诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂、合成方法及应用与流程

1.本发明涉及近红外手术导航荧光分子及细胞标记成像等技术领域，具体而言，涉及诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂、合成方法及应用。


背景技术：

2.近红外(nir)光具有穿透深、吸收小、组织散射较少等明显优势。其在图像引导干预的应用中具有巨大潜力，并可提供优越的信号背景比(sbr)。目前，唯一获得美国fda批准的nir 荧光团吲哚菁绿(icg)已被用于各种临床手术造影。然而，由于分子电势较高，表面电荷不平衡，且与血清蛋白结合严重，icg易被肝脏摄取。另外，icg还存在以下问题：第一，在水溶液具有较低的荧光量子产率中《1％，这将极大的降低了设备的检测限。根据我国药监法规， 人体icg最大注射剂量应小于2mg/kg，在此剂量下，文献报道icg在人体肿瘤的浓度在10-1000nm，这对检测设备提出极高的要求。
3.第二，短时间内，icg 在肿瘤及正常组织的代谢速率差别不大，只有大于 12 小时后才能产生足够的荧光对比度(肿瘤：正常组织)，增加了医院及病人的负担。
4.第三，icg 聚集后容易发生光漂白，较大的降低了其在成像过程中的稳定性。
5.第四，icg 在肿瘤中富集是通过 epr 效应，缺乏肿瘤细胞的主动靶向性，大幅度降低了荧光示踪剂成像的准确性。
6.以上问题使得 icg 在转移灶如转移淋巴结，微小转移灶等的诊断上完全失去了优势，因此有必要进一步寻找具有主动靶向性的、适合临床手术成像的近红外荧光团。
7.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂、合成方法及应用，该示踪剂在鉴定转移淋巴结时具有良好的主动靶向作用，使其具有高效特异性，能够灵敏的识别被转移的肿瘤淋巴结。
9.本发明是这样实现的：第一方面，本发明提供一种诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂，其结构如式i所示：
式i。
10.第二方面，本发明提供一种前述实施方式所示诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，以s0456为母体，利用对羟基苯丙酸将s0456和lapatinib连接在一起并缩合得到s0456-cooh-lapatinib(lp-s) 荧光分子，即式i所述化合物。
11.在可选的实施方式中，包括：步骤a，将 s0456与对羟基苯丙酸钠在溶剂和氮气保护条件下进行第一次反应合成式ii化合物；式ii步骤b，将式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第二次反应合成式iii化合物；
式iii步骤c，将式iii化合物、lapatinib和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第三次反应合成式i所述化合物。
12.在可选的实施方式中，所述步骤a中：所述溶剂为dmso，s0456与对羟基苯丙酸钠的摩尔比为1:2-1:4，溶剂中s0456的初始浓度为0.09-0.11mol/l，所述第一次反应的温度为63-67℃、时间为5-7h。
13.在可选的实施方式中，所述第一次反应结束后，将所得反应液加入到乙酸乙酯和乙醇的混合液中，沉淀出含有式ii化合物的固体，所述乙酸乙酯和乙醇体积比为1:0.9-1.1。
14.在可选的实施方式中，所述步骤b中：所述式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐摩尔比为1:1.2-1:2，所述式ii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.1-1:1.3，所述溶剂为dmso，溶剂中式ii化合物的初始浓度为0.048-0.050mol/l，第二次反应温度为35-40℃，时间为1.5-2.5h。
15.在可选的实施方式中，所述第二次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式iii化合物的固体。
16.在可选的实施方式中，所述步骤c中，所述式iii化合物和lapatinib摩尔比为1:0.9-1:1.1，所述式iii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.9-1:2.1，所述溶剂为dmso，所述溶剂中式iii化合物的初始浓度为0.048-0.052mol/l，第三次反应温度为35-40℃，时间为20-30h。
17.在可选的实施方式中，所述第三次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式i化合物的固体。
18.第三方面，本发明提供一种前述实施方式所示诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂在制备肿瘤手术导航成像及医学细胞标记的试剂中的用途。
19.本发明具有以下有益效果：本技术中的诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂具有水溶性和对肿瘤细胞的特异性，在鉴定转移淋巴结时具有良好的主动靶向作用，可以有效的区分转移淋巴结和正常淋巴结，具有水溶性好和荧光量子产率高等优点，在转移淋巴结手术导航成像及医学细胞标记等领域具有巨大的发展潜力。
egfr/her2 双靶点，用于 egfr/her2 受体阳性的乳腺癌、结直肠癌治疗。lapatinib对 egfr/her2 双靶点具有特异性靶向作用，使其能够特异性识别转移灶如转移淋巴结中存在的肿瘤细胞，本技术利用有机全合成的方法合成了 lapatinib 修饰的 s0456 近红外小分子即 s0456-cooh-lapatinib，利用 lapatinib 对egfr/her2 双受体的特异性，将荧光分子更准确地带入到肿瘤细胞中，不仅对皮下瘤具有较好的靶向性（荧光强度：肿瘤/肌肉=9），同时对转移淋巴结中存在的肿瘤细胞具有高效特异性，通过局部注射能够灵敏的识别转移的肿瘤淋巴结。而现有的icg仅仅通过被动扩散在淋巴结中聚集，对转移淋巴结不具备特异性识别功能。
25.本技术中的诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂具有水溶性和对肿瘤细胞的特异性，在鉴定转移淋巴结时具有良好的主动靶向作用，可以有效的区分转移淋巴结和正常淋巴结，具有水溶性好和荧光量子产率高等优点，在转移淋巴结手术导航成像及医学细胞标记等领域具有巨大的发展潜力。
26.本技术还有一些实施方式提供一种前述实施方式所示诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，以s0456为母体，利用对羟基苯丙酸将s0456和lapatinib连接在一起并缩合得到式i所述化合物。
27.在一些实施方式中，包括：步骤a，将 s0456与对羟基苯丙酸钠在溶剂和氮气保护条件下进行第一次反应合成式ii化合物；式ii步骤b，将式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第二次反应合成式iii化合物；
式iii步骤c，将式iii化合物、lapatinib和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第三次反应合成式i所述化合物。
28.在一些实施方式中，所述步骤a中：所述溶剂为dmso，s0456与对羟基苯丙酸钠的摩尔比为1:2-1:4，溶剂中s0456的初始浓度为0.09-0.11mol/l，所述第一次反应的温度为63-67℃、时间为5-7h。
29.在一些实施方式中，所述第一次反应结束后，将所得反应液加入到乙酸乙酯和乙醇的混合液中，沉淀出含有式ii化合物的固体，所述乙酸乙酯和乙醇体积比为1:0.9-1.1。
30.在一些实施方式中，所述步骤b中：所述式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐摩尔比为1:1.2-1:2，所述式ii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.1-1:1.3，所述溶剂为dmso，溶剂中式ii化合物的初始浓度为0.048-0.050mol/l，第二次反应温度为35-40℃，时间为1.5-2.5h。
31.在一些实施方式中，所述第二次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式iii化合物的固体。
32.在一些实施方式中，所述步骤c中，所述式iii化合物和lapatinib摩尔比为1:0.9-1:1.1，所述式iii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.9-1:2.1，所述溶剂为dmso，所述溶剂中式iii化合物的初始浓度为0.048-0.052mol/l，第三次反应温度为35-40℃，时间为20-30h。
33.在一些实施方式中，所述第三次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式i化合物的固体，含有式i化合物的固体中可能含有少量杂质，可以通过制备型液相色谱对含有式i化合物的固体进行纯化，得到较纯净的式i化合物。本技术中，含有式i化合物的固体和含有式ii化合物的固体中可能均含有少量副产物，但含量较少，沉淀分离后可直接用于步骤b和步骤c。
34.本技术还有一些实施例方式提供一种前述实施方式所示诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂在制备肿瘤手术导航成像及医学细胞标记的试剂中的用途。
35.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
36.实施例1本实施例提供一种诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，合成路线如图
1所示，包括如下步骤：步骤 a: 将 s0456 (888mg, 1mmol)溶于 10ml dmso 中，搅拌至完全溶解，将对羟基苯丙酸钠(424mg, 2mmol)加入烧瓶中，氮气保护，65℃反应 6h，将反应后的溶液滴加在 200ml(乙酸乙酯：乙醇=1：1)，产生深绿色沉淀，抽滤真空干燥，得 1.05g 固体，其中主要成分为式ii化合物，还夹杂有少量未完全反应的对羟基苯丙酸钠。
37.步骤 b: 将步骤 a 得到的固体(1g, 0.98 mmol，其中摩尔量以固体全部是式ii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于 20ml dmso，依次加入二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐(483mg,1.176mmol)和diea(151mg, 1.176mmol) 于37℃搅拌 2 小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥，得 1.499g固体。
38.步骤c:将步骤 b 得到的固体(1.15g, 1.03 mmol，其中摩尔量以固体全部是式iii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于20ml dmso，依次加入lapatinib (0.58g,1 mmol)和diea(258mg, 2mmol)，于37℃搅拌 24 小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥，得 1.6g固体, 产物经过制备型液相色谱纯化（纯化具体参数请参照图4）得到式i化合物，其中式i化合物的荧光性能、质谱及高效液相分析结果见图2-4。
39.实施例2本实施例提供一种诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，合成路线如图1所示，包括如下步骤：步骤 a: 将 s0456 (888mg, 1mmol)溶于 10ml dmso 中，搅拌至完全溶解，将对羟基苯丙酸钠(1696mg, 4mmol)加入烧瓶中，氮气保护，63℃反应 5h，将反应后的溶液滴加在 200ml(乙酸乙酯：乙醇=1：0.9)，产生深绿色沉淀，抽滤真空干燥。
40.步骤 b: 将步骤 a 得到的固体(1g, 0.98 mmol，其中摩尔量以固体全部是式ii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于 20ml dmso，依次加入二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐(805mg,1.96mmol)和diea(163.6mg, 1.274mmol) 于35℃搅拌1.5小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥。
41.步骤c:将步骤 b 得到的固体(1.15g, 1.03 mmol，其中摩尔量以固体全部是式iii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于20ml dmso，依次加入lapatinib (0.52g,0.9 mmol)和diea(245mg, 1.9mmol)，于35℃搅拌 20 小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥，产物经过制备型液相色谱纯化得到式i化合物。
42.实施例3本实施例提供一种诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，合成路线如图1所示，包括如下步骤：步骤 a: 将 s0456 (888mg, 1mmol)溶于 10ml dmso 中，搅拌至完全溶解，将对羟基苯丙酸钠(424mg, 2mmol)加入烧瓶中，氮气保护，67℃反应 7h，将反应后的溶液滴加在 200ml(乙酸乙酯：乙醇=1：1.1)，产生深绿色沉淀，抽滤真空干燥。
43.步骤 b: 将步骤 a 得到的固体(1g, 0.98 mmol，其中摩尔量以固体全部是式ii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于 20ml dmso，依次加入二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐(483mg,1.176mmol)和diea(138mg, 1.078mmol) 于40℃搅拌2.5小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥。
44.步骤c:将步骤 b 得到的固体(1.15g, 1.03 mmol，其中摩尔量以固体全部是式
iii化合物估算得到)放入圆底烧瓶中，溶于20ml dmso，依次加入lapatinib (0.64g,1.1 mmol)和diea(270mg, 2.1mmol)，于40℃搅拌 30小时，沉淀于丙酮溶液中，沉淀过滤，真空干燥，产物经过制备型液相色谱纯化得到式i化合物。
45.试验例1本实施例提供一种式i化合物在区分转移淋巴结和正常淋巴结方面的应用：（1）腹股沟部转移淋巴结查找模型：使用her2高表达细胞系人源口腔鳞癌cal27接种在小鼠足垫上构建腹股沟部转移淋巴结模型，将模型分为两组，分别对足垫局部注射4mg/kg吲哚菁绿和每只10nmol式i化合物并使用术中荧光导航设备诊断转移淋巴结的数量和效果。对术中淋巴结进行摘除，并通过病理切片判断式i化合物能特异性靶向转移淋巴结，而icg无法区分。icg和式i化合物对腹股沟部转移淋巴结查找模型成像的对比图及腹股沟部转移淋巴结查找模型成像淋巴结切片白光和荧光图见图7和图8。
46.（2）颈部转移淋巴结查找模型：使用her2高表达细胞系人源口腔鳞癌细胞系cal27接种在小鼠舌头上构建颈部转移淋巴结查找模型，将模型分为两组，分别对舌头局部注射4mg/kg吲哚菁绿和每只10nmol式i化合物并使用术中荧光导航设备诊断转移淋巴结的数量和效果。对术中淋巴结进行摘除，并通过病理切片判断式i化合物能特异性靶向转移淋巴结，而icg无法区分。icg和式i化合物对颈部转移淋巴结查找模型成像的对比图及颈部转移淋巴结查找模型成像淋巴结切片白光和荧光图见图9和图10。
47.试验例2我们注意到花菁染料比大多数其他染料更具荧光性，尤其是在中间碳处用苯氧基醚桥进行修饰时。我们分别检测不同浓度式i化合物的荧光强度，结果发现对羟基苯丙酸与 s0456结合不仅对结合egfr/her2不会产生影响，而且还有助于 nir 染料的离域电子系统，从而增加其荧光。具体成像结果可以参见图5的结果，连接了s0456-cooh之后荧光强度得到明显的提升。
48.试验例3式i化合物分子为全水溶性小分子示踪剂，使用s0456作为示踪剂极大改善了其水溶性，避免肝脏捕获被代谢，无法进行特异性成像。图6我们对式i化合物中的s0456进行修饰，减去两个磺酸根之后，无法对肿瘤进行有效的成像，全部被肝脏捕获代谢。
49.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂，其特征在于，其结构如式i所示：式i。2.一种权利要求1所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，以s0456为母体，利用对羟基苯丙酸将s0456和lapatinib连接在一起并缩合得到所述式i化合物。3.根据权利要求2所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，包括：步骤a，将 s0456与对羟基苯丙酸钠在溶剂和氮气保护条件下进行第一次反应合成式ii化合物；式ii步骤b，将式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第二次反应合成式iii化合物；
式iii步骤c，将式iii化合物、lapatinib和n,n-二异丙基乙胺在溶剂体系内进行第三次反应合成式i所述化合物。4.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述步骤a中：所述溶剂为dmso，s0456与对羟基苯丙酸钠的摩尔比为1:2-1:4，溶剂中s0456的初始浓度为0.09-0.11mol/l，所述第一次反应的温度为63-67℃、时间为5-7h。5.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述第一次反应结束后，将所得反应液加入到乙酸乙酯和乙醇的混合液中，沉淀出含有式ii化合物的固体，所述乙酸乙酯和乙醇体积比为1:0.9-1.1。6.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述步骤b中：所述式ii化合物、二吡咯烷基(n-琥珀酰亚氨氧基)碳鎓六氟磷酸盐摩尔比为1:1.2-1:2，所述式ii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.1-1:1.3，所述溶剂为dmso，溶剂中式ii化合物的初始浓度为0.048-0.050mol/l，第二次反应温度为35-40℃，时间为1.5-2.5h。7.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述第二次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式iii化合物的固体。8.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述步骤c中，所述式iii化合物和lapatinib摩尔比为1:0.9-1:1.1，所述式iii化合物和n,n-二异丙基乙胺摩尔比为1:1.9-1:2.1，所述溶剂为dmso，所述溶剂中式iii化合物的初始浓度为0.048-0.052mol/l，第三次反应温度为35-40℃，时间为20-30h。9.根据权利要求3所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂的合成方法，其特征在于，所述第三次反应结束后，将所得反应液加入到丙酮中，沉淀出含有式i化合物的固体。10.一种权利要求1所述诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂在制备肿瘤手术导航成像及医学细胞标记的试剂中的用途。

技术总结
本发明公开了诊断转移淋巴结近红外荧光示踪剂、合成方法及应用，具体地以S0456为母体，利用对羟基苯丙酸将S0456和Lapatinib连接在一起并缩合得到荧光分子。本申请得到的示踪剂具有水溶性和对肿瘤细胞的特异性，在鉴定转移淋巴结时具有良好的主动靶向作用，可以有效的区分转移淋巴结和正常淋巴结，具有水溶性好和荧光量子产率高等优点，在转移淋巴结手术导航成像及医学细胞标记等领域具有巨大的发展潜力。潜力。潜力。


技术研发人员：蔡惠明 王毅庆 李云龙
受保护的技术使用者：南京诺源医疗器械有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/24