一種用于光學(xué)成像的化合物、制備方法及其鍵合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、3?巰基丙酸和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到具有式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：或?qū)⒕哂惺絘結(jié)構(gòu)的化合物、4?氨基苯硫酚和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物；或在縮合劑的作用下，將具有式I結(jié)構(gòu)的化合物和N?羥基琥珀酰亞胺進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，得到具有式III所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。本發(fā)明提供了用于光學(xué)成像的化合物熒光強(qiáng)度低甚至不發(fā)熒光，具有較強(qiáng)的光聲信號(hào)，可用于制備高效光聲成像探針。
【專利說(shuō)明】
一種用于光學(xué)成像的化合物、制備方法及其鍵合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光學(xué)成像的化合物及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光聲成像是近年來(lái)興起的一種無(wú)損醫(yī)學(xué)成像方法，其檢測(cè)的是超聲信號(hào)，反映的 是吸收光能量而產(chǎn)生的熱膨脹差異，這一技術(shù)能很好地結(jié)合光學(xué)和超聲這兩種成像技術(shù)各 自的優(yōu)點(diǎn)。由于探測(cè)的是超聲信號(hào)，這一技術(shù)克服了純光學(xué)成像技術(shù)在成像深度與分辨率 上不可兼得的問(wèn)題，而具有出色的空間分辨率和令人滿意的成像深度，結(jié)合了純光學(xué)成像 的高對(duì)比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性。
[0003] 一些內(nèi)源性蛋白質(zhì)如hemoglobin、myoglobin、melanin等能夠產(chǎn)生光聲信號(hào)，可用 于腫瘤血管成像和氧飽和度的檢測(cè)。為了提高成像效果，人們已開發(fā)了多種外源性光聲造 影劑，如有機(jī)小分子染料、金納米粒子、單壁碳納米管（SWNT)、銅納米粒子等。但是，目前所 用的有機(jī)小分子染料都是一些熒光染料，這些熒光染料在吸收近紅外光的能量后，很大一 部分會(huì)以另一種波長(zhǎng)更長(zhǎng)的近紅外光的形式發(fā)射出去，這樣大量能量沒(méi)有被用于產(chǎn)生熱膨 脹，造成了所吸收光能量的無(wú)效損耗。為了拓展光聲成像物質(zhì)的應(yīng)用范圍，提高成像效果， 開發(fā)新型的信號(hào)更強(qiáng)的外源性有機(jī)小分子光聲染料是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于光學(xué)成像的化合物、制備方法及其鍵 合物，本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物具有較強(qiáng)的光聲信號(hào)。
[0005] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的結(jié)構(gòu)：
[0007] 式I中的M、式II中的Ml和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子。
[0008]本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物為近紅外吸收劑IR830(CAS: 134127-48-3) 帶有羧基、胺基、活化酯基團(tuán)的功能衍生物，這種用于光學(xué)成像的化合物熒光強(qiáng)度低甚至不 發(fā)熒光，具有較強(qiáng)的光聲信號(hào)，可用于制備高效光聲成像探針。
[0009]本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0010]將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、3-巰基丙酸和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到 具有式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0012]式I中的Μ選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子；
[0014] 優(yōu)選的，所述親核取代反應(yīng)的溫度為10°C~30°C。
[0015] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0016] 將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得 到具有式II所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0018]式II中的Ml選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子；
[0020]優(yōu)選的，所述親核取代反應(yīng)的溫度為-10°C~10°C。
[0021 ]優(yōu)選的，所述親核取代反應(yīng)的時(shí)間為15小時(shí)~25小時(shí)。
[0022]本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0023]在縮合劑的作用下，將具有式I結(jié)構(gòu)的化合物和N-羥基琥珀酰亞胺在有機(jī)溶劑中 進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，得到具有式III所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0025] 式I中的Μ和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子。
[0026] 優(yōu)選的，所述縮合劑選自二環(huán)己基碳二亞胺、Ν，Ν_二異丙基碳二亞胺或1-乙基_ (3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。
[0027] 優(yōu)選的，所述脫水縮合反應(yīng)的溫度為10°C~30°C。
[0028] 本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物以IR830為原料，通過(guò)對(duì)氯原子的親核反應(yīng) 制備出帶有羧基、氨基、活化酯的功能衍生物，制備方法簡(jiǎn)單、成本低、效率高。
[0029]本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物，所述用于光學(xué)成像的化合物 的鍵合物為上述技術(shù)方案所述的用于光學(xué)成像的化合物和高分子化合物鍵合后的產(chǎn)物。
[0030]本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物由于帶有羧基、胺基、活化酯基團(tuán)，可以與高 分子化合物進(jìn)行鍵合(如聚乙二醇、多肽、蛋白等)得到鍵合物，這種用于光學(xué)成像的化合物 的鍵合物具有良好的水溶性而且細(xì)胞毒性低，可以用來(lái)示蹤材料在生物體內(nèi)的分布和代 謝，使光學(xué)成像技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0032] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的核磁共振氫譜圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的核磁共振氫譜圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的核磁共振氫譜圖；
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物和IR830的近紅外 吸收光譜圖；
[0036]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖；
[0037]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖；
[0038]圖7為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖；
[0039] 圖8為IR830的熒光譜圖；
[0040] 圖9為吲哚菁綠(ICG)的熒光譜圖；
[0041]圖10為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物的核磁共振氫 譜圖；
[0042]圖11為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物的近紅外吸收 光譜圖；
[0043]圖12為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物、IR830和傳統(tǒng)熒 光材料吲哚菁綠(ICG)的假體光聲圖像；
[0044]圖13為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物、IR830和傳統(tǒng)熒 光材料吲哚菁綠(ICG)的光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃度圖；
[0045]圖14為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物和傳統(tǒng)熒光材 料吲哚菁綠(ICG)的光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員經(jīng)改進(jìn)或潤(rùn)飾的所有其它實(shí)例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0047] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的結(jié)構(gòu)：
[0049] 式I中的M、式II中的Ml和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子。
[0050] 在本發(fā)明中，所有化合物中未給出的端基均為甲基。
[0051] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0052]將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、3-巰基丙酸和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到 具有式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0054]式I中的Μ選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子；
[0056]在本發(fā)明中，所述式a結(jié)構(gòu)的化合物、3-巰基丙酸和三乙胺親核取代反應(yīng)的溫度優(yōu) 選為10 °C~30 °C，更優(yōu)選為15 °C~25 °C，最優(yōu)選為18 °C~22 °C。在本發(fā)明中，所述式a結(jié)構(gòu)的 化合物、3-巰基丙酸和三乙胺親核取代反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為15小時(shí)~25小時(shí)，更優(yōu)選為18小 時(shí)~22小時(shí)，最優(yōu)選為20小時(shí)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行所述親核取代反應(yīng)。 在本發(fā)明中，優(yōu)選在密封的條件下進(jìn)行所述親核取代反應(yīng)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在避光的條件 下進(jìn)行所述親核取代反應(yīng)。
[0057] 在本發(fā)明中，所述具有式a結(jié)構(gòu)的化合物的制備方法為：
[0058] 將具有式b結(jié)構(gòu)的化合物和鹽酸在異丙醇中反應(yīng)，得到具有式a所示結(jié)構(gòu)的化合 物：
[0060] 在本發(fā)明中，所述具有式b所示結(jié)構(gòu)的化合物和鹽酸反應(yīng)的溫度優(yōu)選為15°C~25 °C，更優(yōu)選為18°C~22°C，最優(yōu)選為20°C。在本發(fā)明中，所述具有式b所示結(jié)構(gòu)的化合物和鹽 酸反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為8min~12min，更優(yōu)選為lOmin。在本發(fā)明中，所述具有式b所示結(jié)構(gòu)的 化合物為IR830(CAS: 134127-48-3)，其廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)直接制版(Computer-to-Plate， 簡(jiǎn)稱CTP或CtP)中的近紅外吸收劑，對(duì)830nm附近近紅外光有很強(qiáng)的吸收能力，可大規(guī)模生 產(chǎn)并且價(jià)格低廉。在本發(fā)明中，所述具有式a結(jié)構(gòu)的化合物為IR830的氯鹽。
[0061] 在本發(fā)明中，所述具有式b所示結(jié)構(gòu)的化合物和鹽酸反應(yīng)的摩爾比優(yōu)選1:(20~ 100)，更優(yōu)選為1: (35~75)，最優(yōu)選為1: (45~55)。
[0062] 在本發(fā)明中，所述具有式b所示結(jié)構(gòu)的化合物和鹽酸反應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反 應(yīng)產(chǎn)物重結(jié)晶收集固體后干燥，得到具有式a結(jié)構(gòu)的化合物。在本發(fā)明中，所述干燥的方法 優(yōu)選為真空干燥。
[0063] 在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)過(guò)程中所用的有機(jī)溶劑優(yōu)選為N，N_二甲基甲酰 胺。
[0064]在本發(fā)明中，所述具有式a所示結(jié)構(gòu)的化合物、3-巰基丙酸和三乙胺的摩爾比優(yōu)選 為1:(1~2):(1~2)，更優(yōu)選為1:(1.2~1.8) :(1.2~1.8)，最優(yōu)選為1:(1.4~1.6) :(1.4~ 1.6)〇
[0065] 在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物提純，得到具有式I 所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中，所述提純的方法優(yōu)選為沉降或重結(jié)晶。在 本發(fā)明中，所述沉降的次數(shù)優(yōu)選為1次~3次，更優(yōu)選為2次。在本發(fā)明中，所述沉降的溶劑優(yōu) 選為乙酸乙酯。在本發(fā)明中，所述重結(jié)晶的溶劑優(yōu)選為異丙醇。
[0066] 在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物在沉降后干燥，將 得到的干燥產(chǎn)物在有機(jī)溶劑中復(fù)溶、洗滌、干燥，將得到的干燥產(chǎn)物再次沉降后干燥，得到 式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中，所述干燥的方法優(yōu)選為真空干燥。在 本發(fā)明中，所述復(fù)溶的溶劑優(yōu)選為二氯甲烷或氯仿。在本發(fā)明中，所述洗滌的試劑優(yōu)選為食 鹽水，更優(yōu)選為飽和食鹽水。在本發(fā)明中，所述洗滌的次數(shù)優(yōu)選為2次~4次，更優(yōu)選為3次。 在本發(fā)明中，優(yōu)選將洗滌后的產(chǎn)物采用無(wú)水硫酸鈉進(jìn)行干燥。
[0067] 在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行沉降和重 結(jié)晶，得到具有式I結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)完成后， 優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物沉降后干燥，將得到的干燥產(chǎn)物在有機(jī)溶劑中復(fù)溶，將得到溶液蒸 干后在有機(jī)溶劑中進(jìn)行重結(jié)晶，得到式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中， 所述蒸干的方法優(yōu)選為減壓蒸干。
[0068]本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0069]將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得 到具有式II所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0071]式II中的Ml選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子；
[0073]在本發(fā)明中，所述具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺親核取代反應(yīng)的 溫度優(yōu)選為-10°C~10°C，更優(yōu)選為-5°c~5°C，最優(yōu)選為-2°c~2°C。在本發(fā)明中，所述具有 式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺親核取代反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為15小時(shí)~25小時(shí)，更 優(yōu)選為18小時(shí)~22小時(shí)，最優(yōu)選為20小時(shí)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行所述親核 取代反應(yīng)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在密封的條件下進(jìn)行所述親核取代反應(yīng)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在 避光的條件下進(jìn)行所述親核取代反應(yīng)。
[0074]在本發(fā)明中，所述具有式a所示結(jié)構(gòu)的化合物的來(lái)源與上述技術(shù)方案所述具有式a 所示結(jié)構(gòu)的化合物一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯 硫酚和三乙胺親核取代過(guò)程中所用的有機(jī)溶劑與上述技術(shù)方案所述親核取代過(guò)程中所用 的有機(jī)溶劑一致，在此不再贅述。
[0075]在本發(fā)明中，所述具有式a所示結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺的摩爾比優(yōu) 選為1:(1~2):(1~2)，更優(yōu)選為1:(1~1.5):(1~1.5)，最優(yōu)選為1:1.2:1.2。
[0076] 在本發(fā)明中，所述親核取代反應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物提純，得到具有式 II所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中，所述提純的方法與上述技術(shù)方案所述 提純的方法一致，在此不再贅述。
[0077] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括：
[0078]在縮合劑的作用下，將具有式I結(jié)構(gòu)的化合物和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)在有機(jī)溶 劑中進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，得到具有式III所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：
[0080] 式I中的Μ和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子。
[0081] 在本發(fā)明中，所述脫水縮合反應(yīng)的溫度優(yōu)選為l〇°C~30°C，更優(yōu)選為15°C~22°C， 最優(yōu)選為20°C。在本發(fā)明中，所述脫水縮合反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為4小時(shí)~12小時(shí)，更優(yōu)選為6小 時(shí)~10小時(shí)，最優(yōu)選為7小時(shí)~8小時(shí)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在密封的條件下進(jìn)行所述脫水縮合 反應(yīng)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在避光的條件下進(jìn)行所述脫水縮合反應(yīng)。本發(fā)明優(yōu)選將具有式I結(jié) 構(gòu)的化合物和N-羥基琥珀酰亞胺溶解在有機(jī)溶劑中，向得到的混合物中加入縮合劑進(jìn)行脫 水縮合反應(yīng)，得到具有式III所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物。
[0082]在本發(fā)明中，所述縮合劑優(yōu)選為二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、N，N_二異丙基碳二亞胺 (DIC)或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC · HC1)。
[0083] 在本發(fā)明中，所述具有式I所示結(jié)構(gòu)的化合物與上述技術(shù)方案所述具有式I所述結(jié) 構(gòu)的化合物一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述脫水縮合反應(yīng)過(guò)程中所用的有機(jī)溶劑優(yōu) 選為二氯甲烷或氯仿。在本發(fā)明中，所述縮合劑、具有式I結(jié)構(gòu)的化合物和N-羥基琥珀酰亞 胺的摩爾比優(yōu)選為(4~8):(1~3): (2~4)，更優(yōu)選為(5~7) :(1.5~2.5) :(2.5~3.5)，最 優(yōu)選為(5.5~6.5) :(1.8~2.2) :(2.8~3.2)。
[0084] 在本發(fā)明中，所述脫水縮合反應(yīng)完成后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行提純。 在本發(fā)明中，所述提純的方法優(yōu)選為將得到的反應(yīng)產(chǎn)物稀釋后過(guò)濾，將得到的濾液洗滌后 干燥，將干燥后的產(chǎn)物濃縮后沉降，將沉降后的產(chǎn)物再次干燥，得到具有式ΠΙ所示結(jié)構(gòu)的 用于光學(xué)成像的化合物。在本發(fā)明中，所述稀釋的溶劑優(yōu)選為二氯甲烷。在本發(fā)明中，所述 過(guò)濾的方法優(yōu)選為G3漏斗。在本發(fā)明中，所述洗滌的試劑優(yōu)選為食鹽水，更優(yōu)選為飽和的食 鹽水。在本發(fā)明中，所述洗滌的次數(shù)優(yōu)選為5~7次，更優(yōu)選為6次。在本發(fā)明中，所述干燥的 試劑優(yōu)選為無(wú)水硫酸鈉。在本發(fā)明中，所述濃縮的方法優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。
[0085] 本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物，所述用于光學(xué)成像的化合物 的鍵合物為上述技術(shù)方案所述的用于光學(xué)成像的化合物和高分子化合物鍵合后的產(chǎn)物。在 本發(fā)明中，所述高分子化合物優(yōu)選為聚乙二醇、多肽或蛋白。在本發(fā)明中，所述用于光學(xué)成 像的化合物的鍵合物優(yōu)選具有式IV所示結(jié)構(gòu)：
[0087] 式IV中，η為50~454,優(yōu)選為80~227,更優(yōu)選為90~130。
[0088] 在本發(fā)明中，所述具有式IV所示結(jié)構(gòu)的化合物的制備方法優(yōu)選為：
[0089]將式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和上述技術(shù)方案所述用于光學(xué)成像的化合物在 溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的化合物：
[0091] 式c中，η為50~454,優(yōu)選為80~227,更優(yōu)選為90~130。
[0092]在本發(fā)明中，所述式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué)成像的化合物反 應(yīng)的溫度優(yōu)選為20 °C~30 °C，更優(yōu)選為22 °C~28 °C，最優(yōu)選為24°C~26 °C。在本發(fā)明中，所 述式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué)成像的化合物反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為8小時(shí)~ 18小時(shí)，更優(yōu)選為10小時(shí)~16小時(shí)，最優(yōu)選為12小時(shí)~14小時(shí)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在攪拌的 條件下將式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行反應(yīng)。在本發(fā)明 中，優(yōu)選在避光的條件下將式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué)成像的化合物進(jìn) 行反應(yīng)。在本發(fā)明中，優(yōu)選在密閉的條件下將式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光 學(xué)成像的化合物進(jìn)行反應(yīng)。
[0093]在本發(fā)明中，所述用于光學(xué)成像的化合物與上述技術(shù)方案所述用于光學(xué)成像的化 合物一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué) 成像的化合物反應(yīng)的溶劑優(yōu)選為二甲基甲酰胺(DMF)。
[0094]在本發(fā)明中，所述式c所示結(jié)構(gòu)的化合物、三乙胺和所述用于光學(xué)成像的化合物反 應(yīng)完成后優(yōu)選將得到的反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行透析、沉降和干燥，得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的化 合物。在本發(fā)明中，所述透析采用的透析液優(yōu)選為DMF。在本發(fā)明中，所述透析過(guò)程中透析袋 的截留分子量?jī)?yōu)選為3000~4000,更優(yōu)選為3200~3800,最優(yōu)選為3400~3600。在本發(fā)明 中，所述透析的時(shí)間優(yōu)選為2天~4天，更優(yōu)選為3天。在本發(fā)明中，所述透析過(guò)程中更換透析 液的次數(shù)優(yōu)選為5~6次。在本發(fā)明中，所述沉降的試劑優(yōu)選為乙醚，更優(yōu)選為無(wú)水乙醚。
[0095] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物以便宜易得的IR830為初 始原料，經(jīng)過(guò)對(duì)氯原子的親核取代反應(yīng)，獲得帶有羧基、胺基、活化酯的功能化產(chǎn)物。這種功 能化產(chǎn)物產(chǎn)生的熒光少或者不產(chǎn)生熒光，吸收的光能量無(wú)效損耗較少，從而具有比現(xiàn)有技 術(shù)中熒光染料更強(qiáng)的光聲信號(hào)能力。而且這種用于光學(xué)成像的化合物帶有不同的官能化基 團(tuán)，可以和其他高分子化合物鍵合，得到的鍵合物基于光聲成像，在載體示蹤等方面具有廣 闊的應(yīng)用前景。
[0096] 將本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行核磁共振檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明 提供的用于光學(xué)成像的化合物具有式I~式III所示的結(jié)構(gòu)。將本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像 的化合物進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物在近紅外 區(qū)域具有吸收峰。將本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行熒光檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā) 明提供的用于光學(xué)成像的化合物熒光強(qiáng)度低。
[0097] 使用iThera Medical公司生產(chǎn)的MS0T系統(tǒng)，檢測(cè)本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化 合物的光聲信號(hào)強(qiáng)度。假體是利用瓊脂制備的用來(lái)模擬生物組織環(huán)境的模型。由于瓊脂與 生物組織的光聲信號(hào)強(qiáng)度接近，可以做成形狀規(guī)則的模型用來(lái)標(biāo)定染料的光聲信號(hào)強(qiáng)度與 濃度的線性相關(guān)程度，也可以用來(lái)對(duì)比不同的造影劑的光聲信號(hào)的強(qiáng)弱。將本發(fā)明提供的 用于光學(xué)成像的化合物與傳統(tǒng)熒光染料吲哚菁綠（ICG)溶解在乙醇中，配成梯度稀釋的溶 液，然后注入假體內(nèi)腔中，檢測(cè)假體內(nèi)不同待測(cè)物的光聲信號(hào)強(qiáng)度，在單光譜模式下進(jìn)行成 像，激發(fā)波長(zhǎng)均為待測(cè)物各自的近紅外吸收峰值，并將數(shù)字化信號(hào)強(qiáng)度值進(jìn)行線性擬合，并 計(jì)算其斜率和最低定量濃度。
[0098] 最低定量濃度計(jì)算按照《ICHHT Guideline》標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行計(jì)算：
[0099]最低定量濃度(LL0Q)被表示為：
[0100] LL0Q=10〇/S；
[0101] 其中，σ =相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；
[0102] s =校準(zhǔn)曲線的斜率；
[0103] S為分析物的校準(zhǔn)曲線的斜率，σ的值為基于在空白溶液的信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0104] 檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明提供的用于光學(xué)成像的化合物具有優(yōu)越的光聲造影能力，其 光聲信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于傳統(tǒng)熒光材料吲哚菁綠（ICG)，并與濃度之間具有良好的線性相關(guān)性和 較高的靈敏度。
[0105] 本發(fā)明以下實(shí)施例所用到的原料均為市售商品。
[0106] 實(shí)施例1
[0107] 將具有式b所示結(jié)構(gòu)的IR830在異丙醇和鹽酸的混合溶液中20°C下混合lOmin后重 結(jié)晶，收集固體，真空干燥，得到具有式a所示結(jié)構(gòu)的IR830氯鹽；IR830和鹽酸的摩爾比為1: 50 〇
[0108]在干燥的反應(yīng)瓶中，加入lmmol的IR830氯鹽，充氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入10mL的二甲基甲酰 胺(DMF)，攪拌溶解后，加入1.5mmo 1的三乙胺，1.5mmo 1的3-巰基丙酸，20°C密封避光反應(yīng)20 小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將得到的反應(yīng)產(chǎn)物用乙酸乙酯沉降，收集固體，室溫下真空干燥，用二氯 甲烷將得到的干燥產(chǎn)物復(fù)溶，將得到的溶液用飽和食鹽水洗滌三次，將洗滌后的產(chǎn)物用無(wú) 水硫酸鈉干燥后過(guò)濾掉固體不溶物，將過(guò)濾后得到的液體旋蒸濃縮后在乙酸乙酯中沉降， 將得到的沉降產(chǎn)物室溫下真空干燥，得到用于光學(xué)成像的化合物，反應(yīng)的產(chǎn)率為85.2%。
[0109] 將本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物以氘代二甲基亞砜(DMS0)為 溶劑進(jìn)行核磁共振分析，檢測(cè)結(jié)果如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成 像的化合物的核磁共振氫譜圖，由圖1可知，本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化 合具有式I所示的結(jié)構(gòu)，其中Μ為C1-。
[0110] 將本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié) 果如圖4所示，圖4為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物和IR830的近 紅外吸收光譜圖。
[0111] 將本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行熒光檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如 圖5所示，圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖。
[0112] 按照上述技術(shù)方案所述的方法檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化 合物的光聲信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的假 體光聲圖像如圖12所示、其光聲信號(hào)強(qiáng)度與濃度的線性相關(guān)性如圖13所示，定量限和擬合 曲線斜率如表1所示，圖12為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物、 IR830和傳統(tǒng)熒光材料吲哚菁綠(ICG)的假體光聲圖像，圖13為為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備 得到的用于光學(xué)成像的化合物、IR830和傳統(tǒng)熒光材料吲哚菁綠（ICG)的光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃 度圖，表1為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物、IR830和傳統(tǒng)熒光材 料吲哚菁綠(ICG)光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃度線性擬合的斜率和定量下限。
[0113] 實(shí)施例2
[0114] 將具有式b所示結(jié)構(gòu)的IR830在異丙醇和鹽酸的混合溶液中20°C下混合lOmin后重 結(jié)晶，收集固體，真空干燥，得到具有式a所示結(jié)構(gòu)的IR830氯鹽；IR830和鹽酸的摩爾比為1: 50 〇
[0115] 在干燥的反應(yīng)瓶中，加入lmmol的IR830氯鹽，充氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入10mL的DMF，攪拌溶 解后，加入1.2mmol的三乙胺，1.2mmol的4-氨基苯硫酚，0°C密封避光反應(yīng)20小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束 后將得到的反應(yīng)產(chǎn)物用乙酸乙酯沉降，收集固體，室溫下真空干燥，用二氯甲烷將干燥后的 產(chǎn)物復(fù)溶，用飽和食鹽水洗滌三次，將洗滌后的產(chǎn)物用無(wú)水硫酸鈉干燥后過(guò)濾掉固體不溶 物，將過(guò)濾后得到的液體旋蒸濃縮后在乙酸乙酯中沉降，將沉降后的產(chǎn)物室溫下真空干燥， 得到用于光學(xué)成像的化合物，反應(yīng)的產(chǎn)率為87%。
[0116]將本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物以氘代二甲基亞砜(DMS0)為 溶劑進(jìn)行核磁共振分析，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成 像的化合物的核磁共振氫譜圖，由圖2可知，本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化 合具有式Π 所示的結(jié)構(gòu)，其中Ml為C1-。
[0117] 將本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié) 果如圖4所示。
[0118] 將本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行熒光檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如 圖6所示，圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖。
[0119] 按照上述技術(shù)方案所述的方法檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化 合物的光聲信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的假 體光聲圖像如圖12所示、其光聲信號(hào)強(qiáng)度與濃度的線性相關(guān)性如圖13所示，定量限和擬合 曲線斜率如表1所示。
[0120] 實(shí)施例3
[0121 ]在干燥的反應(yīng)瓶中，加入2mmol的實(shí)施例1制備得到的用于光學(xué)成像的化合物，加 入10mL的無(wú)水二氯甲烷，攪拌溶解后，加入3mmol的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，溶解后加入 6mmol的二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)，密封避光反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將得到的反應(yīng)產(chǎn)物加 50mL二氯甲烷稀釋，用G3漏斗濾掉不溶物，將過(guò)濾后的液體用飽和食鹽水洗滌6次，將水洗 后的產(chǎn)物用無(wú)水硫酸鈉干燥后旋蒸濃縮，用冷乙酸乙酯沉降，收集固體，將沉降后的產(chǎn)物室 溫下真空干燥，得到用于光學(xué)成像的化合物，反應(yīng)產(chǎn)率為64.2%。
[0122] 將本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物以氘代二甲基亞砜(DMS0)為 溶劑進(jìn)行核磁共振分析，檢測(cè)結(jié)果如圖3所示，圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成 像的化合物的核磁共振氫譜圖，由圖3可知，本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化 合具有式ΠΙ所示的結(jié)構(gòu)，其中M2為C1-。
[0123] 將本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié) 果如圖4所示，由圖4可知，本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的近紅外 吸收峰在830nm左右。
[0124] 將本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物進(jìn)行熒光檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如 圖7所示，圖7為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的熒光譜圖。圖8為IR830 的熒光譜圖，圖9為吲哚菁綠（ICG)的熒光譜圖。由圖5~圖9可知，本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備 得到的用于光學(xué)成像的化合物在830nm左右的激發(fā)波長(zhǎng)下幾乎不發(fā)射熒光。
[0125] 按照上述技術(shù)方案所述的方法檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化 合物的光聲信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果為，本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的假 體光聲圖像如圖12所示、其光聲信號(hào)強(qiáng)度與濃度的線性相關(guān)性如圖13所示，定量限和擬合 曲線斜率如表1所示。由圖12、圖13和表1可知，本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備得到的用于光學(xué)成 像的化合物具有優(yōu)越的光聲造影能力。
[0126] 表1為本發(fā)明實(shí)施例1、2和3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物、IR830和傳統(tǒng)熒光 材料吲哚菁綠(ICG)光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃度線性擬合的斜率和定量
[0127] 下限
[0128]
[0129] 實(shí)施例4
[0130] 將0.2mmo 1式c所示結(jié)構(gòu)的化合物溶解在1 OmL的DMF中，向其中滴入1到2滴三乙胺， 加入0.3_〇1實(shí)施例3制備得到的用于光學(xué)成像的化合物，室溫下避光密閉攪拌12h，反應(yīng)結(jié) 束后將得到的反應(yīng)液裝入截留分子量為3500的透析袋中，在DMF中透析3天，期間更換透析 液5到6次，透析之后，將透析袋中的液體轉(zhuǎn)移出來(lái)，在無(wú)水乙醚中沉降，收集固體，將沉降后 的產(chǎn)物室溫下真空干燥，得到用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物，反應(yīng)產(chǎn)率為64.2%。
[0131] 將本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物以氘代氯仿為溶劑 進(jìn)行核磁共振分析，檢測(cè)結(jié)果如圖10所示，圖10為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像 的化合物的鍵合物的核磁共振氫譜圖，由圖10可知，本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成 像的化合物的鍵合物具有式IV所示的結(jié)構(gòu);其中，η為113。
[0132] 將本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物進(jìn)行紅外光譜檢 測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖11所示，圖11為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合 物的近紅外吸收光譜圖（在水中和DMF中），可以看出，本發(fā)明實(shí)施例11制備得到的用于光寫 成像的化合物的鍵合物具有良好的水溶性，具有與IR830相似的近紅外吸收峰。
[0133] 按照上述技術(shù)方案所述的方法檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化 合物的鍵合物的光聲信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果如圖14所示，圖14為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用 于光學(xué)成像的化合物的鍵合物和傳統(tǒng)熒光材料（ICG)的光聲信號(hào)強(qiáng)度-濃度圖，由圖14可 知，本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物具有優(yōu)越的光聲造影能力。
[0134] 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于光學(xué)成像的化合物，具有式I、式II或式III所示的結(jié)構(gòu)：式I中的M、式II中的Ml和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子； 上述結(jié)構(gòu)中未給出的端基均為甲基。2. -種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括： 將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、3-巰基丙酸和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到具有 式I所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：式I中的Μ選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子；3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述親核取代反應(yīng)的溫度為10°C~30°C。4. 一種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括： 將具有式a結(jié)構(gòu)的化合物、4-氨基苯硫酚和三乙胺在溶劑中進(jìn)行親核取代反應(yīng)，得到具 有式II所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：式II中的Ml選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子； vCtO5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述親核取代反應(yīng)的溫度為-10°C~10°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述親核取代反應(yīng)的時(shí)間為15小時(shí)~ 25小時(shí)。7. -種用于光學(xué)成像的化合物的制備方法，包括： 在縮合劑的作用下，將具有式I結(jié)構(gòu)的化合物和N-羥基琥珀酰亞胺在有機(jī)溶劑中進(jìn)行 脫水縮合反應(yīng)，得到具有式III所示結(jié)構(gòu)的用于光學(xué)成像的化合物：式I中的Μ和式III中的M2獨(dú)立地選自氯離子或?qū)妆交撬岣x子。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述縮合劑選自二環(huán)己基碳二亞胺、Ν，Ν-二異丙基碳二亞胺或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述脫水縮合反應(yīng)的溫度為10°C~30°C。10. -種用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物，所述用于光學(xué)成像的化合物的鍵合物為權(quán) 利要求1所述的用于光學(xué)成像的化合物和高分子化合物鍵合后的產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】A61K49/00GK105949112SQ201610293219
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】湯朝暉, 牛月偉, 宋萬(wàn)通, 陳學(xué)思
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所