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二乙撑三胺五乙酸钆修饰卟啉配合物作为光磁双模探针的应用研究

【摘要】: 核磁共振成像技术以无辐射损伤、无破坏性、非侵入式并能从分子水平到整体脏器系统地研究活体和动态过程等优点成为临床诊断的重要工具。为了提高诊断的准确性和灵敏度,在临床上有30%的MRI检查中使用增强对比剂。理想的MRI对比剂应该满足弛豫性强、对组织有高选择性、配合物稳定及毒副作用低等条件。如何进一步提高磁共振影像对比度和对组织选择性富集的对比剂成为近年来MRI研究的一个重要课题。自Gd-DTPA通过FDA批准在临床使用以来,对比剂的发展十分迅速。卟啉是一个很好的配合剂,具有适宜的生物学分布和生物相容性,能选择性地富集于肿瘤组织,已被用作对肿瘤的光动力学治疗和MRI诊断。本论文主要通过二乙撑三胺五乙酸与卟啉化合物的有机结合,研究了二乙撑三胺五乙酸钆修饰卟啉配合物在MRI成像中的应用,对其进一步临床研究有重要意义。 化合物的合成是通过四苯基卟啉出发完成的,通过硝化、还原得到含有氨基苯的卟啉骨架化合物,进一步与二乙撑三胺五乙酸酐反应,进而与GdCl3配位制备出四种含Gd卟啉化合物:Gd(L1)、Gd(L2)、Gd(L3)、Gd(L4);研究了它们在水溶液中的弛豫时间以及其体外、体内的MRI成像增强效果,及其体内的MRI成像信号强度分布。结果表明,样品Gd(L1)、Gd(L4)具有较好的水溶解性和MRI成像增强效果,而Gd(L3)由于其较差的水溶解性使其MRI成像效果较差。其中,在尾静脉注射2小时后,样品Gd(L4)即可达到有效的信号增强效果。组织分布分析比较发现,样品Gd(L1)的选择性较样品Gd(L4)的选择性高。利用卟啉的荧光特性,以465nm为激发波长,以700nm为发射波长,研究离体组织的荧光强度分布,我们得到了样品Gd(L2)、Gd(L3)、Gd(L4)配合物在H-22肝癌肿瘤小鼠模型的选择性分布情况,其结果与MRI成像结果基本符合。 最后,我们探索了分子组装对于MRI成像效果的影响。基于碳纳米管、2-羟乙基淀粉和白蛋白等载体与Gd(L1)、Gd(L4)复合,通过紫外、荧光、圆二色以及体内外成像结果,解释了相互作用可以显著增强MRI信号。结果表明,碳纳米与样品Gd(L4)可复合得水溶解性碳纳米管,它在一定程度上增加了Gd(L4)的T2-加权成像效果;2-羟乙基淀粉可以明显增加Gd(L1)的水溶解性,使其T1-加权成像效果有明显增加;通过白蛋白与样品Gd(L1)、Gd(L4)的相互作用研究,说明白蛋白与样品Gd(L1)、Gd(L4)有一定的结合,从而影响其在体内的代谢与成像效果,这为基于小分子量的探针信号增强提供了新的途径,对进一步临床应用有重要意义。

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