DOTA-NH₂是一类在经典DOTA(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸)骨架上引入氨基(-NH₂)功能基团的螯合剂衍生物,其核心特点与用途如下:
一、结构特点
- 1、DOTA骨架
由四个氮原子和四个羧酸基团构成的大环结构,可高效螯合多种金属离子(如Gd³⁺、Lu³⁺、⁶⁸Ga³⁺、⁶⁴Cu²⁺等),形成热力学和动力学稳定的八配位络合物。
- 2、氨基功能化修饰
连接臂类型:氨基可通过不同长度的柔性链(如C2乙基、C4丁基)或苄基(p-NH₂-Bn)连接到DOTA核心,提供化学修饰位点。
反应活性:氨基可与羧酸、NHS酯、异硫氰酸酯等反应,实现与抗体、多肽、荧光染料或纳米颗粒的偶联。
二、主要性质
- 1、金属螯合能力
适用于放射性核素标记(如⁶⁸Ga用于PET成像、¹⁷⁷Lu用于放射治疗)和顺磁性离子螯合(如Gd³⁺用于MRI造影剂)。
螯合物在体内稳定性高,不易解离,确保生物安全性。
- 2、多功能性
氨基提供化学修饰灵活性,结合PEG链可延长血液循环时间(如DOTA-PEG-NH₂)。
通过引入生物素(如DOTA-p-NH₂-Bn-biotin)可实现链霉亲和素系统的靶向应用。
三、应用领域
- 1、分子成像与诊断
MRI造影剂:螯合Gd³⁺后用于肿瘤或炎症部位的增强成像。
核医学成像:标记⁶⁸Ga、⁶⁴Cu等放射性核素,用于PET/SPECT成像。
- 2、靶向治疗
连接靶向分子(如抗体、多肽)后,用于放射性核素治疗(如¹⁷⁷Lu标记药物)。
构建药物递送系统,如纳米颗粒的靶向修饰。
- 3、生物传感与检测
结合生物素-链霉亲和素系统,用于抗体夹心生物传感器的制备。
荧光标记探针的开发,增强检测信号灵敏度。
四、典型衍生物示例
化合物 特点 应用场景
DOTA-p-NH₂-Bn 苄基连接臂,空间柔性高 多肽/抗体标记
DOTA-PEG-NH₂ PEG链增强亲水性,减少免疫清除 纳米药物载体
DOTA-C2-NH₂ 短链乙基连接,适配固相多肽合成 放射性药物开发
DOTA-NH₂-Bn-biotin 整合生物素,用于亲和素系统 生物传感器构建
此类化合物因结构可调和功能多样,在精准医学、分子影像及靶向治疗领域具有重要价值。