Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований



Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
G01N33/50 - химический анализ биологических материалов, например крови, мочи; испытания, основанные на способах связывания биоспецифических лигандов; иммунологические испытания (способы измерения или испытания с использованием ферментов или микроорганизмов иные, чем иммунологические, составы или индикаторная бумага для них, способы образования подобных составов, управление режимами микробиологических и ферментативных процессов C12Q)

Владельцы патента RU 2372099:

Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (RU)
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования (RU)
Государственное учреждение Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина Российской академии медицинских наук (РОНЦ) (RU)

Изобретение относится к области лекарственных средств, в частности к иттербиевым комплексам порфиринов (ИКП), которые могут быть использованы в экспериментальной онкологии, а именно при изучении малигнизации тканей у экспериментальных животных. В качестве флуоресцентных меток для диагностики злокачественных новообразований используют Yb-комплексы замещенных 5,10,15,20-тетрапиразолилпорфиринов

2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к химии металлоорганических комплексов, в частности к иттербиевым комплексам порфиринов (ИКП), которые могут быть использованы в экспериментальной онкологии, а именно при изучении малигнизации тканей у экспериментальных животных, что основано на способности соединений порфиринового ряда избирательно накапливаться в злокачественных клетках и затем люминесцировать при освещении светом определенной длины волны.

Известно [Соловьев К.Н., Цвирко М.П., Качура Т.Ф. / Внутримолекулярная миграция энергии в комплексах лантаноидов с порфиринами // Оптика и спектр. 1976. Т.40. №4. С.684-690], что комплексы порфиринов с иттербием обладают люминесценцией в ближней ИК-области спектра (960-1040 нм), соответствующей переходам 2F5/22F7/2. В этой связи подобные ИКП представляют интерес для решения медицинских задач. Спектры люминесценции биологических объектов регистрируют в ближней ИК-области спектра (900-1050 нм). Здесь в области «терапевтического окна» практически отсутствует фоновая люминесценция биообъектов. Для иона иттербия характерна интенсивная узколинейчатая люминесценция и, в отличие от свободных оснований порфиринов, для ИКП практически отсутствует фотодинамический эффект и обусловленная им фототоксичность [Таубер А.Ю., Нижник А.Н., Миронов А.Ф., Гайдук М.И., Григорьянц В.В. / Фоофизическая активность порфириновых сенсибилизаторов в водных растворах // Биофизика. 1989. Т.34. №3. С.364-367].

В патенте США [Mody T.D., Galanter J. / Патент США №7112671, кл. МПК С07D 487/22, НКИ 540/145, опубл. 26.09.06] синтезированы водорастворимые металлокомплексы тексафиринов (расширенные порфирины с 5 атомами азота) с рядом лантаноидных элементов. В патенте США [Sessler J.L, Gregory W.H., Mody T.D. / Патент США №5994535, кл. МПК С07D 487/22, НПК 540/472, опубл. 30.11.1999]. Gd - комплексы тексафиринов использовали для ФДТ и ЯМР-томографии, а также испытывали их in vivo в дозе 10 мг/кг веса мышей и in vitro на культуре клеток. Вещества селективно накапливались в опухоли, и через 7 дней ее облучали.

В выложенной заявке ФРГ [Niedball U., Gries H., Conrad J. At al. / Заявка ФРГ №3809671, кл. МПК С07D 487/22, выложена 28.09.89] металлокомплексы порфиринов с лантаноидами, синтезированные на основе производных тетрафенилпорфирина и содержащие различные органические основания, аминокислоты или амиды аминокислот, предлагаются для ЯМР, рентгеновской, фото- и радиодиагностики и терапии.

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является патент РФ [Румянцева В.Д., Миронов А.Ф., Сапронова Е.В. и др. / Способ изучения малигнизации тканей у экспериментальных животных // Патент РФ №1621720, кл. МПК G01N 33/52, от 29.04.88], где в качестве контрастных веществ использованы иттербиевые комплексы 2,4-диметоксигематопорфирина IX, тетрасульфофенилпорфирина и 5,10,15,20-тетракис(4-карбоксифенил) порфирина. Недостатками этих комплексов являются относительно низкое время жизни люминесценции данных ИКП (не более 10 мкс), невысокая интенсивность люминенсценции и, как следствие, высокая доза (50 мг/кг веса) вводимого животным металлокомплекса порфирина.

Техническим результатом изобретения является создание новых соединений, используемых в качестве флуоресцентных меток для диагностики злокачественных новообразований, которые позволяют увеличить времена жизни и интенсивность люминесценции ИКП, снизить дозы вводимого препарата при сохранении высоких значений коэффициента контраста (отношение содержания порфирина в опухоли к содержанию порфирина в соседней здоровой ткани).

Для получения указанного технического результата в ряду заявляемых веществ в отличие от прототипа предлагается заменить производные гематопорфирина IX и тетрафенилпорфирина на замещенные тетрапиразолилпорфирины. Для этого на первом этапе осуществляли синтез замещенных тетрапиразолилпорфиринов по методам Адлера [Сырбу С.А., Агеева Т.А., Семейкин А.С., Койфман О.И. / Синтез мезофенилзамещенных порфиринов как исходных соединений для получения порфиринсодержащих полимеров // Изв. АН. Серия химич. 2007. №4. С.680-703] и Линсея [Lindsey J.S., MacCrum K.A., Tyhonas J.S., Chuang Y.-Y. / Investigation of a synthesis of mesо-porphyrin employing high concentration conditions and electron transport chain for aerobic oxidation // J. Org. Chem. 1994. V.59. P.579-587] исходя из пиразолкарбальдегидов и пиррола. На втором этапе синтеза проводили введение иона иттербия в различные тетрапиразолилпорфирины аналогично соединениям, описанным в прототипе.

Реализация данного изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Цинковый комплекс 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)пиразол-4-ил)порфирина.

1.5 г (5 ммоль) 1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)-4-пиразолкарбальдегида растворяли при перемешивании в 50 мл пропионовой кислоты. Нагревали реакционную смесь почти до кипения, добавляли 1 г ацетата цинка, затем 0.483 мл (5 ммоль) пиррола. Перемешивали при кипячении 3 ч. Затем реакционную смесь выливали в воду, нейтрализовали содой. Экстрагировали хлороформом, промывали водой, сушили над Na2SO4. После удаления растворителя цинковый комплекс очищали методом флэш-хроматографии на сухой колонке, элюировали хлороформом.

5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)пиразол-4-ил)порфирин.

Цинковый комплекс 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)пиразол-4-ил)порфирина растворяли в ТГФ (тетрагидрофуран) при перемешивании, добавляли 5 мл концентрированной HCI, перемешивали 1.5 ч. Затем нейтрализовали водным аммиаком, промывали водой, сушили над Na2SO4, упаривали. Заливали 15 мл метанола, нерастворившийся осадок отфильтровывали, перекристаллизовывали из системы ТГФ/гептан. Выход 220 мг (12%). Электронный спектр, λмакс, нм (10-3): 427.0 (290.9), 523.9 (17.86), 559.0 (11.0), 597.0 (5.98), 658.6 (7.65). Спектр 1H-ЯМР, (δ, м.д.), (CDCl3): 9.15 (8H, с, β-Н), 8.75 (4Н, с, pyrazole-H), 6.55-8.14 (32H, м, Ar-H), -1.8 (2H, с, NH). Найдено: масс-спектр, m/z: 1392.706. Вычислено: для C80H46N12F4Cl4 м.м. 1393.

Иттербиевый комплекс 5,10,15,20-тетра(1N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил) пиразол-4-ил)порфирина.

28 мг (0.02 ммоль) свободного основания порфирина и 30 (0.08 ммоль) мг ацетилацетоната иттербия суспендируют в 15 мл 1,2,4-трихлорбензола и кипятят в токе аргона 5 ч. После охлаждения реакционную массу пропускают через столбик оксида алюминия, тщательно промывают петролейным эфиром для удаления 1,2,4-трихлорбензола, а затем окрашенную зону элюируют при нагревании смесью хлороформ-изопропанол (3:1). Растворители удаляют при пониженном давлении и остаток хроматографируют на пластинках с силикагелем 5/40 мкм, отбирая менее подвижную малиновую зону иттербиевого комплекса. Выход 14.6 мг (42%). Электронный спектр поглощения, λмакс., нм: 425, 557, 596. ИК-спектр, v, см-1: 1551 и 1594 (acac).

Пример 2.

5,10,15,20-тетра(1-N-(п-метилфенил)-3(п-фторфенил)пиразол-4-ил)порфирин.

В 420 мл хлороформа растворяли 1.171 г (4.2 ммоль) 1-N-п-метилфенил-3(п-фторфенил)-4-пиразолкарбальдегида, 0.30 мл (4.2 ммоль) пиррола, 3.15 мл CH3OH при перемешивании. Реакционную смесь барботировали аргоном в течение всего времени реакции, добавляли 0.176 мл (1.40 ммоль) эфирата трехфтористого бора. Перемешивали 1 ч при комнатной температуре, затем 1 ч при кипячении. Добавляли 0.775 г (3.15 ммоль) п-хлоранила, перемешивали 1 ч при нагревании. После удаления растворителя порфирин очищали методом флэш-хроматографии на сухой колонке на оксиде алюминия, элюировали хлороформом. Выход 140 мг (10.2%). Электронный спектр, λмакс, нм (отношение интенсивностей): 428.8 (0.53), 522.0 (0.048), 559.6 (0.03), 596.6 (0.02), 655.0 (0.01). Спектр 1H-ЯМР, (CDCl3, δ, м.д.): 9.02 (8Н, с, β-Н), 8.73 (4Н, с, pyrazole-H), 6.43-8.01 (32Н, м, Ar-Н), 2.03 (12Н, с, Me-Н), -1.8 (2Н, с, NH). Найдено: масс-спектр, m/z: 1311.879. Вычислено: для C84H58N12F4 м.м. 1312.

Иттербиевый комплекс 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-метилфенил)-3(п-фторфенил)пиразол-4-ил)порфирина.

30 мг (0.023 ммоль) порфирина, 35 (0.09 ммоль) мг ацетилацетоната иттербия суспендируют в 20 мл 1,2,4-трихлорбензола и кипятят в токе азота 7 часов. Реакционную массу пропускают через столбик оксида алюминия, оставшийся трихлорбензол вымывают петролейным эфиром. Растворители упаривают на роторном испарителе и остаток хроматографируют на пластинках с силикагелем в хлороформе. Иттербиевый комплекс порфирина отделяют, элюируют с силикагеля и перекристаллизовывают из смеси хлороформ-метанол (1:7). Электронный спектр λмакс, нм: 426, 520, 558, 597. ИК-спектр, v, см-1: 1550 и 1596 (асас).

Пример 3.

5,10,15,20-тетра(1-N-фенил-3(м-метоксифенил)пиразол-4-ил)порфирин.

В 750 мл хлороформа растворяли 2.08 г (7.5 ммоль) 1-N-фенил-3(м-метоксифенил)-4-пиразолкарбальдегида, 0.52 мл (7.5 ммоль) пиррола, 5.62 мл CH3OH при перемешивании. Реакционную смесь барботировали аргоном в течение всего времени реакции, добавляли 0.315 мл (2.5 ммоль) эфирата трехфтористого бора. Перемешивали 1 ч при комнатной температуре, затем 1 ч при кипячении. Добавляли 1.38 г (5.6 ммоль) п-хлоранила, перемешивали 1 ч при нагревании. После удаления растворителя порфирин очищали методом флэш-хроматографии на сухой колонке на оксиде алюминия, элюировали хлороформом. Перекристаллизовывали из системы ТГФ/гептан (1:2). Выход 410 мг (17%). Электронный спектр, λмакс, нм (10-3): 428.0 (208.4), 522.1 (13.58), 558.4 (6.74), 595.7 (4.45), 652.4 (2.24). Спектр 1H-ЯМР, (δ, м.д.), (CDCl3): 9.0 (8H, с, β-Н), 8.63 (4Н, с, pyrazole-H), 6.45-8.1 (36Н, м, Ar-Н), 3.0-3.3 (12Н, м, -OCH3), -1.8 (2Н, с, NH).

Иттербиевый комплекс 5,10,15,20-тетра(1-N-фенил-3(м-метоксифенил)пиразол-4-ил)порфирина.

25 мг (0.019 ммоль) порфирина, 35 (0.09 ммоль) мг ацетилацетоната иттербия суспендируют в 5 мл 1,2,4-трихлорбензола и кипятят в токе азота 7 часов. Реакционную массу пропускают через столбик оксида алюминия, оставшийся трихлорбензол вымывают петролейным эфиром. Растворители упаривают на роторном испарителе и остаток хроматографируют на пластинках с силикагелем в хлороформе. Иттербиевый комплекс порфирина отделяют, элюируют с силикагеля и перекристаллизовывают из смеси хлороформ-метанол (1:7). Электронный спектр λ макс, нм: 431, 557, 594.6. ИК-спектр, v, см-1: 1551 и 1598 (асас).

Изучали спектры люминесценции Yb-комплексов тетрапиразолилпорфиринов в диметилсульфоксиде и определяют по кинетике затухания время жизни новых ИКП и сравнивали их с веществами, описанными в прототипе.

Спектр интенсивности люминесценции и кинетика ее затухания для Yb-комплекса 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил) пиразол-4-ил)порфирина приведены на Фиг.1. и Фиг.2. Для сравнения там же представлены спектры люминесценции и кинетики затухания для ИКП, выбранных в качестве прототипа.

Как видно из Фиг.1, время жизни для Yb-комплекса 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)пиразол-4-ил)порфирина составляет около 20 мкс, что значительно превосходит времена жизни ИКП, выбранных в качестве прототипов (11 мкс для Yb-2,4-диметоксигематопорфирина IX и 8 мкс для Yb-комплекса 5,10,15,20-тетракис(4-карбоксифенил)порфирина).

Эффективность данных соединений как флуоресцентных меток подтверждается испытаниями на животных. В связи с тем, что производные тетрапиразолилпорфиринов являются гидрофобными соединениями, то для их солюбилизации использовали фосфатидилхолиновые липосомы. Для этого 2 мг металлокомплекса и 20 мг яичного лецитина в 3 мл хлороформа и 2 мл этанола упаривают досуха на роторном испарителе. Добавляли 1 мл 0.9% раствора хлорида натрия и озвучивали на ультразвуковой бане в течение 20 минут.

Экспериментальным животным (мышкам) с химически индуцированной опухолью вводили иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов в хвостовую вену в дозе 5 мг/кг веса. Через 24 часа облучали лазером малигнизированные и нормальные ткани, проводили измерение сигнала люминесценции в области 975 нм, а затем рассчитывали коэффициент контрастности по отношению индекса люминесценции малигнизированных и нормальных тканей. Максимальный коэффициент контраста Ys составлял 49 через 24 час после введения препарата.

Преимущество предлагаемых тетрапиразолилпорфиринов по сравнению с соединениями, заявленными в прототипе, заключается в снижении дозы вводимых животным веществ, увеличении времени жизни люминесценции при сохранении высоких значений коэффициента контраста (табл.).

Соединение Время жизни люминесценции (×10-6), с Вводимая доза, мг/кг Коэффициент контрастности
Yb-комплекс 5,10,15,20-тетра(1-N-(п-фторфенил)-3(о-хлорфенил)пиразол-4-ил)порфирина. 20 5 49
Yb-2,4-диметоксигематопорфирина IX 11 50 48

Литература

1.Соловьев К.Н., Цвирко М.П., Качура Т.Ф. / Внутримолекулярная миграция энергии в комплексах лантаноидов с порфиринами // Оптика и спектр. 1976. Т.40. №4. С.684-690.

2. Таубер А.Ю., Нижник А.Н., Миронов А.Ф., Гайдук М.И., Григорьянц В.В. / Фоофизическая активность порфириновых сенсибилизаторов в водных растворах // Биофизика. 1989. Т.34. №3. С.364-367.

3. Mody T.D., Galanter J. / Патент США №7112671, кл. МПК С07D 487/22, НКИ 540/145, опубл. 26.09.06.

4. Sessler J.L, Gregory W.H., Mody T.D. / Патент США №5994535, кл. МПК С07D 487/22, НПК 540/472, опубл. 30.11.1999.

5. Niedball U., Gries H., Conrad J. At al. / Заявка ФРГ №3809671, кл. МПК С07D 487/22, выложена 28.09.89.

6. Румянцева В.Д., Миронов А.Ф., Сапронова Е.В. и др. / Способ изучения малигнизации тканей у экспериментальных животных // Патент РФ №1621720, кл. МПК G01N 33/52 от 29.04.88.

7. Сырбу С.А., Агеева Т.А., Семейкин А.С., Койфман О.И. / Синтез мезо-фенилзамещенных порфиринов как исходных соединений для получения порфиринсодержащих полимеров // Изв. АН. Серия химич. 2007. №4. С.680-703.

8. Lindsey J.S., MacCrum K.A., Tyhonas J.S., Chuang Y.-Y. / Investigation of a synthesis of meso-porphyrin employing high concentration conditions and electron transport chain for aerobic oxidation // J. Org. Chem. 1994. V.59. P.579-587.

Yb-комплексы замещенных 5,10,15,20-тетрапиразолилпорфиринов

в качестве флуоресцентных меток для диагностики злокачественных новообразований.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к биохимии и физиологии, и может быть использовано для оценки дизадаптивных процессов у человека при различных патологических состояниях.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. .
Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской диагностике. .

Изобретение относится к медицине, кардиологии, а именно к диагностике атеросклероза. .

Изобретение относится к медицинской диагностике. .

Изобретение относится к области биохимии, цитохимии, физиологии и клинической медицины и предназначено для количественной характеристики энергетического процесса в митохондриях - окисления янтарной кислоты (ЯНТ) и ее сигнального действия.
Изобретение относится к медицине, в частности к области инфекционных болезней. .
Изобретение относится к медицинской диагностике патологических состояний и/или употребления психоактивных веществ. .

Изобретение относится к чернилам для струйной печати, содержащим по меньшей мере один краситель, причем краситель является соединением, представленным следующей общей формулой (I), или его солью; содержание (мас.%) красителя составляет 3,0 мас.% или больше от общего веса чернил для струйной печати; в распределении по дальности рассеяния, измеренном способом малоуглового рентгеновского рассеяния, агрегатов молекул в чернилах для струйной печати, в которых концентрация красителя установлена на уровне 3,0 мас.%, значение расстояния рассеяния d75, соответствующее тому, что 75% распределения составляет 3,0 мас.%, составляет 6,50 нм или больше и 7,10 нм или меньше:общая формула (I) где М означает щелочной металл или аммоний; l означает от 0 до 1, m означает от 1 до 2 и n означает от 2 до 3 при условии, что l+m+n=3, и положение замещения заместителя является положение 4 и 4'.

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения высокоэффективного взрывчатого вещества 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0 3,11,05,9]додекана.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к новым соединениям - комплексам 1-метилтетрабензооктадегидрокоррина с цинком, медью и гидроксилантаном, которые могут быть использованы в качестве жирорастворимых красителей зеленого цвета для крашения полимерных материалов, материалов для тонкопленочной микроэлектроники, катализаторов, а также в других областях науки и техники.

Изобретение относится к новому соединению - мезо-трифенилтетра-[4-(п-трифенилметилфеноксибензо)]моноазапорфиринату цинка, который может быть использован в качестве жирорастворимого красителя зеленого цвета для крашения полимеров, материала для тонкопленочной микроэлектроники, катализатора, а также в других областях науки и техники.

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения высокоэффективного, мощного взрывчатого вещества 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0 3,11,05,9]додекана (ГАВ).

Изобретение относится к новому химическому соединению - тетра-6-[4-(гексилокси)бензоилокси] антрахинонопорфиразину меди, которое может быть использовано в качестве красителя для полимерных материалов.

Изобретение относится к новому химическому соединению, тетра-4-(4-морфолин-4-ил)-тетра-5-(фенокси)фталоцианину меди, являющемуся красителем, растворимым в органических растворителях, который можно использовать для крашения углеводородов, восков, жиров, спиртов, полимерных материалов, пластических масс, резины, синтетических волокон.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к производным бактериохлорофилла, и может быть использовано в медицинских и диагностических целях. .

Изобретение относится к улучшенному способу получения фталоцианинов металлов путем взаимодействия фталевого ангидрида или его смесей с хлорпроизводными фталевой кислоты с карбамидом и солями металлов при температуре 190-220°С в присутствии катализатора в среде органического растворителя, представляющего собой техническую смесь диизопропилбензолов.

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и может быть использовано для визуализации опухоли с использованием гиперполяризованного 13С-пирувата в качестве магнитно-резонансного визуализирующего агента, позволяющего различать опухолевую ткань и здоровую ткань.
Наверх