使用光學試劑的方法

2023-04-24 17:04:31 1

專利名稱：使用光學試劑的方法
使用光學試劑的方法發明領域在一些實施方案中，本發明涉及使用光學試劑檢測外科患者腎系統中一 個或多個組織的方法。在一些實施方案中，本發明涉及試劑盒，其中包括生 物相容的組合物以及使用該組合物對患者腎系統中的組織進行光學檢測的 說明書。
背景技術：
本節旨在向讀者介紹現有技術的不同方面，其可能與下面描述和/或要求 的本發明的不同方面相關。此論述有助於給讀者提供背景技術信息以便於對 本發明的不同方面進行更好的理解。因此，應當理解，應從這個角度閱讀這 些論述，而不是將其作為對現有技術的承認。腹腔和盆腔外科手術通常伴隨著給腎系統中的組織、尤其是對膀胱和/ 或輸尿管帶來意外損傷的風險。膀胱是位於盆腔前部一個中空的、肌肉的和 彈性的嚢。在尿通過輸尿管排出體外前，膀胱用作尿的貯器。輸尿管是將尿 從腎臟遞送至膀胱的脆弱的、小直徑的肌肉管。在健康個體中，輸尿管一般長度約25 cm至約30 cm並且直徑最大為約3 mm ( J.W. Utrie, Bladder and Ureteral Injury, C//w. <%W& CJ_y"eco/., 1998, 41(3):755-763; N. Zelenko等， Normal Ureter Size on Unenhanced Helical CT, 爿m. / i oe"詠w /. 2004, 182:1039-1041 )。部分由於它們的直徑小，輸尿管在手術區中通常難以識別。 在腹腔鏡手術中尤其如此，因為外科醫生在手術區的^L野通常是有限的，並 且不能使用觸覺感知來幫助識別器官和組織。因此，在這樣的手術中，經常 存在膀胱可能被無意中穿透或輸尿管可能被無意中扎破、切斷、綁紮、壓傷 或其他損傷的風險。對膀胱和輸尿管的損傷在子宮切除術中不是罕見的。子宮切除術是美國 女性中第二最常見的外科手術，每年進行超過600,000例(Women's Reproductive Health: Hysterectomy ， http:〃www.cdc.gov/reproductivehealth/ WomensRH7Hysterectomy.htm)。在所有的子宮切除術和常規的婦產科盆腔手術中，大約0.5%-2%發生輸尿管損傷，在根治性子宮切除術中，大約10°/。發 生輸尿管損傷(S.B. Brandes, Urologic Complications from Pelvic and Vaginal Surgery: How to Diagnose and Manage , http:〃www.urolog;y.wustl.edu/ PatientCare/UrologicComplications.asp )。由於與傳統外科方法相比具有優越 性(例如小切口、減少住院時間和快速回歸正常活動)，近年來腹腔鏡子宮 切除術變得更加普及。然而，與傳統外科手術相比，腹腔鏡子宮切除術通常 伴隨著對膀胱和輸尿管造成意外損傷的更大風險。作為另一個例子，已經報 道了在結腸手術中輸尿管損傷的扭無率是0.2-4.5% (R Chahin等，The Implications of Lighted Ureteral Stenting in Laparoscopic Colectomy, 2002, 6:49-52 )。泌尿道損傷能夠導致多種併發症，其中一些可能威脅生命。所述併發症 包括術後排尿不暢、尿失禁、逼尿肌不穩定、腸梗阻、持續的腹部和/或腰部 疼痛、尿路感染、腎盂腎炎、可能需要對腎臟進行手術切除的腎功能損失、 嚴重感染的發燒/全身反應以及可能的死亡。特別地，在外科手術中發生的輸 尿管損傷通常不會立即被認識到，因此可能導致非常嚴重的併發症。所述輸 尿管損傷可能導致永久的腎臟損傷，可能需要切除腎臟，並且在某些情形下 威脅生命。在腹腔和盆腔手術中用於檢測和顯現輸尿管的方法，通常包括插入一個 發光的導尿管或支架穿過尿道和膀胱到輸尿管中。所述方法在不可能用觸覺 識別輸尿管的腹腔鏡手術中特別普遍。例如美國專利5,423,321、 5,517,997、 5，879，306和6,597,941公開了紅外輻照的輸尿管導管和紅外檢測系統。類似 地，美國專利5，954，652描述了由光傳導材料製成的雙腔輸尿管導管裝置， 其中一個腔中存在能夠用可見光照亮輸尿管的單纖維光學細絲。發光的輸尿管導管或支架的植入是一個高侵入性的過程。 一些外科醫生 認為輸尿管導管不能防止對腎系統的損傷並且實際上可能使患者易於受到 上述傷害。此外，發光的輸尿管導管或支架的植入還與其本身的很多併發症 相關。例如，在對腹腔鏡結腸切除術中與發光的輸尿管支架植入相關的並發 症的研究中，將近全部(98.4%)的患者發生了大約持續3天的嚴重的血尿 症。較少發生的併發症包括在某些情形下需要3-6天的血液透析腎臟支持的 返流性無尿症，以及尿路感染。發光導尿管的植入還將麻醉時間平均延長了 26分鐘，如此增加了手術的費用。當需要呈現兩個輸尿管時，輸尿管導管的雙邊糹直入可能增加這些併發症的可能性和嚴重性(F. Chahin等，The Implications of Lighted Ureteral Stenting in Laparoscopic Colectomy, JSLS, 2002， 6:49-52 )。由於在腹腔和盆腔外科手術中對腎系統的組織造成損傷的風險和與發 光的輸尿管導管植入相關的併發症，需要研發一種非侵入性方法，通過該方 法可以很容易地顯現或檢測外科患者的膀胱和/或輸尿管。此外，由於在外科 手術中發生的輸尿管損傷通常不能被立即認識到並且可能導致非常嚴重的 併發症，因此能夠很容易立即檢測出外科手術中的輸尿管損傷的方法將是有 利的。儘管大多數的輸尿管損傷發生在患者身上並且沒有可識別的危險因素， 但是對於輸尿管損傷危險性增加的個體來說，在外科手術中用於顯現或檢測 輸尿管的非侵入性方法將是特別有利的。例如，脫垂患者和孕婦有膨脹很大 且變薄的輸尿管，因此更處在輸尿管損傷的危險中。此外，泌尿系統的先天 缺陷，例如輸尿管重複畸形，可能改變腎系統的解剖學，因此增加了在外科 手術中對膀胱和/或輸尿管造成損傷的可能性。發明簡述下面闡述的是與發明範圍相稱的一些方面。應當理解介紹這些方面僅僅 用於向讀者提供本發明可能採取的 一些形式的筒單概要，並且這些方面不用 於限制本發明範圍。實際上，本發明可以包括可能沒有在下面闡述的多個方 面。本發明的不同方面之一在於一種或多種光學染料在外科手術中使得外 科醫生或其他健康保健專家能夠區分腎系統組織的用途。有利地，外科醫生 或其他健康保健專家因此能夠在外科手術之前、之中和/或之後避開，靶向和 /或評定組織的完整性。本發明一方面在於在外科手術中使用光學試劑的方法。在該方法中，給 藥患者腎臟可排洩的光學試劑並使該光學試劑顯現在患者尿中。更進一步 地，用非電離輻射照射患者腎系統的第一組織，該試劑在被照射的第一組織 中被光檢測到，以用於區分第一組織的位置(例如相對於環境和/或臨近的組 織)。本發明另 一方面在於在外科手術中使用光學試劑的方法。在該方法中，當腎臟可排洩的光學試劑定位於手術區患者腎系統的第一組織中時，用非電 離輻射照射患者腎系統的第 一組織。照射第 一組織以檢測第 一組織中的光學試劑。然後基於或者至少部分基於第一組織中試劑的光^r測，可以對患者的 第二組織進行手術操作。本發明又一方面在於在外科手術中使用光學試劑的方法。在該方法中， 腎臟可排洩的光學試劑被運送到患者腎系統的至少 一個組織中，然後用非電 離輻射照射所述組織。檢測光學試劑(基於或者至少部分基於照射該組織) 來判斷該試劑是否保留在患者腎系統的組織中。本發明再一方面是試劑盒。該試劑盒包括生物相容的組合物以及使用該 組合物對患者腎系統的組織進行光學檢測的說明書。該試劑盒中包含的生物 相容的組合物所述組合物包含至少一種腎臟可排洩的光學試劑。與本發明不同方面相關的上面提到的特徵存在各種改進形式。更多的特 徵還可能被包含在這些不同方面中。這些改進形式和另外的特徵可能獨立存 在或者以任意組合的形式存在。例如，下面"^侖述的與一個或多個所描述的典 型實施方案相關的各種特徵可以單獨或以任意組合形式被結合在上面描述 的本發明任一方面中。此外，上面介紹的簡單概要僅用來使讀者知曉本發明 的一些方面和背景，而不限制請求保護的主題。附圖簡述

圖1顯示在完好的大鼠中光學試劑(3,6-二氨基吡溱-2,5-二羧酸)的腎 清除。按照實施例l提出的方法獲得數據。圖2顯示在雙側腎切除的大鼠中光學試劑(3，6-二氨基吡溱-2,5-二羧酸) 的腎清除。按照實施例2提出的方法獲得數據。圖3顯示圖1和2的悽t據對比。圖4顯示在完好的大鼠的輸尿管中光學試劑(3,6-二氨基吡嗪-2,5-二羧 酸)的螢光。按照實施例3提出的方法獲得數據。圖5是手術區的彩色照片，顯示在完好的大鼠的輸尿管中的螢光光學試 劑(3,6-二氨基吡溱-2，5-二羧酸)。按照實施例3提出的方法給藥光學試劑。圖6是圖5的彩色照片中一部分的放大圖像。圖7是在500nm長波濾光器(longpassfilter)存在下拍攝的手術區的另一 個彩色照片，顯示在完好的大鼠的輸尿管中的螢光光學試劑(3,6-二氨基吡溱-2,5-二羧酸)。按照實施例3提出的步驟給藥光學試劑。 發明詳述根據本發明，給藥外科患者一種或多種至少部分腎臟可排洩的光學試 劑，並使該光學試劑顯現在患者尿中。 一旦顯現在尿中，可以通過非電離輻 射照射腎系統的一個或多個組織而在患者的腎系統中檢測到該光學試劑，所 述非電離輻射具有使光學試劑能夠被光學檢測的波長。因此可以為了多種目 的使用該光學試劑來區分含有尿的或包含過尿的組織。在一實施方案中，光學試劑在患者的尿中的顯現使外科醫生或其他健康 保健專家容易在腎系統(包含尿)的一個或多個組織與周圍的組織之間進行 區分。如此外科醫生能夠在包括附近的器官或組織的外科手術中避免對腎系 統的意外損傷(例如扎破或切斷輸尿管)。可選擇地，光學試劑在患者的尿中的顯現使外科醫生或其他健康保健專 家能對外科手術的目標進行識別和/或劃界。例如，在腎切除或包括對腎系統 的一個或多個組織進行的其他外科手術中，外科醫生或其他健康保健專家可 以容易地通過檢測光學試劑來識別腎臟或者其他包含尿的腎組織。在另一可選擇方法中，光學試劑在患者尿中的顯現使外科醫生或其他健 康保健專家能夠評價腎系統的一個或多個組織的完整性。例如，如果在外科 手術完成時光學試劑仍保持被限制在腎系統中，這表明輸尿管在手術過程中 沒有被扎破，並且輸尿管和腎系統的其他組織的完整性沒有被損害。相反地， 如果輸尿管或者腎系統的另 一個組織已經被損害，外科醫生或其他健康保健 專家可以容易地識別所述損害的位置(例如通過觀察染料從損害位點的流 出)。通常，外科患者或病人是人類或其他溫血動物，其正在經受或已經經受 了包括位於腹腔或盆腔區的組織或器官和/或其中腹腔至少部分被穿透的任 何外科手術。在一實施方案中，患者是人類患者。在另一實施方案中，患者 是經受腹腔或盆腔外科手術的非人動物。例如，在經受卯巢切除術(也可稱 為卵巢切除或切除卵巢)的非人動物中，可以使用本發明方法避免對輸尿管 和/或腎系統的其他組織的意外損傷。I.外科手術通常，光學試劑可以與一定範圍的外科手術方法聯合^f吏用。例如，光學 試劑可以用在"開放的，，手術中或在最低限度的侵入性手術中，有時被稱為繃帶(bandaid)或鎖孔(keyhole)手術。在開放的手術中，使用解剖刀或 其他刀得到足夠大的切口以使整個手術區暴露出來。在最低限度的侵入性手 術中，通常得到一個或多個較小的切口，通過這些切口可以插入腹腔鏡和/ 或其他內窺鏡工具以使得外科醫生能夠對患者的器官和/或組織進行觀察和/ 或手術操作。可以使用本發明的方法幫助外科醫生的外科手術，包括但不限於例如全 部或部分子宮切除術、卵巢切除術、輸卵管結紮、卵巢嚢腫的手術切除、陰 道壁的前方》務才卜(anterior repair of the vaginal wall)、 咅'j腹產切開術(caesarean section),盆腔脫垂的修復、盆腔腫塊切除術、輸卵管摘除、附件切除術(輸 卵管或卵巢的摘除)、子宮外孕的摘除、輸精管切除術、前列腺切除術、疝 氣修復手術、結腸切除術、膽嚢切除術、闌尾切除術、肝膽手術(例如肝移 植手術或膽嚢摘除)、脾切除術、遠端或全部胰切除術、惠普爾手術、腹腔 和盆腔區中發炎的或惡性腫瘤的摘除、腹腔或盆腔中淋巴結切開術(淋巴結 的摘除)，以及其他在腹腔或盆腔區中進行的外科手術。這些外科手術和其他在腹腔和盆腔中進行的外科手術不同程度上伴隨 著對腎系統的組織，尤其是輸尿管造成意外損傷的風險。對輸尿管和腎系統 中其他器官造成損傷的風險在腹腔鏡外科手術中尤其高，因為外科醫生在手 術區的視野有限並且不能使用觸覺感知來識別這些結構。因此，在一實施方 案中，給藥一種或多種光學試劑，使得外科醫生能夠從周圍的組織中識別腎 系統一個或多個組織以避免所述意外損傷。例如，本發明的方法使得外科醫 生能夠從男性和女性生殖系統的組織、消化道組織、胰腺、膽嚢、肝臟、膽 管和/或脾中區分出腎系統的一個或多個組織。本發明的方法還使得外科醫生 能夠從附近的動脈、靜脈、淋巴管和其他組織中區分出腎系統的一個或多個 組織。如前所述，本發明一方面是一種或多種光學試劑在外科手術中用於區分 至少一個腎系統的組織的用途。例如，本發明的方法可用來使外科醫生或其 他健康保健人員能夠避開輸尿管、膀胱和/或尿道。在健康個體中，尿從腎臟 流經輸尿管並聚集和儲存在膀胱內，直到經由尿道被排出體外。因此，在本 發明的方法中，因為光學試劑聚集在這些組織的尿液中，因此對輸尿管和膀胱中的光學試劑進行檢測是可能的。檢測尿道中光學試劑是可能的，例如當 尿道壁上存在包含光學試劑的尿液殘留時，或導尿管促使尿液在尿道中連續 流動時。可選地，本發明另 一方面是一種或多種光學試劑用於區分外科手術目標 的用途。所述外科手術包括但不限於例如腎切除術、腎移植手術、在腫瘤切 除中輸尿管片段的切除、膀胱頸懸吊手術和腎結石的手術摘除。本發明另 一方面是光學試劑用於評1介腎系統完整性的用途。所述評1介可 以在對腎系統和/或腹腔和/或盆腔區的其他器官和/或組織進行外科手術之 前、之中和/或之後進行。光學試劑被限制在腎系統中的組織內，說明沒有發 生對腎系統的損傷(例如扎破輸尿管)。如果發生了對腎系統的某個組織的 損害或損傷，本發明的方法使外科醫生能夠快速識別所述損害或損傷的位置 (例如通過觀察染料從損害位點的流出)。本發明另 一方面是光學試劑在診斷性腹腔鏡檢查中用於檢測腎系統的 一個或多個組織的用途。根據使用的外科技術，通過照射整個手術區可以檢測第一組織中存在的 光學試劑。該方法能夠被用於例如開放的外科手術中。可選地，例如使用腹 腔鏡或其它內窺鏡工具僅僅照射要檢測的部分手術區或者特定位點。通常可以使用能夠提供需要的波長的非電離輻射的任何輻照源。例如， 在一實施方案中，手術室照明(例如螢光或白熾光照明)發出需要波長的光。 在另一實施方案中，輻照源是雷射。在另一實施方案中，輻照源是手持式光 源。可以使用的其他輻照源包括但不限於有燈的導尿管、內診鏡、纖維光學探針、發光二極體(LEDs)、有燈的額燈(也稱為前燈)等。也可以使用包 括或者由照明系統構成的手術設備。所述設備的例子包括可從BioSpec (莫 斯科，俄羅斯)獲得的纖維光學設備和用於光力學療法中為了照射間質瘤的 具有精細的針尖的 TC-I纖維光學工具(http:〃www.biost3ec.ru/ _Fiber_Optics_e.html )。可以被分成三大類吸光、散射/反射和發射。吸光分析包括將被樣本吸收的 入射光的量與樣本中分子的類型和數量聯繫起來。例如，在吸光測定的情形 中，適當的是，使用的非電離輻射的波長是^C光學試劑吸收的波長。最普通 地，通過研究從樣本中出現的部分入射光來間接測定吸光率。散射分析與吸光分析相似，因為該測定基於從樣本或組織中出現或發射的入射光的量。然 而，在散射的情形中，信號隨著互作用的數量增多而增強，而在吸光情形中， 信號與相互作用成反比。發射分析觀察從樣本中的電磁發射而不是入射光。 在各種情形下，取決於特定的分析，測定可以是寬光i普的或特殊頻率的。最 普通地，發射分析包括發光測定。發光是來自原子或分子的被激發的電子狀態中光的發射。發光通常是指 除了白熾光之外的各種光發射，可能包括光致發光、化學發光和電化學發光 等。在包括螢光和磷光的光致發光中，通過對電磁輻射的吸收達到激發的電 子狀態。發光分析包括檢測和解讀發光或與發光過程有關的 一種或多種性 質。這些性質包括強度、激發和/或發射光譜、偏振、壽命和能量轉移等。這 些性質還包括該發光的不取決於時間的(穩定的)和/或取決於時間的(時間分辨的)性質。代表性的發光分析包括螢光強度(FLINT)、螢光偏振(FP)、 螢光共振能量轉移(FRET)、螢光壽命(FLT)、全內反射螢光(TIRF)、熒 光關聯譜(FCS)、光漂白後螢光恢復(FRAP)和生物螢光共振能量轉移 (BRET),等。通過實施例的方式，當在本發明中使用螢光光學試劑時，理 想的是非電離輻射的波長激發光學試劑。這種激發使該分子以不同波長發射 出部分被吸收的能量，然後可使用上面描述的螢光測定方法來檢測該發射。 基於或者部分基於給藥的特定光學試劑、檢測的組織、和包括的外科手術的 類型，本領域普通技術人員可以容易地確定最合適的檢測方法。例如在一些 實施方案中，外科醫生將能夠在手術區中看見光學試劑。其他實施方案使用 能用腹腔鏡設備檢測的光學試劑。使用適當波長的電磁輻射的放射，可以通過直觀的或其他光學方法來檢 測光學試劑。例如可以通過肉眼或l吏用 一種或多種成^f象或^r測i殳備(例如照 相機、電荷耦合裝置(CCD)、光電倍增管(PMT)、雪崩式二極體(avalanche diode)、光電二極體(photodiodes))、或包括電子處理步驟(例如檢測、增強、 加工、分析、量化、或使用軟體或其他方法處理信號)的^r測方法來進行光 學檢測。IL染料/光學試劑在本發明的方法中使用的光學試劑(也稱為光學染料)至少部分是腎可 排洩的。即，在對患者給藥時，至少一部分給藥劑量的光學試劑將通過腎系統被排出。通常，在被給藥患者時，藥用或診斷用試劑的大小和疏水性將影 響其被排出的途徑。小的、親水的分子趨向於通過腎系統被排出，而較大的、 疏水的分子趨於通過肝膽途徑被排出。因此，通常地，本發明的方法中使用 的光學試劑與主要通過肝膽途徑被排出的染料相比優選具有相對較小的尺 寸和/或相對較強的親水性。光學試劑可以與能夠使它們更親水的部分偶合或 連接，如此增強它們通過腎系統被排出的能力。例如，親水性的螯合試劑如乙二胺四乙酸(EDTA)、 二亞乙基三胺五乙酸(DPTA)、 1，4,7,10-四氮雜環 十二烷四乙酸(DOTA),或它們的衍生物，可以連接在光學試劑上。光學試 劑被腎排出的程度可以通過如實施例1或2描述的方法或本領域技術人員已 知的其他方法經驗性的確定。優選光學試劑是非靶向的。即，光學試劑沒有與增加該光學試劑對特定 的器官或組織的定位選4奪性的載體或共軛體相連。而是，任何通過腎系統排 洩並能夠在腎系統中檢測的生物相容的光學試劑更適合用於本發明的方法 和試劑盒中。本發明的腎可排洩的光學試劑通常是生色團或螢光團等。光學試劑的最 佳吸收或激發最大值取決於使用的光學試劑，但是本發明的光學試劑通常可 以吸收或被電磁光譜中紫外(UV)、可見、或紅外(IR)區的光激發。例如 本發明的方法中使用的非電離輻射的波長範圍是約350nm至約1200nm。示例性的光學試劑包括但不限於笨基咕噸、吩噻嗪、吩硒嗪、菁 (cyanines)、卩引"呆菁(indocyanines)、 方酸(squaraines) 、 二 口比口各並口密口岌酮 (dipyrrolopyrimidone)、蒽醌、並四苯、喹啉、吡嗪、吖咬、吖，定酮、菲啶、 偶氮染料、羅丹明、吩喝。秦、奠、氮雜奠、三苯曱烷染料、吲哚、苯並吲哚、 吲哚碳菁(indocarbocyanines)、苯並吲哚碳菁，和具有4,4-二氟-4-硼-3a,4a國二的綴合物和/或書f生物。可以用於本方法中的特定光學試劑包括但不限於例如 螢光素、螢光素-聚天冬氨酸綴合物、螢光素-聚穀氨酸綴合物、螢光素-聚精 氨酸綴合物、。引咮菁綠、。引哚菁-十二天冬氨酸綴合物、吲哚菁(NIRD)-聚天冬氨酸綴合物、異舒泛藍(isosulfan blue)、吲咮二^黃酸鹽、苯並吲哚二 磺酸鹽、雙(乙基羧基曱基)吲咮菁、雙(戊基羧基曱基)吲哚菁、多羥基 吲哚磺酸鹽、多羥基苯並吲哚磺酸鹽、剛性雜原子吲哚磺酸鹽(rigid heteroatomic indole sulfonate),吲咮菁二丙酸、吲咮菁二己酸、3,6-二氰基隱2,5-[(N,N，N，，N，-四(羧基曱基)氨基]吡。秦、3,6-[(N,N,N，,N，-四(2-羥基乙基)氨 基]吡。秦-2，5-二羧酸、3，6-雙(N-氮雜環丁烷基(azatedino))吡。秦-2，5-二羧酸、3，6-雙(N-嗎啉代)吡溱-2,5-二羧酸、3，6-雙(N-派溱基(piperazino))吡。秦-2，5-二羧酸、 3,6-雙(N-疏代嗎啉代)吡溱-2，5-二羧酸、3，6-雙(N-硫代嗎啉代)外匕。秦-2，5-二羧 酸S-氧化物、2，5-二氰基-3,6-雙(N-硫代嗎啉代)吡。秦S，S-二氧化物、吲哚碳 菁四磺酸鹽、氯代p引咮碳菁和3，6-二氨基吡溱-2，5-二羧酸(參見實施例1和 2)、和3,6-二Mp比n參2,5-二羧酸(參見實施例3)。在一示例性實施方案中，光學試劑被具有電磁光鐠的可見光區的藍光區 的波長(約430nm至約500nm)的光激發，並以電f茲光語的可見光區的綠 光區的波長(約520nm至約565nm)發射。例如，螢光素染料可以;陂具有 波長約488nm的光激發，並具有波長約520nm的發射。作為另一實例，3,6-二氨基吡嗪-2，5-二羧酸可以被波長約470nm的光激發並發出波長約532nm 的螢光(參見實施例3和4)。在另一實施方案中，光學試劑的激發和發射波長可以在電磁光i普的近紅 外區。例如，。引哚菁染料如吲咪菁綠可以被具有波長約780nm的光激發，並 具有波長約830nm的發射。通過實施例的方式，可用於本發明方法中的光學試劑包括但不限於由下 面式1-8所示的那些。式1-6的光學試劑是親水的並且吸收電磁光譜中可見 區和近紅外區的光。在一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的化合物相應為式其中R3、 R4、 R5、 R6、和R7和Y!獨立地選自-H, Cl-C10烷^&, C1-C10 多烷 烷基，C1-C20多羥基》絲，C5-C20多羥基芳基，R基團的葡萄糖衍 生物，糖類(saccharides), tt， Cl-C10絲;i錄，絲，硝基，滷素，親水肽，芳基多磺酸鹽(arylpolysulfonates), Cl-C10》錄，C1-C10芳基，-S03T, -C02T, -OH， -(CH2)aS03T, -(CH2)aOS03T, -(CH2)aNHS03T， -(CH2)aC02(CH2)bS03T, -(CH2)aOCO(CH2)bS03T, -(CH2)aCONH(CH2)bS03T， -(CH2)aNHCO(CH2)bS03T, -(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T ，-(CH2)aOCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aP03HT , -(CH2)aP03T2 , -(CH2)aOP03HT, -(CH2)aOP03T2， -(CH2)aNHP03HT， -(CH2)aNHP03T2， -(CH2)aC02(CH2)bP03HT, -(CH2)aC02(CH2)bP03T2, -(CH2)aOCO(CH2)bP03HT， -(CH2)aOCO(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aCONH(CH2)bP03HT ， -(CH2)aCONH(CH2)bP03T2 ，-(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT , -(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2 ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT ， -(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT , -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2 , -(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT, -(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2 ，-CH2(CHrO-CH2)c-CH2-OH , -(CH2)d-C02T ， -CH2-(CH2-0-CH2)e-CH2-C02T ， -(CH2)fNH2 ， -CH2-(CH2-0-CH2)g-CH2-NH2 ， -(CH2)h-N(Ra)-(CH2)i-C02T ,和 -(CH2)j-N(Rb)-CH2-(CH2-0-CH2)k-CH2-C02T;其中可以是-CRcRd, -O-， -NRc, -S-，或-Se; a、 b、 d、 f、 h、 i和j獨立地是l-10; c、 e、 g和k獨立地是1-100; Ra、 Rb、 Rc和Rd如^同樣定義；和T是H或負電荷。在一示例性實施方案中，化合物是式1所示的一類化合物中的吲哚二璜酸 鹽並具有結構so3—n = 1-3; X7 = H, OH; Y7 = H, S03-,C02H, CH2C02H, CH2OH在另一示例性實施方案中，化合物是式1所示的一類化合物中的多羥基吲，，朵並具有結構例如formula see original document page 15美國專利6,887,854中描述了所述吲哚二晴酸鹽和多羥基吲哚的合成方法。 在另 一組的實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的化合物相應為式2:formula see original document page 15其中Rg、 R9、 R10、 Ru、 R12、 R13、 1114和Y2獨立地選自-H, C1-C10烷氧 基，C1-C10多烷M^錄，C1-C20多羥基》錄，C5-C20多羥基芳基，R基團 的葡萄糖衍生物，糖類，C1-C10^J^錄， ，硝基，卣素，親水肽, 芳基多磺酸鹽，Cl-C10》錄，Cl-C10芳基，-S03T, -C02T, -OH， -(CH2)aS03T， -(CH2)aOS03T, -(CH2)aNHS03T, -(CH2)aC02(CH2)bS03T, -(CH2)aOCO(CH2)bS03T, -(CH2)aCONH(CH2)bS03T ， -(CH2)aNHCO(CH2)bS03T ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T ，-(CH2)aOCONH(CH2)bS03T， -(CH2)aP03HT, -(CH2)aP03T2 ， -(CH2)aOP03HT ，-(CH2)aOP03T2,畫(CH2)aNHP03HT， -(CH2)aNHP03T2， -(CH2)aC02(CH2)bP03HT， -(CH2)aC02(CH2)bP03T2，國(CH2)aOCO(CH2)bP03HT, -(CH2)aOCO(CH2)bP03T2 ，-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT ， 畫(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT ， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2 ，-(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT 和 -(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2 ，-CH2(CH2-0-CH2)c-CH2-OH , -(CH2)d-C02T , -CHr(CH2-0-CH2)e-CH2-C02T ， -(CH2)rNH2 ， -CHr(CHrO-CH2)g-CHrNH2 , -(CH2)h-N(Ra)-(CH2)i-C02T和 -(CH2)j-N(Rb)-CH2-(CH2-0-CH2)k-CHrC02T; W2選自-CRcRd, -O-, -NRc, -S國， 和-Se; a、 b、 d、 f、 h、 i和j獨立地是l-10; c、 e、 g和k獨立;也是1-100; &， Rb, Rc和Rd如Y2同樣定義；和T是H或負電荷。在一示例性實施方案中，化合物是式2所示的一類化合物中的苯並吲咪二 磺酸鹽並具有結構美國專利6,887,854中描述了所述苯並巧l咮4酸鹽的合成方法。 在另一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的菁染料(cyanine dyes沐應為式3:-(CH2)aCONH(CH2)bP03HT -(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT-(CH2)aCONH(CH2)bP03T2 -(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2n = 1-3; X7 = H, OH; Y7,Y8 = H, SCV,C02H, CH2C02H, CH2OH式3其中R,s、 R16、 R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R22、 R23、 Y3和Z3獨立地選自隱H， Cl-C10烷tt, C1-C10多烷M^絲，Cl-C20多羥基烷基，C5-C20多羥基芳 基，R基團的葡萄糖衍生物，糖類， ， Cl-C10to烷基，硝基，滷 素，親水肽，芳基多磺酸鹽，C1-C10》錄，Cl-C10芳基，-S03T, -C02T，畫OH， -(CH2)aS03T , -(CH2)aOS03T ， -(CH2)aNHS03T , -(CH2)aC02(CH2)bS03T -(CH2)aOCO(CH2)bS03T, -(CH2)aCONH(CH2)bS03T， (CH2)aNHCO(CH2)bS03T， -(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T , -(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T -(CH2)aOCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aP03HT ， -(CH2)aP03T2, -(CH2)aOP03HL -(CH2)aOP03T2， -(CH2)aNHP03HT， -(CH2)aNHP03T2, -(CH2)aC02(CH2)bP03HT, -(CH2)aC02(CH2)bP03T2, -(CH2)aOCO(CH2)bP03HT， -(CH2)aOCO(CH2)bP03T2 (CH2)aCONH(CH2)bP03HT-(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT-(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT-(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT和-(CH2)aCONH(CH2)bP03T2 -(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2 -(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2 -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2 -(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2-CH2(CHrO-CH2)c-CH2-OH ， -(CH2)d-C02T , -CH2-(CHrO-CH2)e-CHrC02T -(CH2>NH2 ， -CH2-(CHrO-CH2)g-CH2-NH2 ， -(CH2)h-N(Ra)-(CH2)rC02T和 -(CH2)rN(Rb)-CH2-(CH2-0-CH2)k-CH2-C02T; W3和X3獨立地選自畫CRcRd， -O-, -NRc, -S-和-Se; V3是單鍵或選自-0-， -S-， -Se-和-NRa; a、 b、 d、 f、 h、 i和j 獨立地是1-10; c、 e、 g和k獨立地是1-100; &3和133是0-5; Ra、 Rt、 Rc和Rd 如Y3同樣的定義；T是H或負電荷。在一示例性實施方案中，菁染料是式3所示的一類化合物中的多羥基吲哚 石黃酸鹽並具有結構so3- so3-n = 1-3; X7= H, OH; Y7 = H, SCV, C02H, CH2C02H; CH2OH美國專利6,887,854中描述了所述多羥基吲。^M黃酸鹽的製備方法。 在另 一個組的實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的吲哚菁染料 相應為式4:其中R24、 R25、 R26、 R27、 R"28、 R"29、尺30、 R>31、尺32、 尺33、 R>34、 R35、尺36、Y4和Z4獨立地選-H， Cl-C10烷氧基，Cl-C10多烷tt烷基，Cl-C20多羥基 烷基，C5-C20多羥基芳基，R基團的葡萄糖衍生物，糖類， ， Cl-C10氨 基烷基，M，硝基，卣素，親水肽，芳基多磺酸鹽，C1-C10烷基，C1-C10 芳基，-S03T, -C02T,誦OH， -(CH2)aS03T, -(CH2)aOS03T， -(CH2)aNHS03T， -(CH2)aC02(CH2)bS03T , -(CH2)aOCO(CH2)bS03T ， -(CH2)aCONH(CH2)bS03T ,+N—Y42-R2R18-(CH2)aNHCO(CH2)bS03T ， -(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T ，-(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T ， -(CH2)aOCONH(CH2)bS03T ,畫(CH2)aP03HT ， -(CH2)aP03T2 , -(CH2)aOP03HT， -(CH2)aOP03T2 , -(CH2)aNHP03HT , -(CH2)aNHP03T2 ， -(CH2)aC02(CH2)bP03HT , -(CH2)aC02(CH2)bP03T2 , -(CH^aOCCXCH^bPCbHT, -(CHAOCCXCH^bPC^, -(CH2)aCONH(CH2)bP03HT,-(CH2)aCONH(CH2)bP03T2-(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2-(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2-(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2 ，-CH2-(CH2-0-CH2)e-CHrC02T， -(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT ,， -(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT ，， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT ，, -(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT 和CH2(CHrO-CH2)c-CH2-OH ， -(CH2)d-C02T ，-(CH2)rNH2 ， -CH2-(CHrO-CH2)g-CHrNH2 ，-(CH2)h-N(RaHCH2)i-C02T和-(CH2)j-N(Rb)-CH2誦(CH2畫0-CH2)k漏CH2畫C02T; W4和X4獨立地選自-CRcRd, -O-， -NRc， -S-和-Se; V4是單鍵或選自-0-， -S-， -Se-和隱NR" 34和134是0-5; a、 b、 d、 f、 h、 i和j獨立地是l-10; c、 e、 g和k獨立地是1-100; Ra、 Rb、 Rc和Rd如Y4同樣定義；和T是H或負電荷。在一示例性實施方案中，相應於式4的吲咮菁染料是雙(乙_&羧基曱基) 吲哚客.formula see original document page 19在另一示例性實施方案中，相應於式4的吲哚菁染料是雙(戊基羧基曱基) 吲哚菁formula see original document page 20在另一示例性實施方案中，吲哚菁染料是在式4所示的一類化合物中的多 羥基吲哚磺酸鹽且具有結構S03Nan = 1-3; X7 = H, OH; Y7 = H, SCV, C02H, CH2C02H, CH2OH美國專利6,887,854中描述了所述多羥基吲哚磺酸鹽，和對於雙(乙基tt 曱基),朵菁和雙(戊基#錄曱基)吲咮菁的合成方法。在另一示例性實施方案中，吲咮菁染料是式4所示的一類化合物中的吲哚 菁二丙酸染料(n=l )或吲哚菁二己酸染料(n=4),並且具有結構美國專利6,761,878描述了吲哚菁二丙酸染料和吲哚菁二己酸染料的合 成方法。在另一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的菁染料相應為式5:式5其中R37、 R38、 R39、 R40、 R4i、 R42、 R43、 R44、 R45、 Ys和Z5獨立地選自-H， Cl-C10烷tt， C1-C10多烷HJ^錄，C1-C20多羥基》錄，C5-C20多輕基芳 基，R基團的葡萄糖衍生物，糖類， ， Cl-C10絲》錄，硝基，卣 素，親水肽，芳基多磺酸鹽，Cl-C10;^&， Cl-C10芳基，-S03T， -C02T， -OH， -(CH2)aS03T , -(CH2)aOS03T ， -(CH2)aNHS03T , -(CH2)aC02(CH2)bS03T ， -(CH2)aOCO(CH2)bS03T, -(CH2)aCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aNHCO(CH2)bS03T, -(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T, _(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T ,-(CH2)aOCONH(CH2)bS03T, (CH2)aP03HT, -(CH2)aP03T2, -(CH2)aOP03HT ， -(CH2)aOP03T2, -(CH2)aNHP03HT， -(CH2)aNHP03T2, -(CH2)aC02(CH2)bP03HT， -(CH2)aC02(CH2)bP03T2, -(CH2)aOCO(CH2)bP03HT, -(CH2)aOCO(CH2)bP03T2, -(CH2)aCONH(CH2)bP03HT ， -(CH2)aCONH(CH2)bP03T2 ，-(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT , -(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2 ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT ，-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2 , -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT ,-(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT和 -(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2 , -CH2(CHrO-CH2)c-CH2-OH , -(CH2)d-C02T , -CH2-(CH2-0-CH2)e-CH2-C02T ， -(CH2VNH2 ， -CH2-(CHrO-CH2)g-CHrNH2 ，畫(CH2)h-N(Ra)畫(CH2)廣C02T和 -(CH^-NCIQ-CHHCHrO-CHyk-CHrCC^T; Ws和Xs獨立地選自-CRcRd， -O-， -NRc，畫S-和-Se; V5是單鍵或選自-0畫，-S誦，-Se-和一NRa; Ds是單鍵或雙鍵；A5、 Bs和Es可以相同或不同並且獨立地選自-O-， -S-， -Se-， -P-， -NRa, -CRcRd, CRc，烷基和-C二O; A5、 B5、 Ds和Es可以一起形成6或7元碳環或任選包含一 個或多個氧、氮或石克原子的6或7元雜環；a、 b、 d、 f、 h、 i和j獨立地是l-10; c、 e、 g和k獨立地是1-100; as和bs是0-5; &、 Rt、 Rc和Rd如Ys相同的定 義；和T是H或負電荷。美國專利6,887，854描述了所述多羥基吲咮磺酸鹽和剛性雜原子吲。^M黃酸鹽 的合成方法。在另 一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的吲哚菁染料相應 為式6:其中R46、 R47、 R48、 R49、 R50、 R51、 R52、 R53、 R54、 R55、 R56、仗57和尺58、Y6和Z6獨立地選自-H， Cl-C10烷氧基，Cl-C10多烷織烷基，Cl-C20多羥 基烷基，C5-C20多羥基芳基，R基團的葡萄糖衍生物，糖類，C1-C10 to烷基，絲，硝基，滷素，親水肽，芳基多磺酸鹽，Cl-C10烷基，C1-C10 芳基，-S03T， -C02T， -OH， -(CH2)aS03T, -(CH2)aOS03T， -(CH2)aNHS03T,-(CH2)aC02(CH2)bS03T ， -(CH2)aOCO(CH2)bS03T ，-(CH2)aCONH(CH2)bS03T , -(CH2)aNHCO(CH2)bS03T ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aNHCSNH(CH2)bS03T ,-(CH2)aOCONH(CH2)bS03T, -(CH2)aP03HT ， -(CH2)aP03T2 ， -(CH2)aOP03HT ， -(CH2)aOP03T2, -(CH2)aNHP03HT, -(CH2)aNHP03T2, -(CH2)aC02(CH2)bP03HT, -(CH2)aC02(CH2)bP03T2， -(CH2)aOCO(CH2)bP03HT， -(CH2)aOCO(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aCONH(CH2)bP03HT , -(CH2)aCONH(CH2)bP03T2 ,-(CH2)aNHCO(CH2)bP03HT , -(CH2)aNHCO(CH2)bP03T2 ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03HT ,-(CH2)aNHCONH(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03HT ,-(CH2)aNHCSNH(CH2)bP03T2 ， -(CH2)aOCONH(CH2)bP03HT ， 和 -(CH2)aOCONH(CH2)bP03T2 , -CH2(CH2-0-CH2)e-CH2-OH , -(CH2)d-C02T ， -CH2-(CH2-0-CH2)e-CH2-C02T , -(CH2)rNH2 , -CH2-(CH2-0-CH2)g-CH2-NH2 ， -(CH2)h-N(Ra)-(CH2)rC02T和 -(CH2)rN(Rb)-CHr(CH2-0-CH2)k-CHrC02T; W6和X6獨立地選自畫CRcRd，畫O畫， -NRc， -S-和-Se; V6是單鍵或選自誦0-, -S-， -Se-和—NRa; 06是單鍵或雙鍵；~、 B6和E6可以相同或不同並誠自-0-， -S-， -Se-， -P-, -NRa, -CRcRa， CRc，烷 基和-OO; A6， B6， D6和E6可以一起形成6或7元碳環或者任選包含一個或 多個氧、氮或磁源子的6或7元雜環；a, b， d， f, h, i和j獨立地是l-10; c, e， g和k獨立地是1-100; 36和136是0-5; &、 Rb、 Rc和Rd如Y6同樣的定義； 和T是H或負電荷。在一示例性實施方案中，吲咮菁染料是由式6所示的一類化合物中的多羥 基苯並吲咮磺酸鹽並且具有結構formula see original document page 24so3— SCVNa n = 1-3; X7 = H, OH; Y7,Y8 = H, S(V, C02H, CH2C02H, CH2OH美國專利6,887,854描述了所述多羥基苯並吲"^M黃酸鹽的合成方法。 親水性螯合試劑，例如乙二胺四乙酸(EDTA)、 二亞乙基三胺五乙酸 (DPTA)、 1,4，7，10-四氮雜環十二烷四乙酸(DOTA)或它們的衍生物，可以 作為一個或多個R基團被連接在式1-6的化合物上。這些結構預期是高水溶性 的。在另 一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的吡嗦4't生物相應 為式7:X1 N Y2\^ (CH2)m\I 1 式7 一< / 式A其中X1和乂2是吸電子取代基並且獨立地選自-CN,-C02R、"CONI^R3， -COR4， -N02， -SOR5， —S02R6, —8020117和/或—P03R8R9。每個Y1和Y2是 供電子取代基並且獨立地選自-OR1G， -SR11， -NR12R13, -N(R14)COR15和/ 或相應為下面式A的取代基。21是直接的鍵，-CR16R17-， -O-， -NR18-，-NCOR19-， -S-, -SO-或-S02-。 "m"和"n，，是1和6之間並包含1和6的任一 合適的整數，並且在一實施方案中是1和3之間並包含1和3的任一整數。 R1至R"是能夠增強吡溱衍生物的生物學性質和/或物化性質的任何合適的 取代基團。例如，Ri至R"的每一個R基團可以獨立地是氫原子、陰離子官 能團(例如羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根)和/或親水官能團(例 如羥基、羧基、磺醯基、磺酸基(sulfonato)和膦酸基(phosphonato))中的任何 一個。在一示例性實施方案中，相應為式7的吡。秦衍生物是3，6-二氰基 -2,5-[(^風:^,^-四(羧基曱基)氨基)吡嗪H02C\H02C、 ^N、 ^N、 ^CN、C02H在另 一示例性實施方案中，相應為式7的吡。秦^"生物是3，6-[(N，N,N，,N，-四(2-羥基乙基)氨基)吡嗪-2,5-二羧酸'nyV^C02HOHOH在另 一示例性實施方案中，相應於式7的吡。秦衍生物是3，6-雙(N-氮雜環 丁烷基)吡溱-2,5-二羧酸H02C N N在另 一示例性實施方案中，相應於式7的吡,衍生物是3,6-雙(N-嗎啉代) 吡溱-2,5-二羧酸formula see original document page 26在另 一示例性實施方案中，相應於式7的吡溱衍生物是3,6-雙(N-哌溱基) 吡溱-2，5-二羧酸formula see original document page 26在另一示例性實施方案中，相應於式7的吡溱衍生物是3,6-雙(N-硫代嗎 啉代)吡喚-2,5-二羧酸formula see original document page 26在另一示例性實施方案中，相應於式7的吡溱書f生物是3，6-雙(N^克代嗎 啉代)他嗪-2，5-二羧酸S-氧化物formula see original document page 27在另 一示例性實施方案中，相應於式7的吡。秦衍生物是2,5-二氰基-3，6-雙(N-硫代嗎啉代)吡溱-2，5-二羧酸S,S-二氧化物formula see original document page 27美國專利申請號60/815,712和PCT已/>開申i會WO2006/071759中描述 了這些吡。秦[汙生物的合成方法。在另 一組實施方案中，在本發明的方法中用作光學試劑的吡溱衍生物相 應為式8:formula see original document page 27其中每個X3和X4是吸電子取代基且獨立地選自-CN, -C02R2G， —CONR21R22, —COR23, —N02， —SOR24， —S02R25， —80201126和/或—P03R27R28。 每一個f和Y"是供電子取代基且獨立地選自-OR29, -SR3Q, -NR31R32， -N(R")CORS4和/或相應為下面式B的取代基。ZZ是直接鍵，-CR35R36-， -O-， —NR37-, —NCOR38-, —S-， —SO-或—SOr。 "p，，和"q，，是1和6之間並包含1 和6的任一合適的整數，並且在一實施方案中是1和3之間並包含1和3的整數。R^至R"是能夠增強式8的吡嗓衍生物的生物學性質和/或物化性質 的任何合適的取代基團。例如，R^至R"的每一個R基團可以獨立地是氫 原子、陰離子官能團(例如羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根)和 /或親水官能團(例如羥基、 、磺醯基、磺酸基和膦g)中的任何一個。 可以在本發明的方法中用作光學試劑的其他光學試劑包括但不限於例 如螢光素-聚天冬氨酸(6000 )綴合物、螢光素-聚天冬氨酸(10000 )綴合物、 螢光素-聚穀氨酸(13000)綴合物、螢光素-聚精氨酸(10000)綴合物、吲 哚菁-十二天冬氨酸綴合物和吲哚菁(NIRD)-聚天冬氨酸6000綴合物。美 國專利6，228，344中描述了這些化合物的製備方法。IIL給藥途徑可以通過現有技術中已知的任何一種方法給藥外科患者有效量的一種 或多種光學試劑。光學試劑可以通過胃腸外給藥或腸內藥。在一實施方案中， 給藥全身給藥一種或多種光學試劑並運送到患者的腎系統中。例如，可以通 過靜脈內、動脈內、口服、通過胃或腸(例如十二指腸或空腸)進藥管、肌 肉注射、皮下注射或輸注、腹膜內注射或輸注、鞘內、舌下、直腸、陰道、 鼻、通過吸入、通過皮膚的透皮吸收或通過骨內輸注給藥患者光學試劑。靜脈內給藥可用於運送單劑量或一次推注的(bolus)—種或多種光學試 劑。可選地，光學試劑的靜脈內給藥可以是間歇的或連續的。在另一實施方案中，光學試劑可以通過適當的遞送裝置對患者的腎系統 或其組織局部給藥。例如， 一種或多種光學試劑可以被注射到腎系統的組織 中。作為另一實例， 一種或多種光學試劑可以通過導尿管被輸注到或滴注到 膀胱中。當由於其他原因(例如當患者處於麻醉中為了排尿)需要或期望導 尿時，通過導尿管將光學試劑輸注到或滴注到膀胱中是優選的。通過導尿管 將光學試劑輸注到或滴注到膀胱中還可以便於尿道的檢測。光學試劑的給藥的間隔和光學試劑在患者腎系統中出現時間取決於所 用的特定光學試劑、給藥途徑、試劑被排出的主要途徑(即腎或肝膽)等。對外科患者超過一種的光學試劑的給藥可以通過給藥包含所有要給藥 的光學試劑的製劑(例如用於靜脈或腹腔給藥的無菌液)來完成。可選地， 各光學試劑可以以單獨的製劑給藥。當給藥患者超過一種光學試劑時，每一 種光學試劑的給藥不需要通過相同的途徑(例如一種試劑可以通過導尿管輸注到膀胱中給藥，而另一種是靜脈給藥)。多種光學試劑的給藥可以是(但 不必一定是)同時的。在本發明的一些實施方案中，腎可排洩的光學試劑可以與其他生物相容的化合物共給藥(co-adminstation)。 IV.製劑腎可排洩的光學試劑可以被製成用於對患者腸內給藥或胃腸外給藥的 組合物。通常，所述組合物包含有效量的一種或多種光學試劑，以及適用於 期望的給藥^各徑的藥用載體和賦形劑。如此該組合物可以包含單一的光學試 劑或者可以包含對患者共給藥的兩種或多種光學試劑的組合。在一實施方案中，光學試劑被製成用於胃腸外給藥的無菌水溶液或懸浮 液。所述腸外溶液或懸浮液可以被直接注射或為了全身給藥與大量的胃腸外 組合物混合。所述溶液給藥的示例性途徑包括靜脈給藥、腹腔注射或輸注或 通過導尿管輸注到膀胱中。包含一種或多種腎可排洩的光學試劑的用於胃腸外給藥的無菌水溶液 或懸浮液還可以任選包括一種或多種下列組分藥學上可接受的緩衝液、電 解質(例如NaCl)、稀釋劑、溶劑、抗菌劑、螯合劑(例如乙二胺四乙酸 (EDTA))、防腐劑、表面活性劑和/或其他合適的生物相容的化合物。在另一實施方案中，光學試劑可以被製成用於腸內給藥的製劑，例如， 作為無菌水溶液或懸浮液或者作為固體。製成用於腸內給藥的無菌水溶液或 懸浮液的光學試劑可以例如口服或者通過進藥管給藥。所述溶液或懸浮液除 了光學試劑之外還可以任選包括一種或多種下面的組分藥學上可接受的的 緩衝液、電解質(例如NaCl)、稀釋劑、溶劑、抗菌劑、螯合劑(例如乙二 胺四乙酸(EDTA))、防腐劑、表面活性劑、觸變試劑(thixotropic agent)和/ 或其他任何合適的生物相容的化合物。口服給藥的水溶液還可以任選包含調 味劑和/或能提高味覺品質的其他成分。光學試劑還可以被製成用於口服給藥的固體。例如，光學試劑可以被裝 入膠嚢中或壓製成片劑。包含一種或多種腎可排洩的光學試劑的用於口服給 藥的的固體製劑還可以任選包含一種或多種下面的組分粘合劑(例如澱粉、 糖、纖維素或者糖醇)、填料(例如植物纖維素、磷酸氫鈣、豆油或紅花油)、 崩解劑、潤滑劑(例如硬脂酸或硬脂酸鎂)、包衣(例如纖維素或合成的聚合物)、甜味劑或其他調味劑、防腐劑和/或任何其他合適的生物相容的化合 物。在另 一 實施方案中，光學試劑可以被製劑成固體並在給藥之前被重構(reconstituted)為無菌水溶液或懸浮液中。光學試劑可以被配製成脂質體、膠嚢、微球或微膠嚢中。可以使用本領 域中熟知的方法完成製備和裝填。V. 給藥劑量外科手術中光學試劑的給藥量通常取決於給藥的光學試劑、給藥途徑、 使用的檢測方法、要分隔的組織、期望的螢光的強度和使用的手術方法。通 過實施例的方式，劑量通常可以在約0.05 lam/kg體重至約20 ium/kg體重的 範圍內。VI. 試劑盒為了方便，根據本發明的方法使用的光學試劑可以以包含一些或所有必 需組分的試劑盒的形式提供給用戶。試劑盒可以包含一個或多個下面的組 分(i) 一種或多種光學試劑，(ii)給藥裝置(例如注射器)，和(iii)使用 該組合物對外科患者的腎系統的一個或多個組織進行光學4企測的說明書。該 試劑盒還可以任選包含緩衝劑、賦形劑、鹽、防腐劑等等。在一 實施方案中，光學試劑可以在試劑盒中以無菌水溶液或懸浮液形式 被提供，該無菌水溶液或懸浮液可以通過，例如靜脈內、經由導尿管被輸注 到膀胱中、腹腔注射或輸注或者其他任何一種合適的方式給藥。可選地，光 學試劑可以在試劑盒中作為能被口服給藥的無菌水溶液或懸浮液形式被提 供。在另一實施方案中，光學試劑可以在試劑盒中作為固體製劑(例如片劑 或膠嚢)被提供，所述固體製劑在對外科患者給藥之前被重構為無菌水溶液 或懸浮液。本發明試劑盒的說明書可以包括例如有關光學試劑的信息(例如劑量信 息、最佳吸收或激發波長、最佳;險測波長、腎清除動力學、與外科手術相關 的最佳給藥時間等等)、關於包含在該製劑中的任何其他化合物的信息(例 如如上所述的緩衝劑、稀釋劑、防腐劑等)、重構包含在試劑盒中的固體生 物相容的組合物的說明、給藥外科患者試劑盒中的生物相容的組合物的說明、在對外科病人給藥後檢測光學試劑的說明、光學試劑的最佳檢測方法的 說明、和/或判斷光學試劑的腎排洩程度的說明。 提供下面的實施例來示例性說明本發明。實施例實施例1在完好的大鼠中3,6-二氨基吡嗪-2，5-二羧酸的腎清除 oformula see original document page 31將波長約470nm的入射雷射經由纖維光束傳送到被麻醉的完好 Sprague-Dawley大鼠的耳朵中。使用光檢測器從耳朵中檢測螢光。在給藥光 學試劑之前獲得螢光的背景讀數。接著吡嗪試劑(2ml的0.4mg/ml的3,6-二氨基吡嗪-2,5-二羧酸在PBS中的溶液)通過推注到側面尾靜脈中的方法給 藥。如圖l所示，注射後，螢光信號迅速增加到峰值，然後作為時間的函數 衰減，這表明該試劑在略微超過20分鐘的時間裡從血流中被清除了 。血液清除時間表可能遵循二室藥代動力學模型。因此血液中試劑濃度的 焚光信號對時間的函數符合雙指數衰減。用於擬合數據的方程式是 S-Ae, + Be, + C (1)其中S是測定的螢光強度信號，以及t是測定的時間點。衰減時間^和 t2以及常數A、 B和C通過擬合推導出。使用SigmaPlot (Systat Software Inc., Richmond CA)的非線性回歸分析包來擬合數據至方程式(1 )。在本實施例和下面的實施例中，"表示血管-細胞外流體平衡時間常數，並且t2表示光學試劑從血液中的清除。 實施例2在雙側腎切除的大鼠中3,6-二氨基吡嗪-2,5-二羧酸的腎清除 將麻醉好的Sprague-Dawley大鼠雙側腎切除。波長約470nrn的入射激 光經由纖維光束傳送到大鼠的耳朵中。使用光檢測器從耳朵中檢測螢光。在 吡溱試劑給藥之前獲得螢光的背景讀數。接著吡溱試劑(2ml的0.4mg/ml 的3,6-二氨基吡嗪-2,5-二羧酸在PBS中的溶液)通過推注到側面尾靜脈中的 方法給藥。如圖2中所示，注射後不久，檢測到的螢光信號迅速增加到峰值。 然而，由於排洩藉助的器官-腎臟的血液供給已經被阻止了 ，所以吡。秦試劑 沒有被清除。具體而言，將腎動脈結紮以阻止血液流向腎臟。吡嗪試劑不能 從雙側腎切除的大鼠的血液中被清除說明該試劑是腎可排洩的。圖3所示的是從完好的大鼠中的清除數據(圖1 )和從雙側腎切除的大 鼠中的清除數據(圖2)的比較。類似於圖1和2所示的實驗可以用來判斷 候選試劑是否是腎可排洩的。實施例3大鼠輸尿管中3，6-二氨基吡嗪-2,5-二羧酸的檢測通過劇空注射將氯胺酮(87mg/kg)和曱苯奮秦(2.6mg/kg)的混合物給藥 Sprague-Dawley大鼠將其麻醉。當該動物達到預期的麻醉狀態時，在該動物的 側面尾靜脈中放置一個帶有3"管的蝶狀25號量具並用鹽水衝洗。將大鼠放置到 加熱臺上並在研究過程中保溫。做一個腹部切口來接近輸尿管並將輸尿管暴露在具有合適波長的雷射下以 使採用的光學試劑發出螢光。數據採集初始化，並且在光學試劑給藥之前獲得 螢光的背景讀數。通過推注到側面尾靜脈中，給藥大鼠光學試劑3，6-二氨基吡溱-2,5-二羧 酸，並且通過循環系統和腎臟到達輸尿管。光學試劑的劑量是約2mL的 0.4mg/mL的PBS中的溶液。大鼠重量約為250g。4吏用Power Technology, Inc. (Little Rock， AR)的3mW的雷射來發射光進 入纖維光束的一端，該光束的另一端被放置在臨近輸尿管處。如圖4所述， 在光學試劑靜脈給藥約40分鐘後檢測到該光學試劑在輸尿管中發出的螢光。 僅僅從輸尿管中而沒有從其他附近的組織中觀察到螢光，這表明光學試劑被 限制在輸尿管中並且在附近的組織中不存在。如圖5-6中所示，當手術區被 暴露在波長約470nm的入射光中時，輸尿管中的光學試劑發射波長約530nm的螢光能量。顯示出輸尿管中的螢光光學試劑的手術區照片如圖5-6 (不存 在500nm長波濾光器)和圖7 (存在500nm長波濾光器)中所示。在介紹本發明的要素或其優選的實施方案時，冠詞"一個(a)"、"一個 (an)"、"該(the)"和"所述(said)"用來表示存在一個或多個要素。術語"包含"、 "包括"和"具有"是指包含性的並且表示除了列出的要素之外還可以有其他要 素。考慮到前面所述內容，將看出本發明的幾個目標已達到，並且還獲得了 其他優勢。此包含在上面的說明書和任一個圖中顯示的所有主題應當被解讀為描述性 而非限制性。
權利要求
1、在外科手術中使用光學試劑的方法，該方法包括給藥患者腎可排洩的光學試劑以使該光學試劑出現在患者尿液中；通過非電離輻射照射患者腎系統的第一組織來檢測該光學試劑；和檢測被照射的第一組織中的該試劑來區分第一組織的位置。
2、 在外科手術中使用光學試劑的方法，該方法包括 使用非電離輻射照射患者的手術區檢測腎可排洩的光學試劑，該光學試劑在照射期間位於手術區中患者腎系統的第一組織中；和基於或者至少部分基於該光學試劑的光學檢測，對患者的第二組織進行 手術操作。
3、 在外科手術中使用光學試劑的方法，該方法包括將腎可排洩的光學試劑遞送到患者腎系統的第 一組織中；使用非電離輻射照射第 一組織來檢測該光學試劑；遞送之後，基於或者至少部分基於該照射來一企測該光學試劑；和基於或者至少部分基於該檢測來判斷光學試劑是否保留在第一組織中。
4、 權利要求1-3中任一項的方法，其中所述腎可排洩的光學試劑選自 苯基口佔p屯、吩漆溱、吩硒。秦、菁、口引哚菁、方酸、二吡咯並嘧咬酮、蒽醌、並 四苯、喹啉、吡溱、吖啶、吖啶酮、菲啶、偶氮染料，羅丹明、吩-惡嗪、奠、 氮雜奧、三苯曱烷染料、吲哚、苯並吲哚、吲哚碳菁、苯並吲哚碳菁、其綴合 物和其卩汁生物。
5、 權利要求1-3中任一項的方法，其中所述腎可排洩的光學試劑選自 螢光素、吲哚菁綠、異舒泛藍、雙(乙基羧基曱基)"l哚菁、雙(戊基羧基甲基) 口引哚菁、吲哚菁二丙酸、吲哚菁二己酸、3,6-二氰基-2，5-[(N，N，N',N'-四(羧基曱基)氨基)吡嗪、3,6-[(N,N,N'，N'-四(2-羥基乙基)氨基)吡嗪-2，5-二羧酸、3 ，6-雙(N-氮雜環丁烷基)p比。秦-2，5-二羧酸、3,6-雙(N-嗎啉代)吡溱-2,5-二羧酸、3,6-雙(N-哌溱基)吡。秦-2，5-二羧酸、3 ，6-雙(N-硫代嗎啉代)吡溱-2，5-二羧酸、3,6-雙(N-硫代嗎啉代)吡嗪-2，5-二羧酸S-氧化物、2,5-二氰基-3,6-雙(N-硫代嗎啉代)吡嗪S，S-二氧化物、吲哚碳菁四磺酸 鹽、氯代吲哚碳菁和3,6-二氨基吡嗪-2,5-二羧酸。
6、 權利要求1-3中任一項的方法，其中所述腎可排洩的光學試劑選自 螢光素、吲哚菁綠和3,6-二ttp比n秦2，5-二羧酸。
7、 權利要求1-6中任一項的方法，其中所述腎可排洩的光學試劑通過 靜脈給藥。
8、 權利要求1-7中任一項的方法，其中所述非電離輻射選自可見光輻 射、紫外輻射、紅外輻射和它們的組合。
9、 權利要求1-8中任一項的方法，其中使用肉眼、照相機、電荷耦合 設備、光電倍增管、雪崩式二極體和光電二極體中的至少一種檢測該試劑。
10、 權利要求1-9中任一項的方法，其中所述第一個被照射的組織選自 輸尿管、膀胱和尿道。
11、 權利要求1-10中任一項的方法，其中所述外科手術選自全部或部分 子宮切除術、卵巢切除術、輸卵管結紮、卵巢嚢腫的手術切除、陰道壁的前 方修補、剖腹產切開術、盆腔脫垂的修復、盆腔腫塊切除術、輸卵管摘除、 附件切除術、宮外孕的摘除、輸精管切除術、前列腺切除術、疝氣修復手術、 結腸切除術、膽嚢切除術、闌尾切除術、肝膽手術、脾切除術、遠端或全部 胰切除術、惠普爾手術和腹腔或盆腔淋巴結切開術。
12、 試劑盒，包括其中包含腎可排洩的光學試劑的生物相容的組合物， 以及使用該組合物對患者腎系統的組織進行光學檢測的說明書。
13、 權利要求12的試劑盒，其中所述光學試劑是權利要求4-6中任一 項列出的光學試劑。
14、 權利要求12的試劑盒，其中所述說明書包括實施權利要求1-11的 方法之一的i兌明書。
全文摘要
在一些方面，本發明涉及使用腎可排洩的光學試劑檢測外科患者腎系統的一個和多個組織的方法。在一些方面中，本發明涉及一種試劑盒，其包括其中包含一種或多種光學試劑的生物相容的組合物以及在本發明的方法中使用該光學試劑的說明書。
文檔編號A61K49/00GK101267844SQ200680034923
公開日2008年9月17日 申請日期2006年10月11日 優先權日2006年2月24日
發明者丹尼斯·A·穆爾, 拉加萬·拉傑戈帕蘭, 斯科特·T·德皮爾羅, 理察·B·多肖 申請人:馬林克羅特公司