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本文以新型肿瘤乏氧显像剂的研制为出发点,采用甲硝唑为靶向基团,设计合成三种含有效基团甲硝唑的配体,进行[<99m>TcN]<2+>和[<99m>TcN(PNP5)]<2+>标记配合物的制备,并对标记配合物的理化性质和生物性能进行了初步研究,具体工作如下:
1.配体合成。
在参考文献基础上,设计合成了三种含有效基团甲硝唑的配体:MNIE-DTC、MNIB-DTC和MN-cys-OS,并分别通过相应的谱图鉴定,三种配体均未见文献报道。
2.[<99m>TcN]<2+>核和[<99m>TcN(PNP5)]<2+>核标记配合物的制备及其理化性质的研究。
成功制备了五种标记配合物[<99m>TcN(MNIE--DTC)<,2>]、 [<99m>TcN(MNIB--DTC)<,2>]、[<99m>TcN(PNP5)(MNIE -DTC)] <+> 、 [<99m>TcN(PNPS)(MNm -DTC)] <+>和[<99m>TcN(PNP5)(MN-cys-OS)],探索了配合物的最佳标记条件,五种标记配合物均进行了TLC和HPLC分析鉴定,得到的标记配合物放射化学纯度均大于90%。
对五种配合物的理化性质的研究结果显示:五种配合物在37℃条件下的pH=7.4的PBS溶液中或小鼠血清中是稳定的;均为脂溶性,而且,由于PNP5配体的引入,配合物[<99m>TcN(PNP5)(MNIE-DTC)] <+>、 [<99m>TcN(PNPS)-DTC)] <+>和[<99m>TcN(PNP5)(MN-cys-OS)]的脂溶性远远低于[<99m>TcN(MNm.--DTC)<,2>]、 [<99m>TcN(MNIB-DTC)<,2>]的脂溶性;电泳实验表明,[<99m>TcN(MNIE--DTC)<,2>]、 [<99m>TcN(MNIB--DTC)<,2>]、[<99m>TcN(PNP5)(MN-cys-OS)]是电中性的, [<99m>TcN(PNP5)(MNIE-DTC)] <+>和[<99m>TcN(PNP5)(MNIB--DTC)<+>带正电,与文献所报道的类似配合物的电性相吻合。
3.<99m>Tc标记配合物的小鼠生物分布研究。
正常小鼠体内实验表明,[<99m>TcN(MNIE--DTC)<,2>]、[<99m>TcN(PNP5)(MNIE--DTC)]<+>、和[<99m>TcN(PNP5)(MN-cys-OS)]在小鼠体内主要通过肝肾清除。其中,由于含有醚氧基团的PNP5配体的引入,大大降低了配合物的脂溶性,使得[<99m>TcN(PNP5)(MNIE--DTC)]<+>、和[<99m>TcN(PNP5)(MN-cys-OS)]在肝中的初始摄取不仅明显降低,且清除更加迅速。
荷瘤小鼠体内实验表明,[<99m>TcN(MNIE--DTC)<,2>]和[<99m>TcN(MNIB--DTC)<,2>]两种配合物在肿瘤(乳腺癌MA891)有一定摄取和滞留,注射后2h,肿瘤部位的绝对摄取分别为0.47%ID/g、0.65%ID/g;但由于配合物脂溶性较高(酯水分配系数分别为93.03和114.6),导致肝本底较高,血清除慢,注射后2h,瘤/肉比分别为1.81和1.12,瘤/血比分别为0.28和0.52,不利于得到清晰的显像。 [<99m>TcN(PNP5)(MNIE-DTC)]<+>和[<99m>TcN(PNP5)(MNIB-DTC)]<+>在肿瘤(乳腺癌MA891)中有一定摄取,注射后2h,肿瘤部位的绝对摄取分别为0.37%ID/g、0.28%ID/g,而在肝、血等本底中摄取较低,且清除很快,由此可见,配体PNP5的引入,极大地降低了配合物的脂溶性,从而降低了在肝、血等本底中的摄取,提高了的瘤/血比值,注射后2h,瘤/血比分别为3.08和4.67。但是与H22肿瘤相比,[<99m>TcN(PNP5)(MNIE--DTC)]<+>在乳腺癌MA891肿瘤的绝对摄取有所降低,这可能与肿瘤的乏氧程度有关。
[<99m>TcN(PNP5)(MNIE--DTC)]<+>在荷H22肿瘤小鼠中,显示了更好的生物结果,不仅在肿瘤部位有较好的摄取和滞留(注射后1h,0.57%ID/g;注射后4h,0.43%ID/g);与其他<99m>Tc标记的硝基咪唑配合物(如<99m>Tc-BMS181321<[18]>和<99m>Tc-BRU59-21<[19]>)相比[<99m>TcN(PNP5)(MNIE-DTC)]<+>在小鼠肝和血中摄取较低(注射后2h,[<99m>TcN(PNP5)(MNIE--DTC)]<+>的肝摄取为1.74%ID/g,<99m>Tc-BMSl81321和<99m>Tc-BRU59-21的分别为8.79%ID/g和8.37%ID/g),拥有更好的瘤/血比。且瘤/血比和瘤/肉比随着时间的延长而逐渐增大,注射后1h分别为2.46和1.31,注射后4h,分别达到4.52和2.86。这说明该类配合物具有成为肿瘤乏氧显像剂的潜力,在进一步研究中我们将通过结构修饰提高其在肿瘤中的绝对摄取,以获得生物性能更优良的肿瘤乏氧显像剂。