核磁共振成像(MRI)技术具有高度的软组织分辨能力,作为一种无辐射伤害的检测手段,已成为临床上最重要的医学诊断技术之一,在肿瘤诊断和定位中发挥着重要作用。由于MRI诊断灵敏度仍然偏低,因此需要加入造影剂(Contrast agent,CA)改变质子弛豫时间,增强对比度。目前临床使用的MRI小分子造影剂存在渗透压偏高、弛豫效率低和特异性不好等问题,通过特定的官能团修饰从而研制具有高弛豫效率、低毒性和具有靶向特异性的造影剂,是小分子顺磁性造影剂领域中最主流的发展方向。本文在课题小组已经制备的乙二胺N,N-二(4-氨基水杨酸)二乙酸(L1)和二乙三胺N,N-二(4-氨基水杨酸)三乙酸(L2)及其对应的金属螯合物L1-Gd和L2-Gd基础上,通过荧光光谱测定评价了配体L1、L2与不同金属螯合物Ll-M.L2-M(M=Gd3+、Ca2+.Cu2+)的稳定性,重点进行了细胞毒性、弛豫性能和抑菌活性的研究,探索螯合物结构与其性能之间的关系,为开发此类造影剂提供一定的理论依据。具体研究内容如下：(1)分别测试了4-氨基水杨酸(4-ASA)、乙二胺四乙酸(EDTA).二乙三胺五乙酸(DTPA).乙二胺N,N-二(4-氨基水杨酸)-二乙酸(L1),二乙三胺N,N-二(4-氨基水杨酸)-三乙酸(L2)的荧光光谱,结果表明：L1和L2的荧光发射主要来自于修饰官能团4-ASA,而且L1和L2的荧光发射强度远大于4-ASA；通过荧光滴定法测试了L1、L2与金属离子的相互作用,根据Benesi-Hildebrand方程和Job工作曲线确定L1、L2与Gd3+、Ca2+、Cu2+的螯合比均为1：1,螯合常数的大小顺序为:KL-CcⅡCuⅡ=1.267×105,KL2-CuⅡ=4.484×104)>KL-GdⅢ(KL-GdⅢ=4.339×104, KL2-GdⅢ=2.819×104)>KL-caⅡ(KL1-caⅡ=7.219x103,KL2-caⅡ=7.619×103).另外还研究了其他因素对L1-Gd和L2-Gd的稳定性的影响,内源性离子对L1-Gd和L2-Gd螯合物的稳定性影响不大；选用pH=7.4的Tris-HCl缓冲溶液,配体和螯合物荧光强度最大。(2)通过MTT细胞毒性测试初步评价了螯合物在体外的细胞毒性。通过与商用造影剂DTPA-Gd和游离金属离子Gd3+进行对比研究,对于子宫颈癌细胞(Hela)来说,螯合物的IC50值(mmol·L-1)的大小顺序为：IC50(DTPA-Gd)=0.4665<IC50(L2-Gd)=0.5856<IC5o(L1-Gd)=0.7900,而对于人骨肉瘤细胞(MG-63)来说,螯合物的IC50值(mmol·L-1)表现出类似的大小顺序：IC50(DTPA-Gd)=0.3532<IC50(L2-Gd)=0.4147<IC50(L1-Gd)=0.4790。结果表明合成螯合物L1-Gd、L2-Gd的细胞毒性小于商用DTPA-Gd,其中L2-Gd的毒性大于L1-Gd,与第二章中螯合物的稳定性(KL1-GdⅢ=4.339x104>KL2-GdⅢ=2.819x104)对比分析,表明螯合物的细胞毒性可能与其稳定性具有一定的关系。(3)通过反转恢复法测试了螯合物的体外弛豫性能,根据纵向弛豫时间T1的倒数与螯合物浓度的线性拟合曲线和拟合方程,得到商用造影剂DTPA-Gd的弛豫效率R1为4.371mmo1-L-S-1,而螯合物L2-Gd的弛豫效率R1为7.139mmol-1·L·S-1,弛豫效率比DTPA-Gd提高了163%。进一步通过加权自旋-回波成像方式测试了L2-Gd的体内弛豫成像,测试结果表明L2-Gd在小鼠体内成像清晰,但对器官的选择性较差。(4)通过滤纸片法和微量肉汤稀释法探究了L1、L2、L1-Gd、L2-Gd对沙门氏菌(Salmonella),大肠杆菌(E.Coli),金黄色葡萄球菌(S.Aureus)和李斯特菌(L.Monocytogenes)的抑菌活性。实验结果表明：L1、L2、L1-Gd、L2-Gd均具有一定的抑菌作用,金属螯合物L1-Gd、L2-Gd的抑菌能力强于配体L1、L2,而且滤纸片法表明L1、L2、L1-Gd、L2-Gd对革兰氏阴性菌生长的抑制能力比革兰氏阳性菌强。