EDTA、DTPA氨基水杨酸金属螯合物作为MRI造影剂的性能研究

【摘要】核磁共振成像(MRI)技术具有高度的软组织分辨能力,作为一种无辐射伤害的检测手段,已成为临床上最重要的医学诊断技术之一,在肿瘤诊断和定位中发挥着重要作用。由于MRI诊断灵敏度仍然偏低,因此需要加入造影剂(Contrastagent,CA)改变质子弛豫时间,增强对比度。目前临床使用的MRI小分子造影剂存在渗透压偏高、弛豫效率低和特异性不好等问题,通过特定的官能团修饰从而研制具有高弛豫效率、低毒性和具有靶向特异性的造影剂,是小分子顺磁性造影剂领域中最主流的发展方向。本文在课题小组已经制备的乙二胺N,N-二(4-氨基水杨酸)二乙酸(L1)和二乙三胺N,N-二(4-氨基水杨酸)三乙酸(L2)及其对应的金属螯合物L1-Gd和L2-Gd基础上,通过荧光光谱测定评价了配体L1、L2与不同金属螯合物Ll-M.L2-M(M=Gd3+、Ca2+.Cu2+)的稳定性,重点进行了细胞毒性、弛豫性能和抑菌活性的研究,探索螯合物结构与其性能之间的关系,为开发此类造影剂提供一定的理论依据。具体研究内容如下：(1)分别测试了4-氨基水杨酸(4-ASA)、乙二胺四乙酸(EDTA).二乙三胺五乙酸(DTPA).乙二胺N,N-二(4-氨基水杨酸)-二乙酸(L1),二乙三胺N,N-二(4-氨基水杨酸)-三乙酸(L2)的荧光光谱,结果表明：L1和L2的荧光发射主要来自于修饰官能团4-ASA,而且L1和L2的荧光发射强度远大于4-ASA；通过荧光滴定法测试了L1、L2与金属离子的相互作用,根据Benesi-Hildebrand方程和Job工作曲线确定L1、L2与Gd3+、Ca2+、Cu2+的螯合比均为1：1,螯合常数的大小顺序为:KL-CcⅡCuⅡ=1.267×105,KL2-CuⅡ=4.484×104)>KL-GdⅢ(KL-GdⅢ=4.339×104,KL2-GdⅢ=2.819×104)>KL-caⅡ(KL1-caⅡ=7.219×103,KL2-caⅡ=7.619×103).另外还研究了其他因素对L1-Gd和L2-Gd的稳定性的影响,内源性离子对L1-Gd和L2-Gd螯合物的稳定性影响不大；选用pH=7.4的Tris-HCl缓冲溶液,配体和螯合物荧光强度最大。(2)通过MTT细胞毒性测试初步评价了螯合物在体外的细胞毒性。通过与商用造影剂DTPA-Gd和游离金属离子Gd3+进行对比研究,对于子宫颈癌细胞(Hela)来说,螯合物的IC50值(mmol·L-1)的大小顺序为：IC50(DTPA-Gd)=0.4665<IC50(L2-Gd)=0.5856<IC5o(L1-Gd)=0.7900,而对于人骨肉瘤细胞(MG-63)来说,螯合物的IC50值(mmol·L-1)表现出类似的大小顺序：IC50(DTPA-Gd)=0.3532<IC50(L2-Gd)=0.4147<IC50(L1-Gd)=0.4790。结果表明合成螯合物L1-Gd、L2-Gd的细胞毒性小于商用DTPA-Gd,其中L2-Gd的毒性大于L1-Gd,与第二章中螯合物的稳定性(KL1-GdⅢ=4.339×104>KL2-GdⅢ=2.819×104)对比分析,表明螯合物的细胞毒性可能与其稳定性具有一定的关系。(3)通过反转恢复法测试了螯合物的体外弛豫性能,根据纵向弛豫时间T1的倒数与螯合物浓度的线性拟合曲线和拟合方程,得到商用造影剂DTPA-Gd的弛豫效率R1为4.371mmo1-L-S-1,而螯合物L2-Gd的弛豫效率R1为7.139mmol-1·L·S-1,弛豫效率比DTPA-Gd提高了163%。进一步通过加权自旋-回波成像方式测试了L2-Gd的体内弛豫成像,测试结果表明L2-Gd在小鼠体内成像清晰,但对器官的选择性较差。(4)通过滤纸片法和微量肉汤稀释法探究了L1、L2、L1-Gd、L2-Gd对沙门氏菌(Salmonella),大肠杆菌(E.Coli),金黄色葡萄球菌(S.Aureus)和李斯特菌(L.Monocytogenes)的抑菌活性。实验结果表明：L1、L2、L1-Gd、L2-Gd均具有一定的抑菌作用,金属螯合物L1-Gd、L2-Gd的抑菌能力强于配体L1、L2,而且滤纸片法表明L1、L2、L1-Gd、L2-Gd对革兰氏阴性菌生长的抑制能力比革兰氏阳性菌强。
【作者】谭家豪；
【导师】郝志峰；
【作者基本信息】广东工业大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】MRI造影剂；钆螯合物；荧光光谱；MTT细胞毒性；弛豫效率；抑菌活性；

【参考文献】
[1]张洪斌.高中生物教学现状的调查与反思[D].辽宁师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[2]蔡万泼.LED紫外光固化封装材料的研究[D].浙江工业大学,2012.
[3]秦洁茹.中学教师教学反思现状的调查与分析[D].山西师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[4]毛鲲.英汉祈使句跨文化对比研究[D].燕山大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[5]王毅全.第三人侵权时经营者的安全保障义务探析[D].西南政法大学,民商法（专业学位）,2012,硕士.
[6]沈克佳,母溆杰,吴卫.分类提取法在产品质量管理中的应用[J].一重技术.2007(03)
[7]施斌.乙烯环氧化反应飞温现象机理研究[D].北京化工大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[8]张英.互联网下的数据获取和Web获取[J].教育信息化,2004,06:65-66.
[9]李剑锋.斜轴式数字泵的研制[J].流体传动与控制.2005(06)
[10]田伟,韩海涛.大数据时代档案馆服务创新研究[J].兰台世界,2014,S4:139-141.
[11]王妍.乳蛋白浓缩物制备中膜污染模型建立及清洗方法的研究[D].东北农业大学,食品科学,2013,硕士.
[12]艾生金.一个重要的思维方法——关于“一分为三”的思考[J].今日中国论坛.2006(08)
[13]常浩.Ho-Lee利率模型下多种风险资产的动态投资组合[J].数理统计与管理.
[14]袁野.三江地区南澜沧江岩浆岩带火山岩研究[D].成都理工大学,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[15]李肖博,栾庆武,王宇,谭凌,郝后堂.基于采样值相关度比较的母线保护方案[J].电力系统自动化,2014,12:107-111.
[16]刘昱.信息安全评估及其指数研究[D].北京交通大学,2014.
[17]李昕,张永,殷德民,王小力,刘卫华.采用紧束缚格林函数法研究原子吸附石墨烯纳米带电子输运[J].西安交通大学学报,2015,02:37-42+61.
[18]贾澎涛,何华灿,刘丽,孙涛.时间序列数据挖掘综述[J].计算机应用研究,2007,11:15-18+29.
[19]王波.中国移动互联网行业研究[D].华中科技大学,国际商务,2013,硕士.
[20]柳焕章,王兴国,李明,周泽昕,杜丁香.基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相[J].电力系统自动化,2013,16:92-95.
[21]查毓水.去隔行算法的优化与实现[D].湖北大学,应用数学,2011,硕士.
[22]王鹏.全内反射结构下石墨烯光学性质的偏振依赖性研究[D].南开大学,2014.
[23]徐斌.电化学预处理玉米秸秆的研究[D].中国地质大学（北京）,环境科学与工程,2014,硕士.
[24]冯华东.绿色高性能胎面橡胶的设计合成及性能研究[D].北京化工大学,高分子化学与物理,2008,博士.
[25]马珺文.舟山群岛新区自由港建设的研究[D].浙江海洋学院,农村与区域发展（专业学位）,2014,硕士.
[26]叶松云,许龙飞.基于J2EE的数据挖掘系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,2003,06:201-205.
[27]许庆泳.SIP协议栈的研究与应用[D].华侨大学,信息与通信工程,2014,硕士.
[28]李晶晶.慢性心力衰竭患者调节性T细胞缺陷的机制研究[D].华中科技大学,内科学,2013,硕士.
[29]王凤利.基于局域波法的转子系统非线性动态特性及应用研究[D].大连理工大学,2003.
[30]张璐.《实用中医汉语·口语（基础篇）》与《中医汉语口语入门》的比较研究[D].吉林大学,汉语国际教育,2012,硕士.
[31]车洋.我国信托公司盈利模式研究[D].西北大学,西方经济学,2014,硕士.
[32]楚琳,张晓丽.浅谈纳米材料修饰电极电化学方法检测环境污染物[J].曲阜师范大学学报(自然科学版),2013,03:68-72.
[33]冯爱芹.高校思想政治教育目标管理研究[D].南京财经大学,思想政治教育,2012,硕士.
[34]陈智勤.T公司基于供应链管理的绩效管理体系设计[D].厦门大学,2005.
[35]杜宁宁.基于Lucene.NET的网络信息搜索系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[36]黄彬文.大庆发展替代产业的设想[J].大庆社会科学.1988(02)
[37]孙起良.基于TMS320F2812的感应加热电源的研究[D].天津理工大学,控制工程,2013,硕士.
[38]熊钟虎.基于ZigBee的智能电源监控系统的设计[D].中国科学技术大学,机械电子工程,2014,硕士.
[39]刘磊.20世纪80年代以来法国华人文学的发展[D].四川外国语大学,法语语言文学,2014,硕士.
[40]王杨.探讨国际珠宝拍卖的拍品组合[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[41]夏洪瑞,葛川庆.误差均值法实现广角反射NMO校正[J].石油地球物理勘探,2005,04:381-385+493-4.
[42]葛福如,纪树春.正交试验及其在检波器生产中的应用[J].石油地球物理勘探,1979,03:53-66.
[43]杨海涛,刘胜全.基于分布式数据库的挖掘模型[J].现代计算机,2005,11:10-14.
[44]牛庆霖.沙冬青ErbB3结合蛋白基因转化杏的研究[D].山东农业大学,森林培育,2014,博士.
[45]张登飞.黄土基坑工程事故分析与研究[D].西安建筑科技大学,岩土工程,2013,硕士.
[46]黄平.失独家庭特别社会保障基金的会计核算与监督[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[47]赵明义.面向网络购物的虚拟展示设计研究[D].江南大学,设计艺术学,2012,硕士.
[48]侯小康.社会主义本质属性的历史嬗变研究[D].兰州商学院,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[49]唐晓林.聚醚砜改性环氧体系多次相分离的研究[D].复旦大学,高分子化学与物理,2010,博士.
[50]李龙.阿尔瓦罗·西扎建筑作品的基地策略研究[D].华中科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.