Cyclen

别名: 轮环藤宁;1,4,7,10-四氮杂环十二烷;1,4,7,10-Tetraazacyclododecane 1,4,7,10-四氮杂环十二烷; 轮环滕宁;1,4,7,10-四氮环十二烷
目录号: V31036 纯度: ≥98%
Cyclen是冠醚的大环氮杂类似物,用作MRI造影剂的前体,也是制备有效大环螯合物的中间体。
Cyclen CAS号: 294-90-6
产品类别: New12
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
规格 价格 库存 数量
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产品描述
Cycen 是冠醚的大环氮杂类似物,用作 MRI 造影剂的前体,也是制备有效大环螯合物的中间体。 Cyclen 化合物能够选择性地结合阳离子,并用作 MRI 造影剂(以及其他成像)剂中使用的化学物质的配体。
生物活性&实验参考方法
靶点
- Water molecules (as Cyclen-based Gd³⁺ complexes act by shortening the relaxation time of water protons for MRI contrast enhancement) [1]
体外研究 (In Vitro)
- 环糊精(Cyclen)基Gd³⁺配合物的纵向弛豫率(r1)优于临床常用MRI造影剂(如Gd-DTPA)。在1.5 T磁场、37℃条件下,r1值范围为3.0–10.5 mM⁻¹s⁻¹,具体数值取决于环糊精配体的结构修饰(如引入亲水基团、刚性片段或靶向配体)[1]
- 细胞毒性实验显示,多数环糊精基Gd³⁺配合物对哺乳动物细胞系(如HeLa、HepG2、L929)毒性较低,孵育24–72 h后的IC50值均大于100 μM[1]
- 细胞摄取实验表明,经细胞穿透肽或受体靶向配体修饰的环糊精配合物对特定细胞类型的内化作用增强,通过ICP-MS检测细胞内Gd含量可验证这一结果[1]
- 环糊精-Gd³⁺配合物的水交换速率(kex)测定值为10⁶–10⁷ s⁻¹,该范围适用于高效T1弛豫增强[1]
体内研究 (In Vivo)
- 在Balb/c小鼠中,尾静脉注射环糊精基Gd³⁺配合物(0.1 mmol Gd/kg体重)后,5–30 min内肾脏、肝脏和血管的T1加权MRI信号显著增强,信号增强持续时间为2–4 h(取决于配体结构)[1]
- 荷瘤裸鼠(异种移植模型)注射靶向环糊精基Gd³⁺配合物(经RGD肽或叶酸修饰)后,肿瘤组织的MRI造影增强效果优于非靶向环糊精配合物,肿瘤与肌肉的信号比提高2–3倍[1]
- 生物分布研究显示,环糊精基Gd³⁺配合物主要在肾脏积累,并通过肾脏途径快速清除,在肝脏和其他器官的滞留量极低[1]
细胞实验
- 细胞毒性实验:将哺乳动物细胞以每孔5×10³个的密度接种到96孔板中,过夜孵育。向孔中加入系列浓度的环糊精基Gd³⁺配合物(0.1–500 μM Gd),培养24、48或72 h。加入细胞活力检测试剂,通过测定吸光度计算细胞存活率和IC50值[1]
- 细胞摄取实验:将细胞接种到6孔板中,与环糊精基Gd³⁺配合物(50 μM Gd)孵育1–4 h。用PBS洗涤去除未结合的配合物后裂解细胞,通过ICP-MS定量细胞内Gd浓度,以确定摄取效率[1]
- 荧光成像实验:将偶联荧光染料的环糊精配体与Gd³⁺螯合形成配合物,与细胞共孵育后,通过荧光显微镜观察配合物的细胞定位和内化情况[1]
动物实验
正常小鼠的 MRI 成像:将 Balb/c 小鼠(20–25 g)麻醉后,经尾静脉注射基于 Cyclen 的 Gd³⁺ 复合物(0.1 mmol Gd/kg 体重)。分别于注射后 0、5、15、30、60、120 和 240 分钟进行 T1 加权 MRI 扫描,以监测各器官的信号增强情况 [1]
- 裸鼠的肿瘤成像:将携带皮下异种移植瘤(50–100 mm³)的裸鼠经尾静脉注射靶向或非靶向 Cyclen-Gd³⁺ 复合物(0.1 mmol Gd/kg 体重)。在不同时间点进行MRI扫描以评估肿瘤对比度增强[1]
- 生物分布研究:小鼠在注射Cyclen-Gd³⁺复合物24小时后处死。收集主要器官(肾脏、肝脏、脾脏、心脏、肺脏、肿瘤),称重并消化。采用ICP-MS测定各器官中Gd的浓度,以计算组织分布图[1]
- 急性毒性研究:小鼠静脉注射高剂量Cyclen-Gd³⁺复合物(0.5 mmol Gd/kg体重),并监测14天。评估体重变化、毒性临床症状和器官组织病理学[1]
药代性质 (ADME/PK)
基于Cyclen的Gd³⁺复合物的血液清除半衰期(t1/2β)为0.8至2.5小时,肾脏清除是主要的消除途径[1]
- 生物分布数据显示,Gd在肾脏中的蓄积量最高(注射后1小时为15-30 μg Gd/g组织),其次是肝脏(2-5 μg Gd/g组织),其他器官(心脏、肺、脾脏)中的蓄积量极少(<2 μg Gd/g组织)[1]
- 注射后24小时内,Gd的尿排泄率为60-85%,表明Cyclen-Gd³⁺复合物的肾脏清除效率很高[1]
- Cyclen-Gd³⁺复合物的血浆蛋白结合率较低(5–15%),通过超滤试验测定[1]
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
体外细胞毒性:基于Cyclen的Gd³⁺复合物对HeLa、HepG2和L929细胞的毒性较低,IC50值>100 μM(24小时孵育)和>200 μM(72小时孵育)[1]
- 体内急性毒性:在小鼠中,以高达0.5 mmol Gd/kg体重的剂量连续14天给予Cyclen-Gd³⁺复合物,未观察到死亡或明显的毒性临床症状(例如,嗜睡、食欲不振)[1]
- 与对照组相比,治疗组小鼠的肝肾功能检查(ALT、AST、BUN、肌酐)未见显著异常[1]
- 对肾脏、肝脏和其他器官的组织病理学检查显示,未见明显的组织损伤或炎症Cyclen-Gd³⁺配合物[1]
参考文献

[1]. Cyclen-based Gd3+ complexes as MRI contrast agents: Relaxivity enhancement and ligand design. Bioorg Med Chem. 2016 Nov 15;24(22):5663-5684.

其他信息
1,4,7,10-四氮杂环十二烷是一种氮杂环烷烃,它是环十二烷,其中 1、4、7 和 10 位的碳原子被氮原子取代。它是一种饱和有机杂单环母体化合物,一种冠胺和一种氮杂环烷烃。
- Cyclen(1,4,7,10-四氮杂环十二烷)是一种大环配体,可与Gd³⁺离子形成稳定的八齿配合物[1]
- 基于Cyclen的Gd³⁺配合物增强MRI对比度的机制涉及配合物与本体溶液之间水分子的交换,从而缩短水质子的纵向(T1)和横向(T2)弛豫时间[1]
- Cyclen的配体设计策略包括引入亲水基团(例如羧酸根、羟基)以提高水溶性,使大环结构刚性化以优化水交换速率,以及偶联靶向基团(例如RGD肽、叶酸)以增强组织特异性积累。 [1]
- 基于环烯的Gd³⁺复合物相比临床造影剂具有更高的弛豫率、更好的稳定性和更低的毒性等优势,使其成为诊断性MRI应用的理想候选药物。[1]
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C8H20N4
分子量
172.2712
精确质量
172.168
CAS号
294-90-6
PubChem CID
64963
外观&性状
White to off-white solid powder
密度
0.9±0.1 g/cm3
沸点
283.8±8.0 °C at 760 mmHg
熔点
110-113 °C(lit.)
闪点
129.5±13.5 °C
蒸汽压
0.0±0.6 mmHg at 25°C
折射率
1.424
LogP
-2.34
tPSA
48.12
氢键供体(HBD)数目
4
氢键受体(HBA)数目
4
可旋转键数目(RBC)
0
重原子数目
12
分子复杂度/Complexity
65.1
定义原子立体中心数目
0
InChi Key
QBPPRVHXOZRESW-UHFFFAOYSA-N
InChi Code
InChI=1S/C8H20N4/c1-2-10-5-6-12-8-7-11-4-3-9-1/h9-12H,1-8H2
化学名
1,4,7,10-tetrazacyclododecane
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意: (1). 本产品在运输和储存过程中需避光。  (2). 请将本产品存放在密封且受保护的环境中(例如氮气保护),避免吸湿/受潮。
运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
H2O : ~50 mg/mL (~290.24 mM)
DMSO : ~1.85 mg/mL (~10.74 mM)
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 5.8048 mL 29.0242 mL 58.0484 mL
5 mM 1.1610 mL 5.8048 mL 11.6097 mL
10 mM 0.5805 mL 2.9024 mL 5.8048 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
+
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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