釓類對比劑螯合物的螯合效應/大環(huán)效應/配體荷電性及影響配合物藥物穩(wěn)定

MRI 對比劑為診斷性藥物，功能基團是包含單電子的順磁性金屬離子。順磁性金屬離子可通過縮短其周圍組織中質子的馳豫時間，增強核磁信號。成單電子的磁矩要大于成單的質子和中子，效果更好。對于藥學來說，藥物的 MRI 對比劑：金屬離子要含成單電子，成單電子越多，順磁性越大，增強效果越好。

根據(jù)元素周期表，第 25、26 號元素 “錳” 和 “鐵”，內層 3d 軌道都有 5 個成單電子，磁性還不錯。而第 64 號元素 “釓”（Gd），內層 4f 軌道上有 7 個成單電子。所以作為對比劑，釓元素有較強的增強效應。

作為一種重金屬離子源，游離 Gd3+ 有較大的毒性。體內易沉淀，增加沉積，延長半衰期，阻礙體內鈣離子流，與體內金屬離子，特別是鋅離子置換發(fā)生金屬轉移反應。

Gd3+ 尋找合適的配體，形成高穩(wěn)定性和水溶性的配合物，是作為對比劑藥物也是較好的選擇。其中體內穩(wěn)定性是較關鍵的考慮因素。

形成配合物（主要是螯合物），體內穩(wěn)定性藥物增加，游離釓離子濃度藥物，藥物降低毒副作用。

形成螯合物后，腎對釓元素清除速率可提高至未螯合前的 550 倍，提高體內清除速率，減少滯留和沉積。

目前釓對比劑均為水溶性，95% 以上經泌尿系統(tǒng)在 1 天內被動濾過排出

釓形成螯合物后，對核磁信號的增強效應增加。

螯合效應、大環(huán)效應、配體荷電性，影響配合物藥物穩(wěn)定

螯合效應：化學上螯合效應使配合物成環(huán)，穩(wěn)定性大大增加�，F(xiàn)有釓對比劑均為多五元環(huán)螯合物。

大環(huán)效應：具有完整環(huán)形結構的螯合劑，比具有相同配位原子、相同齒數(shù)的開鏈螯合劑形成的配合物更穩(wěn)定。形成一個大環(huán)，提供額外的穩(wěn)定性，如葉綠素、血紅素。

配體荷電性：Gd3+ 帶正電荷，與帶負電荷的離子型配體，稱為離子型，形成螯合物更穩(wěn)定。

因此，常見的釓對比劑穩(wěn)定性：線性非離子 ＜ 線性離子 ＜ 環(huán)狀非離子 ＜ 環(huán)狀離子。

釓對比劑模擬體內的情況

建立螯合層析結合 ICP-MS 檢測 Gd3+ 釋放率的方法，發(fā)現(xiàn)在水溶液中無論大環(huán)類還是線性類釓對比劑都表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。而在人血漿環(huán)境中，釓對比劑的 Gd3+ 釋放率：大環(huán)類（如多它靈和佳迪顯）< 離子線性（如馬根維顯）<非離子線性（如歐乃影）。

在模擬腎衰環(huán)境中，非離子線性類釓對比劑（歐乃影）的穩(wěn)定性受到了明顯的影響，15d 的 Gd3+ 釋放已超過 Gd 總量的 1/4 。而大環(huán)狀釓對比劑的 Gd3+ 釋放率與正常血漿中類似。

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