferable to use it as a contrast agent for sentinel lymph nodes. This is because the size is larger than that of the dye alone, so that it is more likely to stay in the sentinel lymph node and the accumulation property is expected to be improved.

(捕捉分子)
本実施形態における捕捉分子とは、腫瘍などの標的部位に特異的に結合する物質、標的部位の周辺に存在する物質に特異的に結合する物質などであり、生体分子や医薬品等の化学物質などから任意に選択することができる。具体的には、抗体、抗体フラグメント、一本鎖抗体などの人工抗体、酵素、生物活性ペプチド、グリコペプチド、糖鎖、脂質、分子認識化合物などが挙げられる。これらの物質は単独で用いることもできるし、あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。捕捉分子が化学結合された本実施形態に係る化合物を用いることで、標的部位の特異的な検出、標的物質の動態、局在、薬効、代謝等の追跡を行うことができる。
(Capture molecule)
The capture molecule in the present embodiment is a substance that specifically binds to a target site such as a tumor, a substance that specifically binds to a substance that exists around the target site, and the like, and a chemical substance such as a biomolecule or a pharmaceutical Can be selected arbitrarily. Specific examples include artificial antibodies such as antibodies, antibody fragments, and single chain antibodies, enzymes, biologically active peptides, glycopeptides, sugar chains, lipids, molecular recognition compounds, and the like. These substances can be used alone or in combination. By using the compound according to the present embodiment in which the capture molecule is chemically bonded, specific detection of the target site, tracking of the dynamics, localization, drug efficacy, metabolism, etc. of the target substance can be performed.

(添加剤)
本実施形態に係る光イメージング用造影剤は、凍結乾燥時に使用する添加剤を含んでいてもよい。添加剤の一例としてグルコース、ラクトース、マンニトール、ポリエチレングリコール、グリシン、塩化ナトリウム、リン酸水素ナトリウムが挙げられる。添加剤は1種類のみを用いても、複数種類を併用してもよい。
(Additive)
The contrast agent for optical imaging according to this embodiment may contain an additive used at the time of lyophilization. Examples of the additive include glucose, lactose, mannitol, polyethylene glycol, glycine, sodium chloride, and sodium hydrogen phosphate. Only one type of additive may be used, or a plurality of types of additives may be used in combination.

(光音響イメージング方法)
生体内に投与された本実施形態に係る化合物を、光音響イメージング装置を用いて検出する方法について説明する。本実施形態に係る化合物を検出する方法は以下の(a)、(b)の工程を有する。但し、本実施形態に係る光音響イメージング方法は、以下に示す工程以外の工程を含んでいても良い。
(a)本実施形態に係る化合物が投与された検体に600nm乃至1300nmの波長領域の光を照射する工程
(b)前記検体内に存在する前記化合物から発生する音響波を検出する工程
(Photoacoustic imaging method)
A method for detecting the compound according to the present embodiment administered in vivo using a photoacoustic imaging apparatus will be described. The method for detecting a compound according to this embodiment includes the following steps (a) and (b). However, the photoacoustic imaging method according to the present embodiment may include steps other than the steps shown below.
(A) A step of irradiating a sample to which a compound according to this embodiment is administered with light in a wavelength region of 600 nm to 1300 nm (b) a step of detecting an acoustic wave generated from the compound present in the sample

また、本実施形態に係る化合物は、前記(b)で得られた音響波の波長、位相および時間情報等から空間的な光音響信号強度分布を再構成する工程を有していてもよい。なお、前記(b)の工程で得られた光音響信号の波長、位相および時間情報を基に3次元的な画像再構成を行うことができる。画像再構成によって得られるデータは光音響信号の強度分布の位置情報が把握できるものであればどのような形態を取っても構わない。例えば3次元空間上に光音響信号強度が表現されるようなもの構わないし、2次元平面上に光音響信号強度に表現されるようなものでも構わない。また、同一の観察対象に対して異なる撮像方法で情報を取得し、それらの情報と光音響の強度分布の位置的な対応関係を取得することも可能である。   In addition, the compound according to the present embodiment may have a step of reconstructing a spatial photoacoustic signal intensity distribution from the wavelength, phase, time information, and the like of the acoustic wave obtained in (b). Note that three-dimensional image reconstruction can be performed based on the wavelength, phase, and time information of the photoacoustic signal obtained in the step (b). The data obtained by the image reconstruction may take any form as long as the position information of the intensity distribution of the photoacoustic signal can be grasped. For example, the photoacoustic signal intensity may be expressed on a three-dimensional space, or the photoacoustic signal intensity may be expressed on a two-dimensional plane. It is also possible to acquire information with respect to the same observation target by different imaging methods and acquire the positional correspondence between the information and the photoacoustic intensity distribution.

上記(a)の工程において、経口投与や注射等の方法によって本実施形態に係る化合物を投与された検体を用いることができる。   In the step (a), a specimen to which the compound according to this embodiment is administered by a method such as oral administration or injection can be used.

また、上記(b)の工程において、検体に照射する光を発生させる装置、本実施形態に係る化合物から発せられる光音響信号を検出する装置は特に限定されない。   In the step (b), there are no particular limitations on the device that generates the light to be irradiated on the specimen and the device that detects the photoacoustic signal emitted from the compound according to the present embodiment.

上記(b)の工程において検体に光を照射する光源としては、前記検体に対し600nm乃至1300nmの範囲から選択される少なくとも1つの波長のレーザーパルス光を照射させることのできるものであれば限定されない。レーザーパルス光を照射する装置として、例えば、チタンサファイアレーザー(LT−2211−PC、Lotis社製))、OPOレーザー(LT−2214 OPO、Lotis社製)、アレキサンドライトレーザーが挙げられる。   The light source for irradiating the specimen with light in the step (b) is not limited as long as the specimen can be irradiated with laser pulse light having at least one wavelength selected from the range of 600 nm to 1300 nm. . Examples of the apparatus for irradiating the laser pulse light include a titanium sapphire laser (LT-2211-PC, manufactured by Lotis), an OPO laser (LT-2214 OPO, manufactured by Lotis), and an alexandrite laser.

音響波を検出する装置は特に制限されず種々のものを用いることが可能である。例えば、市販の光音響イメージング装置(Nexus128,Endra Inc.)を用いて行うことができる。   An apparatus for detecting an acoustic wave is not particularly limited, and various apparatuses can be used. For example, a commercially available photoacoustic imaging apparatus (Nexus128, Endra Inc.) can be used.

本実施形態に係る化合物を用いたイメージング方法は、上記(a)、(b)の工程を経ることで腫瘍、リンパ節あるいは血管などの目的とする部位を造影することができる。   The imaging method using the compound according to the present embodiment can image a target site such as a tumor, a lymph node, or a blood vessel through the steps (a) and (b).

以下、実施例を用いて更に詳細に本発明を説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお以下でMwは分子量を表す。本実施例において調製した各サンプル、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、M30k−ICG、M40k−ICGの代表的な構造は式(P1)、あるいは式(I−1)で表され、ポリエチレングリコールの分子量がそれぞれ5k、10k、20k、30k、40kである。DE−200PAの構造は式(II)で表され、ポリエチレングリコールの分子量が20kである。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following, Mw represents molecular weight. A typical structure of each sample, M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, M30k-ICG, and M40k-ICG prepared in this example is represented by Formula (P1) or Formula (I-1). The molecular weights of polyethylene glycol are 5k, 10k, 20k, 30k, and 40k, respectively. The structure of DE-200PA is represented by the formula (II), and the molecular weight of polyethylene glycol is 20k.

(実施例1)から(実施例4)
(特定のシアニン系の化合物とPEGとの化合物1)
本実施例において特定のシアニン系の化合物はICG−Sulfo−OSu(Dojindo Laboratories製)を用いた。ICG−Sulfo−OSu 1mg(1.25マイクロモル)をDMSO 100マイクロリットルで溶解させた。一方で、1.5mLプラスチックチューブにPEGを秤量し、50mM カーボネートバッファー(pH9.0)で各種のPEGを溶解させ、NH濃度を0.625mMとした。ここで用いた各種のPEG誘導体は、モノアミン直鎖状ME−050EA(日油社製,Mw5000)、モノアミン直鎖状ME−100EA(日油社製,Mw10000)、モノアミン直鎖状ME−200EA(日油社製,Mw20000)、ジアミン直鎖状DE−200PA(日油社製,Mw20000)である。以上を表1にまとめた。
(Example 1) to (Example 4)
(Compound 1 of specific cyanine compound and PEG)
In this example, ICG-Sulfo-OSu (manufactured by Dojindo Laboratories) was used as a specific cyanine compound. ICG-Sulfo-OSu 1 mg (1.25 μmol) was dissolved in 100 μL of DMSO. On the other hand, PEG was weighed in a 1.5 mL plastic tube, and various PEGs were dissolved in 50 mM carbonate buffer (pH 9.0) to adjust the NH 2 concentration to 0.625 mM. The various PEG derivatives used here are monoamine linear ME-050EA (manufactured by NOF Corporation, Mw5000), monoamine linear ME-100EA (manufactured by NOF Corporation, Mw10000), monoamine linear ME-200EA ( NOF Corporation, Mw 20000), and diamine linear DE-200PA (NOF Corporation, Mw 20000). The above is summarized in Table 1.

上記で用いたME−050EA、ME−100EA、ME−200EAの構造は下記式(p1)で表され、それぞれ分子量が5k、10k、20kである。
CHO−(CHCHO)n−CHCHNH (p1)
なお、本明細書においてkは1000を表し、例えば5kは5000である。
The structures of ME-050EA, ME-100EA, and ME-200EA used above are represented by the following formula (p1) and have molecular weights of 5 k, 10 k, and 20 k, respectively.
CH 3 O- (CH 2 CH 2 O) n-CH 2 CH 2 NH 2 (p1)
In this specification, k represents 1000, for example, 5k is 5000.

上記で用いたDE−200PAの構造は下記式(p2)で表され、分子量が20kである。
X−(CHCHO)n−X (p2)
上記式(p2)においてXは
CHCHCHNH
で表される。
The structure of DE-200PA used above is represented by the following formula (p2) and has a molecular weight of 20k.
X- (CH 2 CH 2 O) n-X (p2)
In the above formula (p2), X is CH 2 CH 2 CH 2 NH 2
It is represented by

PEGのカーボネートバッファー溶液(400マイクロリットル)に、ICG−Sulfo−OSuのDMSO溶液20マイクロリットル([ICG−Sulfo−OSu]=0.25マイクロモル)を加えた。ICG−Sulfo−OSuとPEGの反応比1で反応させた。ICG−Sulfo−OSuの反応時の濃度は0.6mMとした。遮光下、室温で24時間回転かくはんした後、0.22μmシリンジフィルターで反応溶液をろ過し、特定のシアニン系の色素とPEGとが共有結合したものを得た。これらは4度、遮光下で保存した。   To a PEG carbonate buffer solution (400 microliters), 20 microliters of an ICG-Sulfo-OSu DMSO solution ([ICG-Sulfo-OSu] = 0.25 micromol) was added. ICG-Sulfo-OSu and PEG were reacted at a reaction ratio of 1. The concentration during the reaction of ICG-Sulfo-OSu was 0.6 mM. After stirring for 24 hours at room temperature under light shielding, the reaction solution was filtered with a 0.22 μm syringe filter to obtain a covalently bonded specific cyanine dye and PEG. These were stored 4 times in the dark.

以後、モノアミン直鎖状ME−050EA、モノアミン直鎖状ME−100EA、モノアミン直鎖状ME−200EA、ジアミン直鎖状DE−200PA、とICG−Sulfo−OSuとが共有結合したものを、表2に示すように、それぞれ、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、D20k−ICG2と略す。同様にして、ICG−Sulfo−OSuとグリシンとをモル比1:1で反応させたもの(以下ではICG−Glyと略す)を合成し、対照サンプルとした(表2)。   Hereinafter, monoamine linear ME-050EA, monoamine linear ME-100EA, monoamine linear ME-200EA, diamine linear DE-200PA, and ICG-Sulfo-OSu covalently bonded to each other are shown in Table 2. Are abbreviated as M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, and D20k-ICG2, respectively. Similarly, ICG-Sulfo-OSu and glycine reacted at a molar ratio of 1: 1 (hereinafter abbreviated as ICG-Gly) were synthesized and used as control samples (Table 2).

なお、モノアミン直鎖状とは、直鎖状のPEG1分子あたり1つのアミノ基を有することを意味し、ジアミン直鎖状とは、直鎖状のPEG1分子あたり2つのアミノ基を有することを意味する。アミノ基の数はICG−Sulfo−OSuが結合できる数と同じである。   Monoamine linear means that there is one amino group per linear PEG molecule, and diamine linear means that there are two amino groups per linear PEG molecule. To do. The number of amino groups is the same as the number that ICG-Sulfo-OSu can bind.

(吸光度の測定)
M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、D20k−ICG2、ICG−Glyの溶液の吸光度測定を行った。50mM 4−(2−hydroxyethyl)−1−piperazineethanesulfonic acid(HEPES)溶液で希釈し、700nm,785nmにおける吸光度を測定した。700nmの吸収は、会合状態にある色素の吸収であり、一方、785nmは単量体として存在する色素の吸収である。したがって700nmと785nmの吸収比(700/785と略す)は、色素の会合状態の指標となり、この値が大きいほど色素同士が会合している割合が高いと考えられる。反応液の785nmの吸光度は、前記785nmの吸光度と希釈率を掛けることで算出した。その反応液の785nmの吸光度を、色素のモル吸収係数である1.2x10 (M−1xcm−1)で割ることで、反応液の色素濃度を算出した。表3に吸光度の測定の結果を示す。
(Measurement of absorbance)
The absorbance of the solutions of M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, D20k-ICG2, and ICG-Gly was measured. The solution was diluted with 50 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine etheric acid (HEPES) solution, and the absorbance at 700 nm and 785 nm was measured. The 700 nm absorption is the absorption of the dye in the associated state, while the 785 nm is the absorption of the dye present as a monomer. Therefore, the absorption ratio between 700 nm and 785 nm (abbreviated as 700/785) is an indicator of the association state of the dyes, and it is considered that the larger the value, the higher the ratio of the dyes associated with each other. The absorbance at 785 nm of the reaction solution was calculated by multiplying the absorbance at 785 nm and the dilution rate. The dye concentration of the reaction solution was calculated by dividing the absorbance at 785 nm of the reaction solution by the molar absorption coefficient of the dye, 1.2 × 10 5 (M −1 xcm −1 ). Table 3 shows the results of the absorbance measurement.

ICG−Glyは反応中に緑色の沈殿物が確認され、一方で、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、D20k−ICG2の4種は反応中に沈殿物は確認されず、水中で良好な分散性を示すことが明らかとなった。色素単独では水中では不安定であるが、PEGと共有結合させることで色素の安定性が向上することが示された。   ICG-Gly showed a green precipitate during the reaction, while M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, and D20k-ICG2 did not show any precipitate during the reaction and were good in water. It became clear that it showed a good dispersibility. It was shown that the dye alone is unstable in water, but the stability of the dye is improved by covalently bonding with PEG.

(腫瘍集積性の評価)
上記で調製した化合物の腫瘍集積性を確認するために、N87細胞株を移植した腫瘍移植マウスに対して、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、D20k−ICG2、ICG−Glyを尾静脈に投与した。投与量は色素量として13nmolとした。投与24時間後にマウスを炭酸ガスで安楽死させた後、N87腫瘍組織を摘出した。腫瘍組織をプラスチックチューブに移し、腫瘍組織の重量に対し1.25倍量の1% TritonX−100水溶液を添加し、プラスチックペッスルを用いてホモジネートした。次いで、腫瘍組織重量の20.25倍量のジメチルスルホキシド(DMSO)を加えた。IVIS(登録商標)Imaging System 200 Series(Caliper社製)を用いて、プラスチックチューブの状態で、ホモジネート溶液の蛍光強度を測定することで腫瘍組織中の色素量を定量した。腫瘍組織の単位重量あたりの、投与量(色素13nmol)に対する腫瘍組織への色素移行率(% injected dose:%IDと略す)を、化合物の腫瘍集積量(%ID/g)として、表4に示した。
(Evaluation of tumor accumulation)
In order to confirm the tumor accumulation property of the compound prepared above, M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, D20k-ICG2 and ICG-Gly were added to the tail vein of tumor transplanted mice transplanted with N87 cell line. Administered. The dose was 13 nmol as the amount of pigment. Mice were euthanized with carbon dioxide gas 24 hours after administration, and N87 tumor tissue was removed. The tumor tissue was transferred to a plastic tube, 1.25 times the amount of 1% Triton X-100 aqueous solution was added to the weight of the tumor tissue, and homogenized using a plastic pestle. Subsequently, dimethyl sulfoxide (DMSO) of 20.25 times the tumor tissue weight was added. The amount of dye in the tumor tissue was quantified by measuring the fluorescence intensity of the homogenate solution in a plastic tube state using IVIS (registered trademark) Imaging System 200 Series (manufactured by Caliper). The rate of dye transfer (% injected dose: abbreviated as% ID) to the tumor tissue relative to the dose (dye 13 nmol) per unit weight of the tumor tissue is shown in Table 4 as the amount of tumor accumulation of the compound (% ID / g). Indicated.

その結果、対照であるICG−Glyの腫瘍集積性は、0.6%ID/gであったが、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、D20k−ICG2では、1.1、1.4、5.2ならびに7.0%ID/gとなり、分子量増大とともに腫瘍集積性が増加した。これは分子量増大にともない分子サイズが大きくなり、それらの腎排泄が抑制された結果と思われる。さらに、分子量20000であるM20k−ICG、D20k−ICG2を比べると、モノアミン直鎖状に比べ、ジアミン直鎖状(PEGの両末端に色素を結合させた化合物)の方が腫瘍集積性が高かった。ジアミン直鎖状PEGでは、PEG分子あたりの色素数が多い結果、色素を介したPEG分子鎖内あるいは分子鎖同士の疎水性会合により、色素の安定性が向上していること、あるいはみかけの分子サイズが変化していることなどにより腫瘍集積性が増加したと考えられる。前記(吸光度の測定)でわかった結果と同様に、色素単独に比べ、PEGと共有結合させることで腫瘍集積性が高いことが示され、腫瘍集積性に対するPEG分子量とPEGの形態は重要なパラメーターであることが示された。   As a result, the tumor accumulation property of ICG-Gly as a control was 0.6% ID / g, but 1.1, 1. for M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, and D20k-ICG2. The tumor accumulation was increased as the molecular weight was increased to 4, 5.2 and 7.0% ID / g. This seems to be the result of the molecular size increasing with increasing molecular weight and their renal excretion being suppressed. Furthermore, when comparing M20k-ICG and D20k-ICG2 having a molecular weight of 20000, the tumor accumulation was higher in the diamine linear form (compound having dyes attached to both ends of PEG) than in the monoamine linear form. . In diamine linear PEG, there are many dyes per PEG molecule. As a result, the stability of the dye is improved due to the hydrophobic association within the PEG molecular chain or between the molecular chains via the dye, or apparent molecules. It is thought that tumor accumulation increased due to changes in size. Similar to the results obtained in the above (Measurement of Absorbance), it is shown that the tumor accumulation is higher when covalently bound to PEG than the dye alone, and the PEG molecular weight and the form of PEG for tumor accumulation are important parameters. It was shown that.

(腫瘍部位における光音響イメージング)
腫瘍造影能を確認するために、(腫瘍集積性の評価)で行った方法と同様に、N87細胞株を移植した腫瘍移植マウスに対して、M20k−ICGを尾静脈に投与した。投与量は色素量として65nmolとした。投与5分後および投与20時間後での光音響イメージング(照射レーザー波長785nm)を実施した。図1には光音響イメージング時のマウスの光学写真を示しており、麻酔下のマウス(図中のm)の設置している像である。図中のFOVがマウス皮下移植された腫瘍部(図中のT)であり、光音響イメージングを行っている観察領域(2cmx2cmx2cm)である。そして図2には腫瘍部での光音響イメージング結果および表5には投与前の光音響強度を1とした場合の腫瘍部での光音響強度比をそれぞれ示す。図中、白い点線はマウスの輪郭を示す図2および表5から明らかなように、腫瘍部での光音響信号強度は投与直後(5分後)に大きく上昇し、投与20時間後においても光音響信号が保持されており、投与前に比べ2.6倍の光音響信号を確認できた。このことから本発明の実施例に係る化合物を用いて腫瘍部位の光音響イメージング画像が得られることが確認された。
(Photoacoustic imaging at tumor site)
In order to confirm the tumor imaging ability, M20k-ICG was administered to the tail vein of tumor-transplanted mice transplanted with the N87 cell line in the same manner as in (Tumor accumulation evaluation). The dose was 65 nmol as the amount of pigment. Photoacoustic imaging (irradiation laser wavelength: 785 nm) was performed 5 minutes after administration and 20 hours after administration. FIG. 1 shows an optical photograph of a mouse during photoacoustic imaging, which is an image of a mouse under anesthesia (m in the figure). The FOV in the figure is a tumor part (T in the figure) transplanted subcutaneously in the mouse, and is an observation region (2 cm × 2 cm × 2 cm) in which photoacoustic imaging is performed. FIG. 2 shows the photoacoustic imaging results in the tumor part, and Table 5 shows the photoacoustic intensity ratio in the tumor part when the photoacoustic intensity before administration is 1. In the figure, the white dotted line shows the outline of the mouse, and as is clear from FIG. 2 and Table 5, the intensity of the photoacoustic signal at the tumor part greatly increases immediately after administration (5 minutes later), and light is observed even 20 hours after administration. The acoustic signal was retained, and a photoacoustic signal 2.6 times that before administration was confirmed. From this, it was confirmed that a photoacoustic imaging image of a tumor site was obtained using the compound according to the example of the present invention.

(標識体の調製)
PEGのHEPES溶液(pH7.1)に、ICG−Sulfo−OSuのDMSO溶液を加えた。ICG−Sulfo−OSuとPEGの反応モル比は3:1で反応させた。反応時のICG−Sulfo−OSuの反応時の濃度は0.6mMとした。遮光下、室温で24時間回転かくはんした後、0.22μmシリンジフィルターで反応溶液をろ過し、特定のシアニン系の色素とPEGとが共有結合した水溶液を得た。前記反応によりPEGと結合した近赤外有機色素は、限外濾過法、サイズ排除クロマトグラフィー法等の公知の精製法により洗浄・精製することができる。
(Preparation of labeled body)
A DMSO solution of ICG-Sulfo-OSu was added to a HEPES solution (pH 7.1) of PEG. ICG-Sulfo-OSu and PEG were reacted at a reaction molar ratio of 3: 1. The concentration of ICG-Sulfo-OSu during the reaction was 0.6 mM. After stirring for 24 hours at room temperature under light shielding, the reaction solution was filtered with a 0.22 μm syringe filter to obtain an aqueous solution in which a specific cyanine dye and PEG were covalently bonded. The near-infrared organic dye bonded to PEG by the reaction can be washed and purified by a known purification method such as an ultrafiltration method or a size exclusion chromatography method.

実施例1と同様にして、ICG−Sulfo−OSuとグリシンとを反応させたもの(以下ではICG−Glyと略す)を合成したものおよびICG水溶液((財)日本公定書協会製)を対照サンプルとした。上記のサンプルを用いて、分子量および構造違いによる血中滞留性および腫瘍集積性を評価した。   In the same manner as in Example 1, a sample prepared by reacting ICG-Sulfo-OSu with glycine (hereinafter abbreviated as ICG-Gly) and an ICG aqueous solution (manufactured by Japan Public Standards Association) as a control sample It was. Using the above samples, the blood retention and tumor accumulation due to the difference in molecular weight and structure were evaluated.

(実施例5)から(実施例10)
近赤外有機色素には前述のICG−Sulfo−OSuを用いた。ICG−Sulfo−OSu 1mg(1.25マイクロモル)をDMSO 100マイクロリットルで溶解させた。一方で、1.5mLプラスチックチューブにPEGを秤量した。50mMカーボネートバッファー(pH9.0)で各種のPEGを溶解させ、NH濃度を1.25mMとした。ここで用いた各種のPEGは、モノアミン直鎖状ME−50EA(日油社製,Mw5000)、モノアミン直鎖状ME−100EA(日油社製,Mw10000)、モノアミン直鎖状ME−200EA(日油社製,Mw20000)、モノアミン直鎖状ME−300EA(日油社製,Mw30000)、モノアミン直鎖状ME−400EA(日油社製,Mw40000)、ジアミン直鎖状DE−200PA(日油社製,Mw20000)である。近赤外有機色素とPEGとの共有結合体はNH濃度を2倍にした以外は実施例1と同様の手順で作製した。表6に本実施例で用いたサンプルを示す。
(Example 5) to (Example 10)
The above-mentioned ICG-Sulfo-OSu was used as the near infrared organic dye. ICG-Sulfo-OSu 1 mg (1.25 μmol) was dissolved in 100 μL of DMSO. Meanwhile, PEG was weighed into a 1.5 mL plastic tube. Various PEGs were dissolved in 50 mM carbonate buffer (pH 9.0) to adjust the NH 2 concentration to 1.25 mM. The various PEGs used here are monoamine linear ME-50EA (manufactured by NOF Corporation, Mw5000), monoamine linear ME-100EA (manufactured by NOF Corporation, Mw10000), monoamine linear ME-200EA (manufactured by Sun Oil company, Mw 20000), monoamine linear ME-300EA (manufactured by NOF Corporation, Mw 30000), monoamine linear ME-400EA (manufactured by NOF Corporation, Mw 40000), diamine linear DE-200PA (NOF Corporation) Manufactured, Mw 20000). A covalent conjugate of a near-infrared organic dye and PEG was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the NH 2 concentration was doubled. Table 6 shows the samples used in this example.

(マウス体表での光音響計測)
上記で調製した化合物の体内動態を確認するために、ヌードマウスに対してM5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、M30k−ICGを投与してマウス背中の体表面の光音響計測を実施した。本実施例の計測領域はマウスの主要臓器の光音響信号の影響が少ないと思われる領域から選択した。そのために本実施例で背中の領域から得られる光音響信号は血中に存在する化合物の動態に近しいと考えている。投与前、投与60分後、投与180分後にそれぞれ実施し、投与前の光音響信号強度に対する相対光音響強度として算出した。照射レーザー波長を797nmとしてそれぞれの光音響強度をまとめた結果を表7に示す。PEGの分子量が10kを超える化合物は投与60分後においても投与前に比べて2倍以上の高い光音響信号が得られた。以上の結果から10k以上の分子量のPEGを結合した化合物は非特許文献1に比べても高い血中滞留性を示す光音響用造影剤であることが示唆された。
(Photoacoustic measurement on the mouse body surface)
In order to confirm the pharmacokinetics of the compound prepared above, nude mice were administered with M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, M30k-ICG, and photoacoustic measurement of the body surface on the back of the mouse was performed. . The measurement area of this example was selected from an area where the influence of the photoacoustic signal of the main organ of the mouse is considered to be small. Therefore, it is considered that the photoacoustic signal obtained from the back region in this example is close to the dynamics of the compound present in the blood. The measurement was performed before administration, 60 minutes after administration, and 180 minutes after administration, and calculated as relative photoacoustic intensity relative to photoacoustic signal intensity before administration. Table 7 shows the results of summarizing the respective photoacoustic intensities with an irradiation laser wavelength of 797 nm. A compound having a PEG molecular weight of more than 10 k gave a photoacoustic signal more than twice as high as before administration even after 60 minutes. From the above results, it was suggested that a compound to which a PEG having a molecular weight of 10 k or more is bonded is a photoacoustic contrast agent exhibiting a high blood retention compared to Non-Patent Document 1.

(化合物の体内動態)
上記で調製した化合物の血中滞留性および腫瘍集積性を確認するために、Colon26細胞株を移植した腫瘍移植マウスに対して、M5k−ICG、M10k−ICG、M20k−ICG、M30k−ICG、M40k−ICG、D20k−ICG2を尾静脈に投与した。投与量は色素量として13nmolとした。
(Compound pharmacokinetics)
In order to confirm the blood retention and tumor accumulation of the compound prepared above, M5k-ICG, M10k-ICG, M20k-ICG, M30k-ICG, M40k were used for tumor-transplanted mice transplanted with Colon26 cell line. -ICG, D20k-ICG2 was administered into the tail vein. The dose was 13 nmol as the amount of pigment.

(血液滞留性評価方法)
投与24時間後のマウスから血液を採取し、プラスチックチューブ内で血液、1%TrironX−100水溶液、DMSOを容量比2:9:9で混合した。IVIS(登録商標) Imaging System 200 Series(Caliper社製)を用いて、プラスチックチューブの状態で、蛍光強度を測定することで血液中の色素量を定量した。血液の単位重量あたりの、投与量(色素13nmol)に対する血液への色素移行率(% injected dose:%IDと略す)を、化合物の血中滞留性(%ID)として、表8に示した。この結果、PEGの分子量に大きくなるにしたがって血液残存量が増加している傾向が確認された。
(Blood retention evaluation method)
Blood was collected from mice 24 hours after administration, and blood, 1% Triron X-100 aqueous solution, and DMSO were mixed at a volume ratio of 2: 9: 9 in a plastic tube. Using IVIS (registered trademark) Imaging System 200 Series (manufactured by Caliper), the amount of dye in the blood was quantified by measuring the fluorescence intensity in the state of a plastic tube. Table 8 shows the rate of dye transfer to blood (% injected dose: abbreviated as% ID) relative to the dose (13 nmol of dye) per unit weight of blood as the blood retention (% ID) of the compound. As a result, it was confirmed that the amount of residual blood increased as the molecular weight of PEG increased.

(化合物の腫瘍集積性)
Colon26細胞株を移植した腫瘍移植マウスに対して、化合物を尾静脈に投与した。投与量は色素量として13nmolとした。採血後のマウスを炭酸ガスで安楽死させた後、Colon26腫瘍組織を摘出した。摘出した腫瘍塊は実施例1に記載の方法で腫瘍集積性評価を行った結果を表8に示す。その結果、PEGの分子量が大きくなるにしたがって腫瘍集積性が向上していることが示された。
(Tumor accumulation of compounds)
The compound was administered to the tail vein of tumor-transplanted mice transplanted with the Colon26 cell line. The dose was 13 nmol as the amount of pigment. The mouse after blood collection was euthanized with carbon dioxide, and then Colon26 tumor tissue was removed. Table 8 shows the results of the tumor accumulation evaluation of the excised tumor mass by the method described in Example 1. As a result, it was shown that tumor accumulation was improved as the molecular weight of PEG increased.

(腫瘍部位における光音響イメージング)
腫瘍造影能を確認するために(腫瘍集積性の評価)で行なった方法と同様にColon26細胞株を移植した腫瘍移植マウスに対して、色素量として26nmolを尾静脈から投与して光音響イメージングを実施した。さらに、ICG−Sulfo−OSuとグリシンとをモル比1:10で反応させたもの(以下ではICG−Glyと略す)を合成し、対照サンプルとした。光音響イメージングは投与1時間後に実施し、対照であるICG−Glyの光音響信号強度に対する相対光音響強度として算出した。照射レーザー波長は797nmとした。
(Photoacoustic imaging at tumor site)
Similar to the method performed in (evaluation of tumor accumulation) in order to confirm tumor imaging ability, 26 nmol as a pigment amount was administered from the tail vein to a tumor-transplanted mouse transplanted with the Colon26 cell line, and photoacoustic imaging was performed. Carried out. Furthermore, ICG-Sulfo-OSu and glycine reacted at a molar ratio of 1:10 (hereinafter abbreviated as ICG-Gly) were synthesized and used as a control sample. Photoacoustic imaging was performed 1 hour after administration, and was calculated as the relative photoacoustic intensity with respect to the photoacoustic signal intensity of the control ICG-Gly. The irradiation laser wavelength was 797 nm.

表8、表9の結果から腫瘍光音響イメージングにおいて化合物は対照サンプルに比べて高い腫瘍集積性が示され、PEGの分子量および構造が重要なパラメーターであることが示された。   From the results in Tables 8 and 9, the tumor showed higher tumor accumulation than the control sample in tumor photoacoustic imaging, indicating that the molecular weight and structure of PEG are important parameters.

(実施例11)から(実施例12)
(特定のシアニン系の化合物とPEGとの化合物2)
(標識体の作製)
本実施例において特定のシアニン系の化合物は式および式に記載の化合物を用いた。特定のシアニン系の色素はBioorganic & Medicinal Chemistry 6(1998) 2179―2184(以下、非特許文献2とする)に記載の方法で作製したものを用いた。色素1mg(1.25マイクロモル)をDMSO 100マイクロリットルで溶解させた。一方で、PEGを秤量しクロロホルムとメタノールの混合溶媒(容積比9:1)でPEGを溶解させ、NH濃度を0.625mMとした。実施例11で作製した化合物の化学構造式は式(I−2)、実施例12で作製した化合物の化学構造式は式(I−3)にそれぞれ示した通りである。本実施例で用いたPEG誘導体は、モノアミン直鎖状ME−200EA(日油社製,Mw20000)を用いた。本実施例で式から得られるPEG化合物は式I−、式から得られるPEG化合物は式I−でそれぞれ記載されるものである。
(Example 11) to (Example 12)
(Compound 2 of specific cyanine compound and PEG)
(Preparation of labeled body)
In this example, the compounds described in Formula 8 and Formula 5 were used as specific cyanine compounds. The specific cyanine dye used was one prepared by the method described in Bioorganic & Medicinal Chemistry 6 (1998) 2179-2184 (hereinafter referred to as Non-Patent Document 2). 1 mg (1.25 micromol) of dye was dissolved in 100 microliters of DMSO. On the other hand, PEG was weighed and dissolved in a mixed solvent of chloroform and methanol (volume ratio 9: 1) to adjust the NH 2 concentration to 0.625 mM. The chemical structural formula of the compound produced in Example 11 is as shown in formula (I-2), and the chemical structural formula of the compound produced in Example 12 is as shown in formula (I-3). As the PEG derivative used in this example, monoamine linear ME-200EA (manufactured by NOF Corporation, Mw 20000) was used. In this example, the PEG compound obtained from the formula 8 is described by the formula I- 2 , and the PEG compound obtained from the formula 5 is the formula I- 3 .

色素とPEGの反応モル比2で反応させた。色素の反応時の濃度は0.6mMとした。遮光下、室温で24時間回転撹拌した後に溶媒を留去し、10mM HEPES緩衝液中に再分散させた。その結果、式に記載の化合物は単独では水中で分散させることができないものの、式I−に記載のようにPEGと共有結合を形成することにより水中での分散が可能となることが明らかとなった。続いて0.22μmシリンジフィルターで反応溶液をろ過し、特定のシアニン系の色素とPEGとが共有結合した化合物を得た。作製後は4度、遮光下で保存した。 The reaction was performed at a reaction molar ratio of 2 between the dye and PEG. The concentration during the reaction of the dye was 0.6 mM. After light-shaking at room temperature for 24 hours under light shielding, the solvent was distilled off and redispersed in 10 mM HEPES buffer. As a result, although the compound described in Formula 8 cannot be dispersed in water alone, it is clear that it can be dispersed in water by forming a covalent bond with PEG as described in Formula I- 2 . It became. Subsequently, the reaction solution was filtered with a 0.22 μm syringe filter to obtain a compound in which a specific cyanine dye and PEG were covalently bonded. After production, it was stored 4 times under shading.

(体内動態評価)
BALB/c Slc−nu/nuマウスにColon26細胞を皮下に移植した腫瘍マウスモデルに対して得られたPEG化合物を、100マイクロリットル(色素量として13nmol)静脈注射した。投与24時間後のColon26細胞塊および血液中の集積性を実施例12中に記載の方法で評価した。その結果をまとめたものを表10に示す。特定のシアニン系の色素はPEGとの共有結合により水中で分散性を獲得し、これを体内に投与した際に腫瘍集積性を示すことを確認した。
(Endokinetic evaluation)
100 microliters (13 nmol as the amount of dye) of PEG compound obtained by intravenous injection of Colon 26 cells subcutaneously into BALB / c Slc-nu / nu mice was intravenously injected. The colon 26 cell mass and blood accumulation 24 hours after administration were evaluated by the method described in Example 12. The results are summarized in Table 10. It was confirmed that a specific cyanine dye acquired dispersibility in water by covalent bonding with PEG, and exhibited tumor accumulation when administered into the body.

(捕捉分子を有するPEG)
(一本鎖抗体hu4D5−8scFvの調製)
HER2へ結合するIgGの可変領域の遺伝子配列(hu4D5−8)を基に、一本鎖抗体(scFv)をコードする遺伝子hu4D5−8scFvを作製した。まずhu4D5−8のVL、VH遺伝子をペプチド(GGGGS)をコードするcDNAで連結したcDNAを作製した。5’末端には制限酵素NcoI を、3’末端には制限酵素NotIの認識サイトを導入した。以下に塩基配列を示す。
配列番号1:
5’-CCATGGATATCCAGATGACCCAGTCCCCGAGCTCCCTGTCCGCCTCTGTGGGCGATAGGGTCACCATCACCTGCCGTGCCAGTCAGGATGTGAATACTGCTGTAGCCTGGTATCAACAGAAACCAGGAAAAGCTCCGAAACTACTGATTTACTCGGCATCCTTCCTCTACTCTGGAGTCCCTTCTCGCTTCTCTGGATCCAGATCTGGGACGGATTTCACTCTGACCATCAGCAGTCTGCAGCCGGAAGACTTCGCAACTTATTACTGTCAGCAACATTATACTACTCCTCCCACGTTCGGACAGGGTACCAAGGTGGAGATCAAAGGCGGTGGTGGCAGCGGTGGCGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGTAGCGAGGTTCAGCTGGTGGAGTCTGGCGGTGGCCTGGTGCAGCCAGGGGGCTCACTCCGTTTGTCCTGTGCAGCTTCTGGCTTCAACATTAAAGACACCTATATACACTGGGTGCGTCAGGCCCCGGGTAAGGGCCTGGAATGGGTTGCAAGGATTTATCCTACGAATGGTTATACTAGATATGCCGATAGCGTCAAGGGCCGTTTCACTATAAGCGCAGACACATCCAAAAACACAGCCTACCTGCAGATGAACAGCCTGCGTGCTGAGGACACTGCCGTCTATTATTGTTCTAGATGGGGAGGGGACGGCTTCTATGCTATGGACTACTGGGGTCAAGGAACCCTGGTCACCGTCTCCTCGGCGGCCGC-3’
(制限酵素の認識サイトを下線で示す。)
(PEG with capture molecule)
(Preparation of single chain antibody hu4D5-8scFv)
Based on the gene sequence (hu4D5-8) of the IgG variable region that binds to HER2, a gene hu4D5-8scFv encoding a single chain antibody (scFv) was prepared. First, cDNA was prepared by linking the VL and VH genes of hu4D5-8 with cDNA encoding peptide (GGGGS) 3 . A restriction enzyme NcoI was introduced at the 5 ′ end and a restriction enzyme NotI recognition site was introduced at the 3 ′ end. The base sequence is shown below.
SEQ ID NO: 1:
5'- CCATGG GCGGCCGC -3 '
(Restriction enzyme recognition sites are underlined.)

上記遺伝子断片hu4D5−8scFvをプラスミドpET−22b(+)(Novagen社)のT7/lacプロモーターの下流に挿入した。具体的には、制限酵素NcoIとNotIで消化処理したpET−22b(+)に、上記のcDNAをライゲーションする。   The gene fragment hu4D5-8scFv was inserted downstream of the T7 / lac promoter of the plasmid pET-22b (+) (Novagen). Specifically, the above cDNA is ligated to pET-22b (+) digested with restriction enzymes NcoI and NotI.

この発現プラスミドを大腸菌(Escherichia coli BL21(DE3))に形質転換し、発現用菌株を得た。得られた菌株をLB−Amp培地4mlで一晩前培養後、全量を250mlの2xYT培地に添加し、28度、120rpmで8時間振とう培養した。その後、終濃度1mMでIPTG(Isopropyl−β−D(−)−thiogalactopyranoside)を添加し、28度で一晩培養した。培養した大腸菌を8000xg、30分、4度で遠心分離し、その上清の培養液を回収した。得られた培養液の60%重量の硫酸アンモニウムを添加し、塩析によりタンパク質を沈殿させた。塩析操作した溶液を一晩4度で静置後、8000xg、30分、4度で遠心分離することで沈殿物を回収した。得られた沈殿物を20mM Tris・HCl/500 mM NaClバッファーに溶解し、1Lの同バッファーへ透析した。透析後のタンパク質溶液を、His・Bind(登録商標)Resin(Novagen社)を充てんしたカラムへ添加し、Niイオンを介した金属キレートアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。精製したhu4D5−8scFvは、還元SDS−PAGEによりシングルバンドを示し分子量は約28kDaであることを確認した。以下に調製された抗体のアミノ酸配列を示す。以後、hu4D5−8scFvをscFvと略す。
配列番号2:
DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQDVNTAVAWYQQKPGKAPKLLIYSASFLYSGVPSRFSGSRSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQHYTTPPTFGQGTKVEIKGGGGSGGGGSGGGGSEVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGFNIKDTYIHWVRQAPGKGLEWVARIYPTNGYTRYADSVKGRFTISADTSKNTAYLQMNSLRAEDTAVYYCSRWGGDGFYAMDYWGQGTLVTVSSAAALEHHHHHHGGC
(PEGへのscFvの修飾)
This expression plasmid was transformed into Escherichia coli BL21 (DE3) to obtain a strain for expression. The obtained strain was precultured overnight in 4 ml of LB-Amp medium, and the whole amount was added to 250 ml of 2 × YT medium, and cultured with shaking at 28 ° C. and 120 rpm for 8 hours. Thereafter, IPTG (Isopropyl-β-D (-)-thiogalactopylanoside) was added at a final concentration of 1 mM, and cultured overnight at 28 degrees. The cultured Escherichia coli was centrifuged at 8000 × g for 30 minutes at 4 degrees, and the culture broth of the supernatant was recovered. Ammonium sulfate of 60% by weight of the obtained culture broth was added, and the protein was precipitated by salting out. The salted-out solution was allowed to stand at 4 ° C overnight, and then the precipitate was collected by centrifuging at 8000 × g for 30 minutes at 4 ° C. The resulting precipitate was dissolved in 20 mM Tris · HCl / 500 mM NaCl buffer and dialyzed against 1 L of the same buffer. The protein solution after dialysis was added to a column filled with His · Bind (registered trademark) Resin (Novagen) and purified by metal chelate affinity chromatography via Ni ions. The purified hu4D5-8scFv showed a single band by reducing SDS-PAGE and confirmed that the molecular weight was about 28 kDa. The amino acid sequence of the prepared antibody is shown below. Hereinafter, hu4D5-8scFv is abbreviated as scFv.
SEQ ID NO: 2:
DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQDVNTAVAWYQQKPGKAPKLLIYSASFLYSGVPSRFSGSRSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQHYTTPPTFGQGTKVEIKGGGGSGGGGSGGGGSEVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGFNIKDTYIHWVRQAPGKGLEWVARIYPTNGYTRYADSVKGRFTISADTSKNTAYLQMNSLRAEDTAVYYCSRWGGDGFYAMDYWGQGTLVTVSSAAALEHHHHHHGGC
(Modification of scFv to PEG)

前述の通り調製したscFvを5mM EDTAを含むリン酸バッファー(2.68mM KCl/137mM NaCl/1.47mM KH2PO4/1mM Na2HPO4/5mM EDTA、pH7.4)にバッファー置換後、10倍モル量のトリ(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)によって、25度で約2時間、還元処理した。   The scFv prepared as described above was substituted with a phosphate buffer (2.68 mM KCl / 137 mM NaCl / 1.47 mM KH2PO4 / 1 mM Na2HPO4 / 5 mM EDTA, pH 7.4) containing 5 mM EDTA. Reduction treatment with 2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride (TCEP) at 25 ° C. for about 2 hours.

一方で、1.5mLプラスチックチューブにモノマレイミド直鎖状ME−400MA(日油社製、MW40000)を秤量した。EDTAを含まないリン酸バッファーで17.9μMとなるよう希釈し、前記還元処理したscFvと混合し、25度で15時間以上反応させた。仕込みの反応モル比(scFv/PEG)は、1でおこなった。ここで「仕込み」とは反応系に加えられた、という意味であり、「仕込みの反応モル比」とは、反応系に加えられたscFvとPEGのモル濃度比のことをいう。次いで、ICG−Sulfo−OSuのDMSO溶液(12.5mM)と、前記scFvとPEGの混合溶液とを混合し、25度で2時間反応させた。仕込みの反応モル比(ICG−Sulfo−OSu/scFv)は、3でおこなった。この溶液をフィルターろ過(ポアサイズ1.2μm)した後、30kDaのポアサイズのアミコンウルトラ−4(日本ミリポア社)を用いた限外ろ過によりPEGへ結合しなかったscFvを除去して、ICGおよびscFvが修飾されたPEGを得た。得られたこの化合物をscFv− PEG40と略す。   On the other hand, monomaleimide linear ME-400MA (manufactured by NOF Corporation, MW 40000) was weighed in a 1.5 mL plastic tube. The solution was diluted to 17.9 μM with a phosphate buffer not containing EDTA, mixed with the reduced scFv, and reacted at 25 ° C. for 15 hours or longer. The reaction molar ratio (scFv / PEG) used was 1. Here, “preparation” means added to the reaction system, and “reaction molar ratio of preparation” refers to the molar concentration ratio of scFv and PEG added to the reaction system. Next, a solution of ICG-Sulfo-OSu in DMSO (12.5 mM) and the mixed solution of scFv and PEG were mixed and reacted at 25 degrees for 2 hours. The charging reaction molar ratio (ICG-Sulfo-OSu / scFv) was 3. After filtering this solution (pore size 1.2 μm), scFv that did not bind to PEG was removed by ultrafiltration using a 30 kDa pore size Amicon Ultra-4 (Nihon Millipore), and ICG and scFv were A modified PEG was obtained. This obtained compound is abbreviated as scFv-PEG40.

(PEGへのAffibody(登録商標)の修飾)
HER2へ結合するAffibody(登録商標)溶液(Affibody社製)へ、終濃度20mMとなるようジチオスレイトール(DTT)溶液を添加し、遮光下で25度で2時間、還元処理した。次いで、PD−10カラム(GEヘルスケア社製)を用いて、反応溶液からDTTを除去した。次いで、1.5mLプラスチックチューブに、モノマレイミド直鎖状ME−200MA(日油社製、MW20000)または、モノマレイミド直鎖状ME−400MA(日油社製、MW40000)を秤量した。秤量したPEGを、EDTAを含まないリン酸バッファーで各143μMとなるよう希釈し、前記還元処理したAffibody(登録商標)と混合し、25度で15時間以上反応させた。仕込みの反応モル比(Affibody(登録商標)/PEG)は、1でおこなった。次いで、ICG−Sulfo−OSuのDMSO溶液(12.5mM)と、前記Affibody(登録商標)とPEGの混合溶液とを混合し、25度で2時間反応させた。仕込みの反応モル比(ICG−Sulfo−OSu/Affibody(登録商標))は、1でおこなった。この溶液をフィルターろ過(ポアサイズ1.2μm)した後、10kDaのポアサイズのアミコンウルトラ−4(日本ミリポア社)を用いた限外ろ過によりPEGへ結合しなかったAffibody(登録商標)を除去して、ICGおよびAffibody(登録商標)が修飾されたPEGを得た。得られたこの化合物のうち、ME−200MAを使用したものをAf−PEG20、ME−400MAを使用したものをAf− PEG40と略す。
(Modification of Affibody (registered trademark) to PEG)
A dithiothreitol (DTT) solution was added to an Affibody (registered trademark) solution (manufactured by Affibody) that binds to HER2 to a final concentration of 20 mM, and reduced at 25 ° C. for 2 hours in the dark. Subsequently, DTT was removed from the reaction solution using a PD-10 column (manufactured by GE Healthcare). Next, monomaleimide linear ME-200MA (manufactured by NOF Corporation, MW 20000) or monomaleimide linear ME-400MA (manufactured by NOF Corporation, MW 40000) was weighed into a 1.5 mL plastic tube. The weighed PEG was diluted with a phosphate buffer not containing EDTA to a concentration of 143 μM, mixed with the reduced Affibody (registered trademark), and reacted at 25 ° C. for 15 hours or longer. The charged reaction molar ratio (Affibody (registered trademark) / PEG) was 1. Then, a DMSO solution (12.5 mM) of ICG-Sulfo-OSu and the mixed solution of Affibody (registered trademark) and PEG were mixed and reacted at 25 degrees for 2 hours. The reaction molar ratio of charging (ICG-Sulfo-OSu / Affibody (registered trademark)) was 1. After filtering this solution (pore size 1.2 μm), Affibody (registered trademark) that did not bind to PEG was removed by ultrafiltration using a 10 kDa pore size Amicon Ultra-4 (Nihon Millipore), PEG modified with ICG and Affibody® was obtained. Among the obtained compounds, those using ME-200MA are abbreviated as Af-PEG20, and those using ME-400MA are abbreviated as Af-PEG40.

(PEGへのペプチドの修飾)
HER2への結合性が確認されているペプチド配列のカルボキシル末端に6アミノ酸を付与したペプチドを合成した(配列番号3)。このペプチド配列のカルボキシル末端に存在するシステイン残基はマレイミド基と反応し、共有結合を形成することができる。
配列番号3:
MARSGLGGKGSC
(Modification of peptide to PEG)
A peptide in which 6 amino acids were added to the carboxyl terminus of the peptide sequence confirmed to be binding to HER2 was synthesized (SEQ ID NO: 3). A cysteine residue present at the carboxyl terminus of this peptide sequence can react with the maleimide group to form a covalent bond.
SEQ ID NO: 3
MARSGLGGKGSC

1.5mLプラスチックチューブに、モノマレイミド直鎖状ME−200MA(日油社製、MW20000)または、モノマレイミド直鎖状ME−400MA(日油社製、MW40000)を秤量した。秤量したPEGを、EDTAを含まないリン酸バッファーで各1.57mMとなるよう希釈し、前述のペプチド溶液と混合し、25度で15時間以上反応させた。仕込みの反応モル比(ペプチド/PEG)は、1でおこなった。次いで、ICG−Sulfo−OSuのDMSO溶液(12.5mM)と、前記ペプチドとPEGの混合溶液とを混合し、25度で2時間反応させた。仕込みの反応モル比(ICG−Sulfo−OSu/ペプチド)は、1でおこなった。この溶液をフィルターろ過(ポアサイズ1.2μm)した後、10kDaのポアサイズのアミコンウルトラ−4(日本ミリポア社)を用いた限外ろ過によりPEGへ結合しなかったペプチドを除去して、ICGおよびペプチドが修飾されたPEGを得た。得られたこの化合物のうち、ME−200MAを使用したものをpe−PEG20、ME−400MAを使用したものをpe− PEG40と略す。   Monomaleimide linear ME-200MA (manufactured by NOF Corporation, MW 20000) or monomaleimide linear ME-400MA (manufactured by NOF Corporation, MW 40000) was weighed into a 1.5 mL plastic tube. Weighed PEG was diluted with a phosphate buffer not containing EDTA to 1.57 mM each, mixed with the peptide solution described above, and reacted at 25 ° C. for 15 hours or longer. The reaction molar ratio (peptide / PEG) used was 1. Next, a solution of ICG-Sulfo-OSu in DMSO (12.5 mM) and a mixed solution of the peptide and PEG were mixed and reacted at 25 degrees for 2 hours. The reaction molar ratio of charging (ICG-Sulfo-OSu / peptide) was performed at 1. After filtering this solution (pore size 1.2 μm), peptides that did not bind to PEG were removed by ultrafiltration using a 10 kDa pore size Amicon Ultra-4 (Nippon Millipore), and ICG and peptides were A modified PEG was obtained. Among the obtained compounds, those using ME-200MA are abbreviated as pe-PEG20, and those using ME-400MA are abbreviated as pe-PEG40.

(捕捉分子を有するPEGのHER2結合性評価)
捕捉分子を有するPEGについて表面プラズモン共鳴法(SPR)によって、標的分子であるHER2に対する結合性を評価した。SPRはProteon(登録商標)XPR36(バイオラッドラボラトリーズ社製)を用いて測定した。Recombinant Human ErbB2/Fc Chimera(R&D Systems社製)を酢酸バッファー(pH5.0)に溶解させ、GLMセンサーチップ表面のカルボキシル基へのアミンカップリングにより固定化した。固定化量は、約3000RU(Resonance Unit)であった。次に、捕捉分子を有するPEGを0.005%のTween20を含むリン酸バッファー(pH7.4)で種々の濃度へ希釈した後、流速50マイクロリットル/分でフローセルへ注入した。測定時間は、注入時間(結合)120秒、注入停止後経過時間(解離)120秒であった。結合速度論解析実験においては、1:1ラングミュアフィッティングモデルを用いてセンサーグラムを分析した。算出された結合解離定数(K)を表11にまとめた。いずれのサンプルでもHER2に対する結合性が確認され、特にscFv−PEG40および、Af−PEG20、Af−PEG40では強い結合性が確認できた。
(Evaluation of HER2 binding property of PEG having capture molecule)
The binding property to HER2, which is a target molecule, was evaluated by surface plasmon resonance (SPR) for the PEG having a capture molecule. SPR was measured using Proteon (registered trademark) XPR36 (manufactured by Bio-Rad Laboratories). Recombinant Human ErbB2 / Fc Chimera (manufactured by R & D Systems) was dissolved in acetate buffer (pH 5.0) and immobilized by amine coupling to the carboxyl group on the surface of the GLM sensor chip. The immobilization amount was about 3000 RU (Resonance Unit). Next, PEG having a capture molecule was diluted to various concentrations with phosphate buffer (pH 7.4) containing 0.005% Tween 20, and then injected into the flow cell at a flow rate of 50 microliters / minute. The measurement time was 120 seconds for injection time (binding) and 120 seconds after discontinuation of injection (dissociation). In the binding kinetic analysis experiment, the sensorgram was analyzed using a 1: 1 Langmuir fitting model. The calculated bond dissociation constants (K D ) are summarized in Table 11. In any sample, binding to HER2 was confirmed, and particularly strong binding was confirmed with scFv-PEG40, Af-PEG20, and Af-PEG40.

(捕捉分子を有するPEGの腫瘍集積性評価)
腫瘍集積性の評価においては、雌の非近交系BALB/c Slc−nu/nuマウス(購入時6週齢)(日本エスエルシー株式会社)を用いた。マウスに担癌させる前の1週間、標準的な食餌、寝床を用い、自由に食餌および飲料水を摂取できる環境下でマウスを順応させた。イメージング実験の約1週間前に1x10個のColon26マウス大腸癌細胞(理化学研究所)を、マウスの右肩および右腿に、1x10個のHER2遺伝子を人工的に導入したColon26マウス大腸癌細胞をマウスの左肩および左腿にそれぞれ皮下注射した。実験時までに、腫瘍は全て定着しており、マウスの体重は17〜22gであった。担癌させたマウスに捕捉分子を有するPEGまたは、D20k−ICG2を、200マイクロリットル(ICGとして13nmol)を静脈注射した。投与24時間後にマウスを炭酸ガスで安楽死させた後、癌組織をそれぞれ摘出した。癌組織をプラスチックチューブに移し、癌組織の重量に対し1.25倍量の1%TritonX―100水溶液を添加し、プラスチックペッスルを用いてホモジネートした。次いで、癌組織重量の20.25倍量のDMSOを加えて、腫瘍組織中の色素抽出液を調製した。一方で、捕捉分子を有するPEGを投与していない担癌させたマウスから癌組織を摘出した。癌組織をプラスチックチューブに移し、癌組織の重量に対し1.25倍量の1%TritonX―100水溶液を添加し、プラスチックペッスルを用いてホモジネートすることで、癌組織のTritonX―100溶液を調製した。次いで、既知濃度の捕捉分子を有するPEG溶液を、前記癌組織のTritonX―100溶液で種々の濃度へ希釈し、この希釈溶液に対し、20.25倍量のDMSOを加えて検量用標準液を調製した。IVIS(登録商標)Imaging System 200 Series(XENOGEN)を用いて、プラスチックチューブの状態で、腫瘍組織中の色素抽出液および検量用標準液の蛍光強度を測定することで癌組織中の色素量を定量した。
(Evaluation of tumor accumulation of PEG with capture molecules)
For evaluation of tumor accumulation, female inbred BALB / c Slc-nu / nu mice (6 weeks old at the time of purchase) (Japan SLC Co., Ltd.) were used. The mice were acclimated in an environment where they could freely consume food and drinking water for one week before the mice were allowed to carry cancer. About 1 week before the imaging experiment, 1 × 10 6 Colon26 mouse colon cancer cells (RIKEN) and 1 × 10 6 HER2 gene artificially introduced into the right shoulder and right thigh of the mice were colon26 mouse colon cancer cells. Were injected subcutaneously into the left shoulder and left thigh of the mouse, respectively. By the time of the experiment, all the tumors had settled and the mice weighed 17-22 g. 200 microliters (13 nmol as ICG) of PEG having a capture molecule or D20k-ICG2 was intravenously injected into a tumor-bearing mouse. After 24 hours from the administration, the mice were euthanized with carbon dioxide gas, and then each cancer tissue was removed. The cancer tissue was transferred to a plastic tube, 1.25 times the amount of 1% Triton X-100 aqueous solution was added to the weight of the cancer tissue, and homogenized using a plastic pestle. Next, 20.25 times DMSO in weight of the cancer tissue was added to prepare a dye extract in the tumor tissue. On the other hand, a cancer tissue was extracted from a tumor-bearing mouse not administered with PEG having a capture molecule. Transfer the cancer tissue to a plastic tube, add 1.25 times the amount of 1% Triton X-100 aqueous solution to the weight of the cancer tissue, and homogenate using a plastic pestle to prepare a Triton X-100 solution of the cancer tissue did. Next, a PEG solution having a known concentration of a capture molecule is diluted to various concentrations with the Triton X-100 solution of the cancer tissue, and 20.25 times the amount of DMSO is added to the diluted solution to obtain a standard solution for calibration. Prepared. Using IVIS (registered trademark) Imaging System 200 Series (XENOGEN), the amount of dye in cancer tissue is quantified by measuring the fluorescence intensity of the dye extract in the tumor tissue and the standard solution for calibration in the state of a plastic tube. did.

前記腫瘍集積性評価において、24時間後にマウスを炭酸ガスで安楽死させる直前に、尾静脈から血液を採取した。採取した血液をプラスチックチューブに移し、血液の体積に対し4.5倍量の1%TritonX―100水溶液を添加した。次いで、血液の体積の4.5倍量のDMSOを加えて、血液溶解液を作製した。IVIS(登録商標)Imaging System 200 Series(XENOGEN)を用いて、プラスチックチューブの状態で、血液溶解液の蛍光強度を測定した。一方で、既知の濃度の粒子溶液を、1%TritonX―100水溶液で種々の濃度に希釈し、希釈した粒子溶液と、同量の未投与マウスから採取した血液とを混合した。次いで、血液の体積に対し、前述の希釈した粒子溶液と合わせて4.5倍量となるよう1%TritonX―100水溶液を添加した。次いで、血液の体積の4.5倍量のDMSOを添加して検量線用血液粒子溶液を作製した。採取した血液サンプルと同様に、蛍光強度を測定し検量線を作成した。次に、血液溶解液の蛍光強度、作成した検量線を用いて、血中濃度を算出した。算出されたそれぞれの血中濃度を全投与量で除することで、投与量あたりの血液中の存在量の割合(%ID)を算出した。   In the tumor accumulation evaluation, blood was collected from the tail vein immediately before euthanizing the mice with carbon dioxide after 24 hours. The collected blood was transferred to a plastic tube, and 4.5% of 1% Triton X-100 aqueous solution was added to the blood volume. Next, DMSO in an amount 4.5 times the volume of blood was added to prepare a blood lysate. Using IVIS (registered trademark) Imaging System 200 Series (XENOGEN), the fluorescence intensity of the blood lysate was measured in the state of a plastic tube. On the other hand, a particle solution having a known concentration was diluted to various concentrations with a 1% Triton X-100 aqueous solution, and the diluted particle solution was mixed with blood collected from the same amount of untreated mice. Subsequently, 1% Triton X-100 aqueous solution was added so that it might become 4.5 times the volume of the blood together with the diluted particle solution. Next, 4.5 times the volume of blood DMSO was added to prepare a blood particle solution for a calibration curve. Similar to the collected blood sample, the fluorescence intensity was measured to prepare a calibration curve. Next, the blood concentration was calculated using the fluorescence intensity of the blood lysate and the prepared calibration curve. The ratio (% ID) of the abundance in blood per dose was calculated by dividing each calculated blood concentration by the total dose.

腫瘍集積性の結果および血液中の存在量の結果を図3にまとめた。Colon26マウス大腸癌細胞へ集積した量を白、HER2遺伝子を人工的に導入したColon26マウス大腸癌細胞へ集積した量を黒、投与量あたりの血液中の存在量の割合を灰色で表わした。   The results of tumor accumulation and abundance in blood are summarized in FIG. The amount accumulated in Colon 26 mouse colon cancer cells is shown in white, the amount accumulated in Colon 26 mouse colon cancer cells into which the HER2 gene has been artificially introduced is shown in black, and the ratio of the abundance in the blood per dose is shown in gray.

捕捉分子を有するPEGはいずれもD20k−ICG2に比較して腫瘍集積量が低下する傾向がみられたが、Af−PEG40は遜色ない腫瘍集積性と血液中存在量が確認できた。更にColon26マウス大腸癌細胞へ集積した量に対するHER2遺伝子を人工的に導入したColon26マウス大腸癌細胞へ集積した量を算出し、表12にまとめた。捕捉分子を有するPEGはいずれもD20k−ICG2に比較して、HER2遺伝子を人工的に導入したColon26マウス大腸癌細胞へ多く集積しており、捕捉分子によるHER2結合性の効果を確認した。   All of the PEGs having a capture molecule tended to have a tumor accumulation amount lower than that of D20k-ICG2, but Af-PEG40 was able to confirm inferior tumor accumulation property and abundance in blood. Further, the amount accumulated in the Colon 26 mouse colon cancer cells into which the HER2 gene was artificially introduced was calculated with respect to the amount accumulated in the Colon 26 mouse colon cancer cells. As compared with D20k-ICG2, all of the PEGs having a capture molecule were accumulated in Colon 26 mouse colon cancer cells into which HER2 gene was artificially introduced, and the effect of the HER2 binding property by the capture molecule was confirmed.

Claims (10)

下記式(I)乃至(IV)のいずれかで示される化合物。
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A’(I)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−M(II)
N−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−(CH)q−L−A(III)
A−L−(CH)p−(OCHCH)m−O−R (IV)
式(I)において、A、A’はそれぞれ独立に、下記式(i−1)又は(i−2)を表し、下記式(i−1)及び(i−)の*は式(I)のL、Lに結合する。式(I)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、または−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5のいずれかの整数であり、mは10以上2500以下のいずれかの整数である。
式(II)および式(III)において、Aは下記式(i−1)又は(i−2)を表し、下記式(i−1)乃至(i−)の*は式(II)のLまたは式(III)のLに結合する。
式(II)および式(III)において、L、Lはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。p、qはそれぞれ独立に1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。
式(II)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Mは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Mは水酸基である。
式(III)において、Lが−NH−、−O−、−S−のいずれかであるとき、Nは水素原子であり、Lが−CO−のとき、Nは水酸基である。
式(IV)において、Aは下記式(i−1)又は(i−2)を表し、下記式(i−1)及び(i−)の*は式(IV)のLに結合する。
式(IV)において、Lは−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれかであるか、またはそれぞれ独立に−NH−、−O−、−S−、−CO−のいずれか1つ以上を含むリンカー部位である。pは1乃至5の整数であり、mは10以上2500以下の整数である。Rは水素原子、置換または無置換の炭素数1乃至5のアルキル基のいずれかである。

(i−1)

(i−2)
式(i−2)において、Yはハロゲンイオン、または、有機酸イオンである。
A compound represented by any one of the following formulas (I) to (IV).
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A '(I)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -M (II)
N-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O- (CH 2) q-L 2 -A (III)
A-L 1 - (CH 2 ) p- (OCH 2 CH 2) m-O-R (IV)
In the formula (I), A, A 'each independently represent the formula (i-1) or (i-2), the following formulas (i-1) and (i-2) of the * formula (I ) To L 1 and L 2 . In the formula (I), L 1 and L 2 are each independently any of —NH—, —O—, —S—, —CO—, or —NH—, —O—, —S—, It is a linker moiety containing any one or more of -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.
In formula (II) and formula (III), A represents the formula (i-1) or (i-2), the following formulas (i-1) to the (i-2) * is the formula (II) It binds to L 1 or L 2 of formula (III).
In formula (II) and formula (III), L 1 and L 2 are each independently —NH—, —O—, —S—, —CO—, or each independently —NH—, It is a linker moiety containing one or more of -O-, -S-, and -CO-. p and q are each independently an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less.
In the formula (II), when L 2 is any of —NH—, —O—, and —S—, M is a hydrogen atom, and when L 2 is —CO—, M is a hydroxyl group.
In the formula (III), when L 1 is any of —NH—, —O—, and —S—, N is a hydrogen atom, and when L 1 is —CO—, N is a hydroxyl group.
In formula (IV), A represents the formula (i-1) or (i-2), the following formula (i-1) and (i-2) * is bound to L 1 of formula (IV) .
In the formula (IV), L 1 is any one of —NH—, —O—, —S—, —CO—, or independently —NH—, —O—, —S—, —CO—. It is a linker part containing any one or more of these. p is an integer of 1 to 5, and m is an integer of 10 or more and 2500 or less. R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

(I-1)

(I-2)
In formula (i-2), Y represents a halogen ion or an organic acid ion.
前記式(I)におけるA、A’がいずれも前記式(i−1)又は(i−2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の化合物。 2. The compound according to claim 1, wherein A and A ′ in the formula (I) are each represented by the formula (i-1) or (i- 2) . 前記式(I)乃至(IV)におけるmが100以上500以下のいずれかの整数であることを特徴とする請求項1または2に記載の化合物。 The compound according to claim 1 or 2 , wherein m in the formulas (I) to (IV) is an integer of 100 or more and 500 or less. 捕捉分子をさらに有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の化合物。 A compound according to any one of claims 1 to 3, further comprising a capture molecule. 前記リンカー部位が捕捉分子であることを特徴とする請求項に記載の化合物。 5. A compound according to claim 4 , wherein the linker moiety is a capture molecule. 前記捕捉分子がポリペプチド、一本鎖抗体のいずれかであることを特徴とする請求項に記載の化合物。 6. The compound according to claim 5 , wherein the capture molecule is either a polypeptide or a single chain antibody. 前記L、Lのうち1つ以上が下記式(xi)で表わされることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の化合物。

(xi)
式(xi)において、Lは、ポリペプチド、または一本鎖抗体であり、―NH―はポリペプチドまたは一本鎖抗体中のアミノ酸のアミノ基を介した結合を、−S−はポリペプチドまたは一本鎖抗体中のアミノ酸のチオール基を介した結合を表わす。Lはカルボニル基、アミド基、エステル基、ピペラジル基のいずれかで置換されていてもよい炭素数1乃至10のアルキル鎖である。**は前述の*へ、***は式(I)乃至(IV)のアルキル鎖側またはエチレングリコール鎖側に結合する。
Wherein L 1, compounds of one or more of the L 2 is according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the following formula (xi).

(Xi)
In the formula (xi), L 5 is a polypeptide or a single chain antibody, -NH- is a bond via an amino group of an amino acid in the polypeptide or single chain antibody, -S- is a polypeptide Alternatively, it represents a bond through a thiol group of an amino acid in a single chain antibody. L 6 is an alkyl chain having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with any one of a carbonyl group, an amide group, an ester group and a piperazyl group. ** binds to the aforementioned *, and *** binds to the alkyl chain side or ethylene glycol chain side of formulas (I) to (IV).
前記式(xi)における、Lが下記式(xii)で表わされることを特徴とする請求項に記載の化合物。
−(CH−C(=O)−NH−(xii)
式(xii)において、エチレン基の炭素が前記式(xi)のマレイミド基の窒素と結合し、−NH−の窒素が前記式(xi)の***と結合する。
The compound according to claim 7 , wherein L 6 in the formula (xi) is represented by the following formula (xii).
- (CH 2) 2 -C ( = O) -NH- (xii)
In the formula (xii), carbon of the ethylene group is bonded to nitrogen of the maleimide group of the formula (xi), and nitrogen of —NH— is bonded to *** of the formula (xi).
請求項1乃至のいずれか一項に記載の化合物と、分散媒とを有することを特徴とする光イメージング用造影剤。 A contrast agent for optical imaging comprising the compound according to any one of claims 1 to 8 and a dispersion medium. 添加剤をさらに有することを特徴とする請求項に記載の光イメージング用造影剤。 The contrast agent for optical imaging according to claim 9 , further comprising an additive.
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