[发明专利]丝胶-钆pH响应性靶向肿瘤核磁共振造影剂的制备方法

说明书

本发明属于磁共振成像(MRI)造影剂技术领域，公开了一种丝胶‑钆pH响应性靶向肿瘤核磁共振造影剂的制备方法，用于增强肿瘤组织MRI成像的研究，采用丝胶、醋酸钆六水合物和六水合氯化钆作为原料，通过希弗碱反应合成纳米造影剂SS@GAH‑GdCl₃。采用两步法将丝胶蛋白的氨基与醋酸钆六水合物的醛基通过一步反应形成希弗碱，然后用六水合氯化钆静电吸附补充钆离子。本发明制备的造影剂能顺利地通过正常组织和血管，且其表面电势在肿瘤部位能够实现自动逆转，进入肿瘤组织，增加肿瘤细胞的摄取，实现实体肿瘤的精准MRI造影；纳米造影剂的代谢时间显著延长，延长30‑60min，远超商品钆双胺注射液的药代动力学时间。

技术领域

本发明属于核磁共振成像造影剂技术领域，尤其涉及一种丝胶-钆pH响应性靶向肿瘤核磁共振造影剂的制备方法。

背景技术

MRI是目前临床上最有效的影像诊断方法之一，具有无创、无辐射损伤、软组织分辨率高、多核多参数成像、任意层扫描等优点，是中枢神经系统、神经血管成像首选的方法，特别是对其他检测方法无法识别的小的肿瘤病变。由于能提供高分辨率的软组织解剖图像，MRI已成为分子和细胞成像的重要工具。例如，它可能有助于病灶的早期发现，并精确地将靶向药物递送到肿瘤组织。尽管MRI本身可以给出组织的图片，它并不能完全基于获得的图像做出准确的诊断，因为正常组织和病变组织之间通常只有很小的区别，并且，在肿瘤或血管等术前仍需要核磁共振成像提供更精准的监控。据估计，近70％的MRI检查涉及使用造影剂来提高图像对比度，这一比例仍在扩大。造影剂(Contrast agent,CA)具有双重功能：获取高分辨率图像，减少图像采集所需时间。核磁共振测量信号是由原子核的自旋运动引起的，根据其原理可以分为两种，即纵向弛豫(T1)造影剂和横向弛豫(T2)造影剂。T1造影剂通常是顺磁性元素，如钆离子和锰离子，它们可以有效地缩短自旋晶格弛豫时间。钆可以缩短T1时间的质子在水中的弛豫时间，使T1加权成像增强。Gd可以快速地与体内大量的水分交换，有效地增强了水分子的纵向和横向弛豫率(T1、T2)。然而，这些造影剂是组织非特异性的，在体内代谢时间短，并具有潜在的细胞和组织毒性，包括众所周知的肾源性全身纤维化。钆造影剂(GdCAs)和肾源性系统性纤维化之间的关系已经在晚期肾病患者中得到证实，欧洲放射学会(ESUR)和美国放射学会(ACR)都更新了GdCAs的使用指南。

家蚕的丝胶蛋白(silk sericin,SS)是一种水溶性蛋白质。丝氨酸约占丝胶氨基酸含量的30％。丝胶是皮肤的天然保湿因子。湿润的环境可以加速伤口愈合的动态过程。丝胶蛋白的高亲水性有助于增强伤口的愈合过程，但其较差的力学性能则限制了丝胶蛋白的单独使用。为了提高丝胶基质的稳定性，它必须与其他聚合物进行混合或交联以提高其力学性能。近年来，蚕丝蛋白在增强生物相容性和降低材料的细胞毒性方面吸引了众多的研究者。低分子量丝胶肽或丝胶水解产物主要用于化妆品领域，包括皮肤和头发护理产品，保健产品和药物。高分子量丝胶主要用于软骨组织工程，其具有良好的生物降解性、生物相容性和低免疫原性。天然蚕丝纤维已被用作生物医学应用的缝合线和组织工程的支架。天然蚕丝纤维中的可溶性因子可诱导促炎症细胞因子的产生，增加细胞的吞噬作用。丝胶可以促进细胞增殖，增加不同细胞系的细胞活性，如杂交瘤、胰岛素瘤和人皮肤成纤维细胞。此外，丝胶可以抑制紫外诱导的人角质形成细胞凋亡，促进胶原蛋白的生成。在细胞培养实验应用中，人皮肤成纤维细胞在含丝胶的培养基中培养可促进其增殖和黏附。由于丝胶的有益特性，丝胶蛋白在生物医学领域应用的探索越来越多。

希弗碱于1964年首次被发现，它是以一类含有甲胺(C＝N-)的化合物而得名。这些化合物通常是由初级胺和醛固酮脱水和缩合形成碳氮双键的亚胺。希弗碱及其衍生物具有抑菌、抗癌等生物活性，引起了科学家的广泛关注。氨基酸是细胞生长所必需的物质，是人体不可缺少的物质。由于癌细胞比正常细胞需要更多的氨基酸，氨基酸与活性碳基化合物的凝聚可能导致抗癌化合物传递到癌细胞，从而增加癌细胞的致死率。