Главная - НИИ нейронаук - Реализованные проекты - Направленный синтез водорастворимых полиядерных металломакроциклических соединений Ln(III)-Cu(II) для создания контрастных агентов сверхвысокопольной МРТ

Направленный синтез водорастворимых полиядерных металломакроциклических соединений Ln(III)-Cu(II) для создания контрастных агентов сверхвысокопольной МРТ

Цель работы

Проект направлен на решение проблемы создания новых эффективных контрастных материалов для магнитно-резонансной диагностики живых систем

Описание проекта

Особенность предлагаемого исследования – разработка синтетических подходов к получению водорастворимых полиядерных металломакроциклических Ln-Cu соединений как потенциальных контрастных агентов сверхвысокопольной МРТ. Сверхвысокопольная (выше 3Т) магнитно-резонансная томография является одним из самых современных неинвазивных методов диагностики, сочетающим наилучшее качество изображения, ускоренное сканирование и более широкий диапазон применения. Следует отметить, что современные классические контрастные агенты не соответствуют требованиям сверхвысокопольной МРТ. Проект предусматривает синтез новых полиядерных комплексов, содержащих плоский металломакроцикл, состоящий из пяти атомов Cu(II) и пяти глицингидроксиматных лигандов, центрального иона лантаноида Ln(III), координационно связанного с пятью кислородами металломакроцикла (рис.1). Такая структура обеспечивает потенциальную возможность для аксиальной координации до четырех молекул воды на атом лантаноида. Основные усилия будут направлены на разработку синтетических подходов комплексов с максимальным числом координационно связанных молекул воды на атом лантаноида. Проведенные исследования продольной (решетчатой) (r1) (рис.2) и поперечной (спин-спиновой) (r2) (рис.3) релаксации водных растворов комплексов Ln(H2O)4[15-MCCu(II)Glyha-5](Cl)3 где Ln – La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb на сверхвысокопольном (9.4 Т) МР-томографе Agilent DDR2 400WB позволят оценить параметры, определяющие пути влияния молекулярного строения полиядерных металломакроциклических комплексов лантаноидов на их релаксационные свойства, что, в свою очередь, послужит базой для научно обоснованного выбора комплексов редкоземельных металлов в качестве контрастных агентов для высокопольной магнитно-резонансной диагностики живых систем (рис.4).

Рис. 1. Схема синтеза комплекса to Ln(H₂O)₄[15-MC_Cu(II)Glyha-5](Cl)₃.

Рис. 2. График скорости продольной (R₁=1/Т₁) релаксации в зависимости от концентрации образца Ln(H₂O)₄[15-MC_Cu(II)Glyha-5](Cl)₃ где Ln – La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb.

Рис. 3. График скорости поперечной (R₂=1/Т₂) релаксации в зависимости от концентрации образца Ln(H₂O)₄[15-MC_Cu(II)Glyha-5](Cl)₃ где Ln – La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb.

Рис. 4. а, б, в, г – Т1-взвешенные изображения головного мозга крысы с областью ишемического инсульта. а – до введения контрастирующего комплекса, б – сразу после внутривенного введения контрастирующего комплекса Gd(H₂O)₄[15MC_Cu(II)Glyha-5](Cl)₃, в – через 10 мин после введения комплекса, г – через 20 мин после введения комплекса.

Текущие задачи проекта

Так как целью фундаментального исследования в рамках представленного проекта является разработка синтетических подходов к получению металломакроциклических соединений d-f элементов для создания эффективных контрастных материалов высокопольной магнитно-резонансной диагностики живых систем, то в соответствии с поставленной целью в проекте будут решены следующие задачи:

Синтез водорастворимых полиядерных металломакроциклических комплексов Ln(III)-Cu(II) на основе глицингидроксамовой кислоты с различными аксиальными лигандами;
Установление строения полученных соединений и разработка методики синтеза комплексов с максимальным числом координационно связанных молекул воды на атоме лантаноида;
Оценка эффективности полученных соединений как потенциальных контрастных агентов сверхвысокопольной МРТ.

Работа выполняется при поддержке гранта:

грант РФФИ (№ 15-43-02285)

Научные руководители:

к.х.н. Каткова Марина Александровна д.б.н., проф. Мухина Ирина Васильевна

Коллектив исполнителей:

Муравьева Мария Сергеевна (аспирант), Клюев Евгений Александрович (ординатор), Забродина Галина Сергеевна (к.х.н.), Храпичев Александр Александрович (к.ф.-м.н.).