一类含氮氧基团的钆类核磁共振成像造影剂的研究

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核磁共振成像技术(magnetic resonance imaging,MRI)为现代医学诊断和介入治疗提供了强有力的支持——和常用的医学诊断技术相比,它能够提供高质量的人体软组织三维图像,并且不对人体产生辐射损伤。在MRI的临床诊断中,为了进一步提高对图像中软组织的辨识度以及加大正常组织器官与病灶的成像区别,30%以上患者需要注射造影剂(contrast agent,CA)。造影剂的主要功能是增强氢质子的弛豫,目前金属钆与有机配体形成的配合物作为一种非常有效的造影剂已在临床上得到广泛应用。对于小分子钆类配合物来说,提高水合常数是一种常用的增强弛豫效果的途经,但是配体和钆之间结合位点数减少很容易引起稳定性的下降,从而引发肾源性系统性纤维化等一系列疾病,因此设计新型的更为稳定的高弛豫率钆类配合物已成为配位化学以及生物成像领域的一大挑战。  本文合成了一类基于氮氧化二乙烯三胺五乙酸(DTPA)双酰胺的钆类配合物。首先通过高分辨质谱、核磁谱图(1H、13C、15N NMR)确认了氮氧化DTPA双酰胺以及对应钆配合物的结构,由铕配合物荧光强度的衰减拟合得出荧光寿命进而推算出水合常数;其次通过测试纵向弛豫时间(T1)得到其弛豫率数值,使用HYPERQUAD软件对电位滴定数据进行拟合来考察配合物的稳定性;最后进行细胞毒性和小鼠体内成像试验。测试结果表明这类配合物的水合常数为3,弛豫率达到商用造影剂Gd-DTPA的3倍(12.5-18.8 mM-1s-1),稳定性优于Gd-DTPA-BMA,同时具有很低的细胞毒性和良好的体内造影成像效果,加之其电中性和高水溶性的特点,具有未来投入临床应用的巨大潜力。
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