肝癌靶向性纳米电子顺磁共振成像自旋探针及作用机理研究

拟研制肝癌靶向性异氮杂茚自由基型纳米电子顺磁共振（EPR）成像自旋探针，研究探针的EPR性能与肝癌靶向机理。具体研究内容为：制备肝癌特异性标记物Glypican3单克隆抗体，利用生物素-亲和素结合放大效应，将肝癌靶向性Glypican3单克隆抗体基团和5-氨基-异氮杂茚氧化氮自由基与水溶性多羟基富勒烯C60耦联，形成肝癌靶向纳米电子顺磁共振成像自旋探针。并对探针进行结构表征，探讨其肝癌靶向性能与靶向机理，测试电子顺磁共振性能和成像性能、药物毒性和动物体内药物分布等；进一步研究探针与肝癌细胞的作用，揭示肝癌发生与发展规律，总结出靶向药物和纳米材料设计与合成具有指导性的规律，提高电子顺磁共振成像技术对早期肝癌发现和肝脏良、恶性结节的鉴别诊断水平。

电子顺磁共振成像（EPRI）是一种对生物体内活性顺磁物质进行检测及多维成像分析的方法，有望广泛应用于人体全身多种疾病如肿瘤等的临床检测与诊断。目前所使用的EPRI诊断剂如稳定氮氧自由基如2,2,6,6-四甲基哌啶-氮氧化物、5-羧酸-异氮杂茚氧化氮自由基（CTMIO）等，存在水溶性较差、使用剂量高、毒副作用大、在体内代谢速度快、利用率低、对肿瘤细胞缺乏选择性或靶向性、对肿瘤的成像效果较差等问题。.针对我国肝癌发病率高的特点，本项目已成功研制一系列新型稳定、低毒的肝癌靶向EPRI诊断剂，并探讨诊断剂的体外细胞毒性、氧化还原性、肿瘤靶向性、EPR等性能。主要研究内容为：（1）将肝癌靶向性Glypican3单克隆抗体（mAb-GPC3）与稳定5-甲醛基-异氮杂茚氧化氮自由基（FTMIO）偶联在水溶性富勒烯C60、C70纳米材料的表面，合成两类肝癌靶向富勒烯纳米诊断剂；（2）将FTMIO与富勒醇进行化学反应，再将5-(4-氨基苯基)-10,15,20-三磺酸钠苯基卟啉键连在富勒醇分子表面，从而研制了水溶性肿瘤靶向纳米EPRI诊断剂；（3）将肝癌靶向基团GPC3抗体、萘胺荧光小分子与稳定FTMIO分别偶联在水溶性富勒烯C60纳米材料的表面，合成肝癌靶向富勒烯纳米EPRI-荧光成像诊断剂；（4）将5,15,10-三(4''-氧乙酸基苯基)-20-(1',1',3',3'-四甲基-异氮杂茚-2'-氧化氮自由基)卟啉键接在肝癌靶向基团GPC3抗体分子中，从而合成双重肿瘤靶向EPRI诊断剂；（5）以FTMIO、5-苯基双吡咯和5-苯氧乙酸乙酯双吡咯为原料，通过改进的Alder法反应进行成环反应，合成一系列含异氮杂茚自由基卟啉化合物的肿瘤靶向EPRI诊断。并对这些诊断剂进行结构表征，探讨诊断剂的体外细胞毒性、氧化还原性、肿瘤靶向性、EPR等性能。.与小分子CTMIO相比，这些肝癌靶向诊断剂具有良好的体外细胞毒性、氧化还原性、荧光特性、肿瘤靶向性与电子顺磁共振等性能，可用作体内肝癌的靶向电子顺磁共振成像诊断剂，有望获得较高的成像分辨率与灵敏度。肿瘤靶向诊断剂将是EPRI研究与应用的重要发展方向。国内外对肝癌靶向EPRI诊断剂的研究较少，研制具有我国自主知识产权的肝癌靶向EPRI诊断剂，提高我国肝癌临床早期诊断水平，提高肝癌的治愈率，具有十分重要的意义与深远的影响。