CN101316616A - 应用三苯甲基自由基和顺磁金属离子的动态核极化（dnp）的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在极化样品中应用三苯甲基自由基和顺磁金属离子组合作为极化剂使其极化水平提高的动态核极化(DNP)的方法，和涉及用于该方法的组合物和极化剂。

Description

应用三苯甲基自由基和顺磁金属离子的动态核极化（DNP）的方法

本发明涉及在极化样品中导致极化水平提高的动态核极化(DNP)的方法和涉及用于该方法的组合物和极化剂。

核磁共振(MR)成像(MRI)已经成为对医生有特别吸引力的成像技术，因为其允许以非侵入的方式获得患者身体或其部分的图像而没有使患者和医务人员暴露给潜在有害的辐射如x-射线。由于其高质量的图像，MRI是软组织和器官的有利成像技术，且其可区分正常和患病的组织，例如肿瘤和损伤。

可以用或不用MR造影剂来进行MRI。然而，增强造影的MRI通常能够检测到更小的组织变化，这使得它成为检测早期组织变化例如小肿瘤或转移的有力工具。

几种造影剂已经用于MRI中。水溶性顺磁金属螯合物，例如钆螯合物，如Omniscan^TM(GE Healthcare)，是广泛使用的MR造影剂。如果给予脉管系统中，由于它们的低分子量，它们将快速分布至细胞外隙(即血液和间质)。它们还可以相对快速地从身体中清除。

另一方面，血池MR造影剂，例如超顺磁氧化铁颗粒，在脉管系统内保持延长的时间。已经证明它们对提高肝脏中的造影以及检测毛细管渗透性异常(例如肿瘤中例如作为血管生成结果的“渗漏的”毛细管壁)是非常有用的。

尽管上述造影剂具有毫无疑问的卓越特性，但它们的使用不是没有任何风险。尽管顺磁金属螯合复合物通常具有高稳定性常数，但在给予后毒性金属离子在体内可能释放。此外，这些种类的造影剂显示出差的特异性。

WO-A-99/35508公开了MR研究患者的方法，其应用高T₁剂的超极化溶液作为MRI造影剂。术语“超极化”是指提高存在于高T₁剂中的NMR活性核(即非零核自旋的核，优选¹³C-或¹⁵N-核)的核极化水平，至该水平在室温和1T(热极化)发现的水平之上。通过提高NMR活性核的核极化，这些核的激发核自旋状态和基础核自旋状态之间的群体差异得到显著提高，并因此将MR信号强度扩大了百倍和更多倍。当使用超极化的¹³C-和/或¹⁵N-富集的高T₁剂时，基本上没有背景信号的干扰，因为¹³C和/或¹⁵N的天然丰度是可以忽略的，因此不仅信号强度而且图像对比度是有利的高。常规MRI造影剂和超极化高T₁剂之间的主要差异为造影中前者的变化是通过影响体内水质子的弛豫时间引起的，而后类试剂可认为是非放射性示踪剂，因此获得的MR信号仅由注入剂引起。

WO-A-99/35508中公开了适合用作MR成像剂的多种可能的高T₁剂，包括但不限于，非内源化合物或内源性化合物如醋酸盐、丙酮酸盐、草酸盐或葡萄糖酸盐，糖类如葡萄糖或果糖，脲，酰胺，氨基酸如谷氨酸盐、甘氨酸、半胱氨酸或天冬氨酸盐，核苷酸，维生素如抗坏血酸，青霉素衍生物和磺胺。进一步说明了代谢循环如柠檬酸循环中的中间产物如富马酸，是用于代谢活性成像的优选成像剂。

不得不强调的是由于弛豫以及-在给患者体内施用时-稀释，超极化成像剂的信号衰减。因此生物流体(例如血液)中成像剂的T₁值必须足够长(高)以确保试剂以高度超极化的状态分布至患者体内的目标部位。除了成像剂具有高T₁值以外，达到高极化水平是非常有利的。

WO-A-99/35508中公开了获得超极化高T₁剂的几种方法；其中之一是动态核极化(DNP)技术，其通过极化剂或称为DNP剂，包含未成对电子的化合物，实现了样品的极化。在DNP过程中，通常以微波辐射的形式提供能量，其最初激发DNP剂。衰减至基态时，存在从DNP剂的未配对电子至样品MNR活性核的极化转移。通常，在DNP过程中应用中磁场或高磁场和非常低的温度，例如，DNP过程在液体氦和约1T或以上的磁场中进行。替代选择地，可以应用中磁场和达到足够提高极化的任何温度。DNP技术例如描述于WO-A-98/58272和WO-A-01/96895中，其中两篇文献都在此包括作为参考。

DNP剂在DNP过程中起着决定性作用，因为它的选择对在极化样品中可达到的极化水平具有主要影响。各种DNP剂-在WO-A-99/35508中称为“OMRI造影剂”-是已知的。WO-A-99/35508、WO-A-88/10419、WO-A-90/00904、WO-A-91/12024、WO-A-93/02711或WO-A-96/39367中所述的基于氧、基于硫或基于碳的稳定的三苯甲基自由基(trityl radical)的应用，在多种不同样品中达到了高水平的极化。

我们现在令人惊讶地发现了向包含由DNP方法极化的样品和作为DNP剂的三苯甲基自由基的组合物中添加顺磁金属离子，导致在样品中显著地增加极化水平。这在临床情形中是特别有利的，所述情形中极化的样品在患者MR检查操作中用作MR成像剂。如果样品中的极化水平可以提高例如2倍，则在MR检查操作中仅需要使用一半浓度的样品。这当然不仅在经济角度上是有利的，而且为样品在这些加倍浓度有不需要的副作用时提供应用所述样品的可能性。

因此，从一方面看，本发明提供了产生固体超极化样品的方法，所述方法包括制备包括样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物，且对组合物进行动态核极化。

术语“超极化”和“极化”在下文中可交替使用并表示过量的核极化水平。优选地，术语“超极化”和“极化”表示0.1％过量的核极化水平，更优选地1％过量的核极化水平和最优选地10％过量的核极化水平。

极化水平可以例如通过固态NMR测量超极化样品中的NMR活性核来确定。例如，如果超极化样品中的活性核为¹³C，可获得固态¹³C-NMR的所述样品。固态¹³C-NMR测量优选包括应用低翻转角的单脉冲获得(simple pulse-acquire)NMR序列。比较超极化后样品的信号强度与动态核极化过程前的样品极化水平。然后根据样品DNP前和后之间的信号强度比计算极化水平。

相似方式地，溶解的超极化样品的极化水平可以通过液态NMR测量超极化样品中的NMR活性核来确定。再比较溶解的超极化后样品的信号强度与动态核极化过程前的溶解样品极化水平。然后根据样品DNP前和后之间的信号强度比计算极化水平。

术语“样品”表示将被动态核极化(DNP)极化的分子实体或实体。一般地，样品为一种或多种化合物。

根据本发明的方法导致在极化样品中的高极化水平。原则上每种化合物均可用作本发明方法的样品。在优选的实施方案中，样品为药物候选物，合适的小有机分子例如小于2000Da，或几种药物候选物的混合物，且超极化的药物候选物可用于NMR测定例如测定对某些感受器的结合亲和力中，或用于酶测定中。这样的测定描述于WO-A-2003/089656或WO-A-2004/051300中，优选地，它们是基于液态NMR波谱法的应用，这意味超极化固体样品在极化后不得不液化，优选地，通过将其溶解或熔解液化。该样品可以或不必为同位素富集。

在另一个优选的实施方案，样品为成像剂或其前体，且超极化样品在MR成像和/或化学转换成像中用作成像剂。优选的样品为那些包含极化核的样品，所述核显示慢的纵向弛豫以便极化维持足够长的时间以用于转移至生物体和以后的成像。优选样品包含核的纵向弛豫时间常数(T₁)大于10秒，优选大于30秒和更加优选大于60秒。这样称作的“高T₁剂”例如描述在WO-A-99/35508中。替代选择地，可能样品的T₁值可在文献中找到，或可通过获得可能样品的NMR光谱来测定，例如¹³C-NMR光谱测定¹³C标记的可能样品的T₁。

特别优选的样品为在人或非人类动物体内的代谢过程中担任作用的样品。这样超极化的成像剂可用于体内MR研究中获得组织代谢状态的信息，即它们有用于代谢活性的体内MR成像。组织代谢状态的信息可例如用于健康(正常)和患病组织之间的鉴别。特别优选的样品因此为内源化合物，更优选的内源化合物在人或非人类动物体内的代谢过程中担任作用。特别优选的样品选自氨基酸类(质子化的或去质子化的形式)优选丙氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸，乙酸盐，丙酮酸，丙酮酸盐，草酸盐，苹果酸盐，延胡索酸盐，乳酸盐，乳酸，柠檬酸盐，碳酸氢盐，丙二酸盐，琥珀酸盐，草乙酸盐，α-酮戊二酸，3-羟基丁酸盐，异柠檬酸盐和脲。在非常优选的实施方案中，上述优选的样品是同位素富集的，更优选为¹³C-或¹⁵N-同位素富集的，最优选为¹³C-同位素富集的。

一般地，旨在用作MR成像剂的样品优选为同位素富集的化合物，同位素富集是同位素富集的非零自旋核(MR活性核)，合适地为¹⁵N和/或¹³C，更优选¹³C。同位素富集可以包括化合物分子内的一个或多个位置的选择性富集或所有位置均匀富集。富集可例如通过化学合成或生物标记来实现，这两种方法是本领域已知的，且可依赖将被同位素富集的化合物来选择适当的方法。

旨在用作MR成像剂的优选实施方案样品为只在分子的一个位置被同位素富集的样品，优选至少10％的富集，更合适为至少25％，更优选至少75％和最优选至少90％。理想地，富集为100％。

同位素富集的最佳位置依赖于MR活性核的弛豫时间。优选地，化合物在长T₁弛豫时间的位置被同位素富集。优选应用在羧基-C-原子、羰基-C-原子或四价C-原子上富集的¹³C-富集化合物。

在优选的实施方案中，丙酮酸或丙酮酸盐在本发明方法中用作样品。丙酮酸和丙酮酸盐可以被同位素富集在C1-位置(¹³C₁-丙酮酸/-丙酮酸盐)、在C2-位置(¹³C₂-丙酮酸/-丙酮酸盐)、C3-位置(¹³C₃-丙酮酸/-丙酮酸盐)、在C1-和C2-位置(¹³C_1，2-丙酮酸/-丙酮酸盐)、在C1-和C3-位置(¹³C_1，3-丙酮酸/-丙酮酸盐)、在C2-和C3-位置(¹³C_2，3-丙酮酸/-丙酮酸盐)或在C1-、C2-和C3-位置(¹³C_1，2，3-丙酮酸/-丙酮酸盐)。在C1-位置是¹³C同位素富集优选的位置。此外优选的样品为¹³C-丙氨酸、¹³C-甘氨酸、¹³C-谷氨酰胺、¹³C-谷氨酸、¹³C-半胱氨酸、¹³C-天冬酰胺、¹³C-天冬氨酸(所有的氨基酸为其质子化的或去质子化的形式)、¹³C-乙酸盐、¹³C-草酸盐、¹³C-苹果酸盐、¹³C-延胡索酸盐、¹³C-乳酸盐、¹³C-乳酸、¹³C-柠檬酸盐、¹³C-碳酸氢盐、¹³C-丙二酸盐、¹³C-琥珀酸盐、¹³C-草乙酸盐、¹³C-α-酮戊二酸、¹³C-异柠檬酸盐、¹³C-3-羟基丁酸盐和¹³C-脲。

在另一个优选的实施方案中，本发明方法的样品用于固态NMR波谱法。在此超极化固体样品可通过静态或魔角旋转(static or magic anglespinning)的固态NMR波谱法分析。在此实施方案中，样品不限于具有某些性质的化合物，任何大小和类型的分子可在此方法中用作样品。

本发明方法中所用的三苯甲基自由基用作DNP剂，其为DNP方法中的要素，因为经由接近电子拉莫尔频率的微波辐射法，DNP剂大量电子的自旋极化被转化为样品核的核自旋极化。该微波经e-e(电子)和e-n(核)转换，激发电子和核自旋系统之间的传达。至于有效的DNP，DNP剂在极化样品中必须是稳定的和可溶的，以实现样品和DNP剂之间的密切接触，这对于前述的电子和核自旋系统之间的传达是必需的。在本文中，稳定的三苯甲基自由基被证明为高度有用的DNP剂。基于氧、基于硫或基于碳的稳定的三苯甲基自由基例如描述在WO-A-99/35508、WO-A-88/10419、WO-A-90/00904、WO-A-91/12024、WO-A-93/02711或WO-A-96/39367中。

三苯甲基自由基的优化选择取决于几个方面。如前所述，三苯甲基自由基和样品在DNP期间必须密切接触，以达到样品优化的极化水平。因此，在优选的实施方案中，三苯甲基自由基溶于样品中或样品溶液中。为了制备这样的样品溶液，溶剂或溶剂混合物可用于溶解样品。然而，如果极化的样品用于体内应用如体内MR成像中，溶剂的量优选为维持最低限度，或者如果可能，避免应用溶剂。如果将极化的样品例如为液体或如果样品转化为液态(例如通过熔解)，避免应用溶剂是可能的。为了用作体内成像剂，通常以相对高的浓度施用极化样品，即在DNP过程中优选应用高度浓缩的样品，且因此溶剂的量优选为维持最低限度。在本文中，需要重要论及的是：包含样品的组合物(即DNP剂、样品和需要时的溶剂)的团块(mass)应尽可能地小。高度结块对溶出过程的效率会有负面的影响，如果溶出作用被用于DNP过程后将固体超极化样品转化成液态，例如将它用作MR成像剂。已经观察到溶出作用的效率，且因此当组合物团块增加时减少了获得极化的维持时间。这大概是由于这样的事实：组合物的体积增加三分之一而组合物的表面积增加二分之一。进一步地，在用作MR成像剂的超极化样品给患者施用前，可能需要除去所用的某些溶剂，因为它们可能是生理学上不容许的。

如果极化样品为亲脂(亲水)化合物，三苯甲基自由基也应该为亲脂(亲水)的。通过选择合适的残基可影响三苯甲基自由基的亲脂(亲水)性，所述残基使三苯甲基自由基分子亲脂(亲水)。此外，三苯甲基自由基必须稳定地存在于样品中。因此如果极化样品为酸(碱)，则三苯甲基自由基在酸性(碱性)条件下应当是稳定的。如果极化样品含有反应基团，应当应用相对这些反应基团为惰性的三苯甲基自由基。根据上述，三苯甲基自由基的选择显然是高度依赖于样品的化学性质。

J.H.

-Larsen等，PNAS 100(18)，2003，10158-10163中描述了成功的¹³C-标记的和未标记的脲的DNP极化，其中应用了三苯甲基自由基(三{8-羧基-2，2，6，6-四[2-(1-羟基乙基)]-苯并(1，2-d：4，5-d’)二(1，3)二硫杂环戊二烯-4-基}甲基钠盐(此外描述在美国专利号6,013,810中)和作为溶剂的甘油，导致脲的高度极化水平。

在WO-A-2006/011811中，公开了三苯甲基自由基，其对酸性有机化合物如乳酸或丙酮酸的DNP极化是尤其有用的DNP剂。

在根据本发明方法的优选实施方案中，样品为丙酮酸，更优选为¹³C-丙酮酸，最优选为¹³C₁-丙酮酸；或丙酮酸盐，更优选为¹³C-丙酮酸盐，最优选为¹³C₁-丙酮酸盐；且三苯甲基自由基为式(1)的自由基

其中

M表示氢或一价的阳离子；和

R1是相同或不同的，表示直链或支链的C₁-C₆-烷基或基团-(CH₂)n-X-R2，其中n为1、2或3；

X为O或S且R2为直链或支链的C₁-C₄-烷基。

在优选的实施方案中，M表示氢或一价的生理学上可耐受的阳离子。术语“生理学上可耐受的阳离子”表示人或非人类动物活体可以耐受的阳离子。优选地，M表示氢或碱阳离子、铵离子或有机胺离子，例如葡甲胺。最优选地，M表示氢或钠。

在还优选的实施方案中，R1为相同的，更优选为直链或支链的C₁-C₄-烷基，最优选为甲基、乙基或异丙基。

在还优选的实施方案中，R1为相同或不同，优选相同，且表示为-CH₂-OCH₃、-CH₂-OC₂H₅、-CH₂-CH₂-OCH₃、-CH₂-SCH₃、-CH₂-SC₂H₅或-CH₂-CH₂-SCH₃，最优选为-CH₂-CH₂-OCH₃。

在更优选的实施方案中，M表示氢或钠且R1为相同并表示为-CH₂-CH₂-OCH₃。

本发明方法所用的三苯甲基自由基可以按照WO-A-88/10419、WO-A-90/00904、WO-A-91/12024、WO-A-93/02711、WO-A-96/39367和WO-A-2006/011811的详细描述合成。

本发明方法所用的顺磁金属离子是原子序数为58-70的镧系金属元素的或原子序数为21-29、42或44的过渡金属元素的顺磁金属离子。本发明的方法中可应用一种或不同金属的顺磁金属离子。优选地，应用一种金属的顺磁金属离子。适合的顺磁离子包括例如Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺和Yb³⁺。在优选的实施方案中，顺磁金属离子选自Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Gd³⁺和Tb³⁺，在更优选的实施方案中，顺磁金属离子选自Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺和Gd³⁺。

适宜地，顺磁金属离子以螯合形式或其盐的形式应用。

如果极化样品旨在经历固态NMR，顺磁金属离子优选以其盐的形式应用。适合的盐例如为顺磁金属离子的无机盐或有机盐，例如CrCl₃、MnCl₂、FeCl₂、FeCl₃、GdCl₃、乙酸Gd(III)或丙酮酸Gd(III)。如果极化样品为液体或于溶剂中的样品溶液，选择在样品液体或样品溶液中可溶的盐是有益的。在另一个实施方案中，顺磁金属离子可以以螯合形式加入。

至于在有生命的人或动物体内的液态NMR或作为成像剂的应用，固体超极化样品必须为溶解的或熔化的，以形成溶液或液体。然而自由顺磁离子在这样的溶液或液体中显著地缩短样品极化核的弛豫时间，即加速极化的自然衰退并因此缩短样品将提供足以使样品成为有用的MR成像剂的MR信号强度的时间。另一方面游离的顺磁金属离子-如果不从最终注射的成像剂中除去-在生理学上常常是不能容忍的或容忍差的，且可具有不需要的作用例如毒性作用。

为了克服游离顺磁金属离子的前述作用，顺磁金属离子可以以螯合形式应用。替代选择地，它们可以以其盐的形式应用且在超极化样品溶解或熔化后迅速除去。迅速除去游离顺磁金属离子的方法在本申请中稍后论述。在另一个实施方案中，通过应用顺磁金属离子的盐形式并向此溶出媒介中加入螯合剂以复合所述的游离顺磁金属离子，可以克服前述作用。在这种情形中，螯合剂应当选择为a)在此溶出媒介中是可溶的和稳定的且b)与游离顺磁金属离子迅速形成稳定的复合物。

如上所述，顺磁金属离子可以以螯合形式用于本发明的方法中。在下文中的术语“顺磁螯合物”表示螯合形式的顺磁金属离子，即包含顺磁金属离子和螯合剂的复合物。

用于此目的的多种螯合剂是已知的。一般地，可以应用通常含有杂原子如N、O、P或S的环状和非环状的螯合剂，且此环状螯合剂为优先的螯合剂。适合的非环状螯合剂为例如DTPA及其衍生物如DTPA-BMA、DTPA-BP、DTPA-BMEA、EOB-DTPA、BOPTA和MS-325，EDTA及其衍生物如EDTA-BMA，DPDP，PLED，HPTA，酰胺或二酰胺如TOGDA，磺酸盐或膦酸盐。适合的环状螯合剂为例如穴状配体，PCTA-[12]，PCTP-[12]，PCTP-[13]，DOTA，D03A及其衍生物如HP-D03A和DO3A-butriol(DO3A-丁三元醇)。DOTA，D03A及其衍生物为优先的环状螯合剂。前述螯合剂及其合成是本领域已知的。

在另一个优选的实施方案中，应用的螯合剂为相对惰性的化学实体例如富勒烯或沸石。应用这样的螯合剂(包囊的顺磁金属离子如Gd³⁺)是优选的，如果极化样品为反应性化合物，例如包含反应基团的反应性化合物，所述反应基团可与包含像前面段落提及的那些官能团的螯合剂起反应。

在本发明的方法中，顺磁螯合物可以为单体顺磁螯合物即化学个体由螯合剂和单个顺磁金属离子组成，例如GdDTPA-BMA或MnDPDP。另一方面，顺磁螯合物可以为多聚体顺磁螯合物即化学个体由两个或更多个亚单位组成，其中每个亚单位由螯合剂和单个顺磁金属离子组成。三聚体顺磁螯合物的实例为1，3，5-三-(N-(DO3A-乙酰氨基)-N-甲基-4-氨基-2-甲基苯基)-[1，3，5]三嗪烷(triazinane)-2，4，6-三酮，顺磁螯合物由三嗪三酮核心和与所述核心连接的3个亚单位组成，其中每个亚单位包含作为顺磁金属离子的Gd³⁺和作为螯合剂的D03A衍生物。这种三聚体顺磁螯合物用于丙酮酸的极化中导致高的极化水平。这种三聚体顺磁螯合物的详细合成描述在本申请的实施例部分。

与以前所述的三苯甲基自由基一样，极化样品必须与顺磁金属离子密切接触。在下述中，除非另外声明或指定，术语“顺磁金属离子”用于顺磁金属离子例如盐形式和顺磁螯合物两者中。如果样品为样品液体或溶液，优选应用在液体样品或样品溶液中可溶的顺磁金属离子。如果极化样品为亲脂(亲水)化合物且应用顺磁螯合物，则顺磁螯合物也应是亲脂(亲水)的。通过例如选择包含亲脂或亲水残基的螯合剂，可影响顺磁螯合物的亲脂性或亲水性。进一步地，优选顺磁螯合物稳定地存在于样品中，因为复合物分解(去螯合)将产生游离顺磁离子，如上所述游离顺磁离子有害于液化样品的极化衰退且因此有害于其极化水平，除非游离顺磁金属离子在固体超极化样品液化后被迅速有效地除去或被溶出媒介中的螯合剂复合。进一步地，如果极化样品为酸(碱)，则顺磁金属离子在酸性(碱性)条件下应当是稳定的。如果极化样品含有反应基团，应当应用相对这些反应基团为惰性的顺磁金属离子。根据上述，顺磁金属离子的选择显然是高度依赖于样品的化学性质及其最终应用(固体NMR、液体NMR或成像剂)。

本发明的另一个方面为生产液体超极化样品的方法，该方法包含制备组合物，其包含样品或其前体，三苯甲基自由基和顺磁金属离子；在该组合物上进行动态核极化；液化该组合物和任选从液化组合物中除去三苯甲基自由基和/或顺磁金属离子。

为了进行根据本发明的方法，第一步骤为制备包含样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物。如果本发明方法中所用的样品(例如丙酮酸)在室温为液体，将该样品与所选的三苯甲基自由基和所选的顺磁金属离子组合以形成组合物，其中化合物是密切接触的。优选地，所选的三苯甲基自由基和顺磁金属离子在液体样品中是可溶的。密切混合可进一步通过本领域已知的几种方式例如搅拌、涡旋或超声来促进。如果本发明方法中所用的样品(例如丙酮酸)在室温为固体，它可以被熔化且将熔化的样品与所选的三苯甲基自由基和所选的顺磁金属离子组合。在另一个实施方案中，可以制得固体样品的溶液，例如通过将固体样品溶解在足够的溶剂或溶剂混合物中，优选溶剂为优良的玻璃成形剂(glassformer)且可防止组合物冷却/冷冻时结晶。合适玻璃成形剂为例如甘油、丙二醇或乙二醇。其次，将溶解的样品与所选的三苯甲基自由基和所选的顺磁金属离子组合。也可以将玻璃成形剂加至液体样品或加至溶于非玻璃成形溶剂的样品中，如果样品冷却/冷冻时结晶。然而，如早先所述，加入溶剂和/或玻璃成形剂应当保持为必需的最低限度。因此，优选方法为选择与样品可溶的或易混合的三苯甲基自由基和顺磁金属离子。

合适地，三苯甲基自由基在组合物中的浓度为5～25mM，优选10～20mM。关于顺磁金属离子在组合物中的浓度，其合适浓度为0.1～6mM(金属离子)，优选的浓度为0.5～4mM。

组合物优选以阻止结晶的方式冷却和/或冷冻。冷却/冷冻可通过本领域已知的方法实现，例如通过在液氮中将组合物冷冻或通过将它仅置于DNP偏振器中，由偏振器中的液体氦将其冷冻。

组合物在冷却/冷冻前可脱气。脱气可通过将氦气在组合物中鼓泡(例如2-15分钟的时期)来实现，但也可通过其它已知的常用方法来完成。

DNP技术例如描述于WO-A-98/58272和WO-A-01/96895中，在此包括这两篇作为参考。通常，在DNP过程中使用中磁场或高磁场和非常低的温度，例如，DNP过程在液体氦和约1T或以上的磁场中进行。替代选择地，可以应用中磁场和达到足够提高极化的任何温度。在优选实施方案中，DNP过程在液体氦和约1T或以上的磁场中进行。合适的极化单元(＝偏振器)例如描述于WO-A-02/37132中。在优选的实施方案中，极化单元包括低温恒温器和极化装置，例如通过导波器连接微波源的微波室，微波源处于由磁场产生装置如超导磁铁围绕的中心孔中。该孔垂直向下延伸至至少接近超导磁铁的“P”区域水平，其中磁场强度足够高，例如1至25T之间，用于样品核极化的进行。探针孔(＝组合物极化)优选是可密封的且可以抽成低压，例如1毫巴或更低级别的压力。探针介入装置例如可移动的运送管可以包含在孔的内部，且该管可以从孔的顶部向下插入P区域中微波室内部的位置。通过液氦将区域P冷却至足够低的温度以用于极化进行，优选温度的量级为0.1至100K，更优选0.5至10K，最优选1至5K。探针介入装置优选在其上端是可密封的，以任何合适的密封方式来保持孔中的部分真空。探针保留容器，如探针保留的杯子，可以移动地装配于探针介入装置下端的内部。探针保留的容器优选由具有低比热容量和良好低温特性的轻质材料例如KelF(聚氯三氟乙烯)或PEEK(聚醚醚酮)制成。它可以设计成可保留多个探针的方式。

将探针插入探针保留容器中，浸没液氦中并用微波照射，优选200mW的约94GHz频率。可以通过例如获得微波照射过程中探针的固态NMR信号来监控极化水平，这取决于要极化的样品。通常，在显示NMR信号对时间的图中获得饱和曲线。因此，可以确定何时达到了优化的极化水平。

如果极化样品旨在用作MR成像剂，含有超极化样品的组合物优选地由固态转化为液态(即液化)，在DNP过程后通过将固体组合物溶解在适当的溶剂或溶剂混合物(例如含水载体如缓冲溶液)中，或将其熔化，任选还有随后在合适溶剂或溶剂混合物中的溶出步骤或稀释步骤。溶出超极化固体组合物的适用方法和装置例如描述在WO-A-02/37132中。熔化超极化固体组合物的适用方法和装置例如描述在WO-A-02/36005中。如果超极化样品旨在用作MR成像剂，将含有超极化样品的固体组合物溶解，优选在含水载体或合适溶剂中，以形成生理学上可容许的溶液。替代选择地，将含有超极化样品的固体组合物熔化并将熔化的组合物稀释/溶解，优选在含水载体或合适溶剂中，以形成生理学上可容许的溶液。

本发明方法的内容中，用于溶出包含超极化样品的固体组合物的溶剂也可以将超极化样品转化为不同的超极化化学实体。在这种情形中，固体超极化样品表示为“样品前体”。如果例如含有碱的溶剂用于溶解包含超极化酸(样品前体)的固体组合物，超极化的酸被中和并转化为盐。因此液体超极化样品应为该酸的盐而不再是酸本身。

在根据本发明方法的随后步骤中，三苯甲基自由基和/或顺磁金属离子和/或其反应产物任选地从液化组合物中除去。如果超极化样品旨在用作有生命的人或动物中的MR成像剂，优选地将三苯甲基自由基和顺磁金属离子两者从液化组合物中除去。

部份地、基本上或完全地除去三苯甲基自由基和顺磁金属离子的有用方法是本领域已知的。通常，可应用的方法依赖于三苯甲基自由基和顺磁金属离子的性质。在溶解或熔化含有超极化样品的固体组合物时，三苯甲基自由基和/或顺磁金属离子可能沉淀，因此通过过滤容易从液体中分离。沉淀是否出现，当然依赖于溶剂的性质和三苯甲基自由基和顺磁金属离子的性质。

如果没有沉淀出现，三苯甲基自由基和顺磁金属离子可以通过色谱分离技术除去，例如液相色谱法如反相液相色谱法、离子交换色谱法、(固相)萃取或本领域已知的其它色谱分离方法。一般而言，优选应用能一步除去三苯甲基自由基和顺磁金属离子两者的方法，因为液体样品中的极化由于T₁弛豫而衰退。从液体样品中除去任何不需要的化合物越快，样品保持的极化水平越高。因此不仅从样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子之间的密切接触这点上，而且从迅速和有效除去的这点上看，选择具有相似化学性质的三苯甲基自由基和顺磁金属离子是有利的，例如均为亲脂或亲水的化合物。如果应用例如亲脂三苯甲基自由基和亲脂顺磁螯合物，通过反相液相色谱法在单个层析柱上能一步除去这两种化合物。

如果游离顺磁金属离子在液化的组合物中存在(例如由于应用顺磁金属盐)，优选地，通过应用阳离子交换柱或离子印迹树脂(如O.Vigneau等.，Anal.Chim.Acta 435(1)，2001，75-82中公开)，除去这些离子。其它可能的方法为通过游离顺磁金属离子与荷电有机膜选择性复合的纳米过滤法，如A.Sorin等公开的J.Membrane Science 267(1-2)，2005，41-49。此外，通过类似S.Donald等.J.Inorg.Biochem.56(3)，1994，167-171中公开的亲和色谱法，可从液化组合物中除去游离顺磁金属离子。在另一个实施方案中，游离顺磁金属离子可通过表面修饰的聚合物萃取除去。

净化剂含有几乎独占地位于纤维表面上的活性净化基团。它具有快速反应动力学、高度金属负荷且为机械和化学稳定的。在再一个实施方案中，通过选择溶出媒介(其形成游离顺磁金属离子低溶解度的化合物，例如低溶解度的盐)或通过在组合物极化前向组合物中加入沉淀助剂，可以经沉淀除去游离顺磁金属离子。如果例如组合物包含Gd³⁺-盐如GdCl₃，可以向组合物加入Na₃PO₄作为沉淀助剂，因此包含样品、三苯甲基自由基、GdCl₃和Na₃PO₄的组合物经历动态核极化。在例如含水载体中溶出时，GdCl₃和Na₃PO₄将形成低溶解度的磷酸Gd沉淀，因此通过过滤可容易除去。另一方面，包含超极化样品、三苯甲基自由基和GdCl₃的固体组合物，GdCl₃可溶于含有Na₃PO₄的水载体中，形成低溶解度的磷酸Gd沉淀。

因为三苯甲基自由基具有特性UV/可见吸收光谱，在除去它们后应用UV/可见吸收测量作为检查其在液体样品中存在的方法是可能的。为了获得定量结果，即三苯甲基自由基在液体样品中存在的浓度，可标定光谱计，使得特定波长的等分部分液体样品的吸收产生样品相应的三苯甲基自由基浓度。除去三苯甲基自由基是尤其优选的，如果应用液体超极化样品作为成像剂用于人和非人类的动物的体内MR成像。

在除去顺磁金属离子和/或三苯甲基自由基后，可检查液体样品残留的顺磁金属离子和/或三苯甲基自由基。

荧光或UV/可见吸收测量可用作检查顺磁螯合物存在的方法，条件是螯合物含有(强的)发色团。检查顺磁螯合物存在的另一个方法为电化学检测，条件是螯合物中存在电活性部分。

如果顺磁金属盐用于组合物中，荧光测量可用于检查从液体组合物除去后的游离顺磁金属离子。如果例如应用Gd³⁺-盐，用275nm波长激发和314nm发射监测的荧光可用作检测游离Gd³⁺的高度特异性方法。此外，通过与比色试剂(colorimetric agent)PAR(4-(2-吡啶基偶氮)间苯二酚)复合后，可在530-550nm的可见吸收检测游离的Gd³⁺。其它顺磁金属离子的其它比色试剂是本领域已知的，且可用于同样的方法中。

在根据本发明方法优选的实施方案中，组合物包含¹³C-丙酮酸优选¹³C₁-丙酮酸作为样品前体或¹³C-丙酮酸盐优选¹³C₁-丙酮酸盐作为样品，式(1)的三苯甲基自由基和顺磁金属离子，所述顺磁金属离子为包含Gd³⁺顺磁螯合物或Gd³⁺-盐如GdCl₃或丙酮酸Gd(III)。通过在溶剂优选水和任选玻璃成形剂中将式(1)的三苯甲基自由基和顺磁金属离子溶于¹³C-丙酮酸或¹³C-丙酮酸盐溶液中，制备组合物。彻底地将化合物混合，并将组合物冷却和/或冷冻。在动态核极化后，将包含超极化¹³C-丙酮酸或¹³C-丙酮酸盐的固体组合物溶于含水载体中优选含水缓冲溶液中，或熔化并随后用含水载体溶解/稀释。

在¹³C-丙酮酸(样品前体)情形中，将组合物用碱中和以产生¹³C-丙酮酸盐(样品)。在一个实施方案中，含有超极化¹³C-丙酮酸的固体组合物与液体碱起反应，以同时溶解且将其转化为¹³C-丙酮酸盐，随后加入缓冲溶液以结束溶解并任选将残留的¹³C-丙酮酸转化为¹³C-丙酮酸盐。在优选的实施方案中，碱为NaOH的水溶液。在此外的优选实施方案中，缓冲溶液为TRIS缓冲液、柠檬酸缓冲液或磷酸盐缓冲溶液。在另一个优选的实施方案中，将缓冲溶液和碱组合在一种碱性溶液中并将该溶液加至含有超极化¹³C-丙酮酸的固体组合物中，以同时将¹³C-丙酮酸溶解并转化为¹³C-丙酮酸盐。

如果Gd³⁺-盐作为顺磁金属离子使用，从溶解的¹³C-丙酮酸盐中尽可能快和有效地除去Gd³⁺离子是重要的。适用的方法是通过应用阳离子交换柱或离子印迹树脂除去，如同O.Vigneau等.，Anal.Chim.Acta435(1)，2001，75-82中公开。另一个可能的方法为通过游离Gd³⁺与荷电有机膜选择性复合的纳米过滤法，如A.Sorin等公开的J.MembraneScience 267(1-2)，2005，41-49。此外，通过S.Donald等.J.Inorg.Biochem.56(3)，1994，167-171中公开的亲和色谱法，可除去游离Gd³⁺。在此外的优选实施方案中，通过向溶出媒介加入能够与所述游离Gd³⁺迅速和有效复合的螯合剂，螯合剂例如DTPA、DTPA-BMA、EDTA或EDTA衍生物和DTPA，除去游离Gd³⁺。如此获得的Gd-螯合物可以从溶解的样品中除去，如下一段落中所述。

如果Gd-螯合物作为顺磁金属离子使用，螯合物可通过应用反相液相色谱法除去，这可使式(1)的三苯甲基自由基和Gd-螯合物同时除去。

检查纯化液体样品中的残留游离Gd³⁺、Gd-螯合物和式(1)三苯甲基自由基的合适方法描述在第18/19页。

如果组合物包含¹³C-丙酮酸、式(1)的三苯甲基自由基和Gd³⁺-盐并将固体组合物熔化，优选地，在熔化组合物所包含的超极化¹³C-丙酮酸与碱中和产生¹³C-丙酮酸盐之前，除去游离Gd³⁺金属离子。转化为¹³C-丙酮酸盐以及溶解/稀释可以按照前述进行。优选地，通过阳离子交换固相萃取，例如通过应用适合的阳离子交换固相萃取柱体(cartridge)或柱，从熔化的组合物中除去游离Gd³⁺金属离子。

根据本发明方法产生的液体超极化¹³C-丙酮酸盐可以用作“常规的”MR成像剂，即提供造影增强的解剖学影像。根据本发明方法产生的液体超极化¹³C-丙酮酸盐的另外优点为丙酮酸盐为内源化合物，其可被人体非常好地耐受，即使是高浓度。在柠檬酸循环中作为前体，丙酮酸盐在人体中担任重要的代谢作用。丙酮酸盐转化成不同的化合物：其转氨作用形成丙氨酸，经氧化脱羧作用，丙酮酸盐转化成乙酰基-CoA和碳酸氢盐，丙酮酸盐还原形成乳酸盐及其羧化作用形成草乙酸盐。

此外，超极化¹³C-丙酮酸盐代谢转化的超极化¹³C-乳酸盐、超极化¹³C-碳酸氢盐(仅在¹³C₁-丙酮酸盐、¹³C_1，2-丙酮酸盐或¹³C_1，2，3-丙酮酸盐的情形中)和超极化¹³C-丙氨酸可用于人体体内代谢过程的MR研究。¹³C-丙酮酸盐在37℃人全血中的T₁弛豫大约42秒，然而已经发现超极化¹³C-丙酮酸盐转化为超极化的¹³C-乳酸盐、超极化的¹³C-碳酸氢盐和超极化的¹³C-丙氨酸是足够快，可提供¹³C-丙酮酸盐母体化合物及其代谢产物的信号检测。丙氨酸、碳酸氢盐和乳酸盐的量依赖于研究中组织的代谢状态。超极化的¹³C-乳酸盐、超极化的¹³C-碳酸氢盐和超极化的¹³C-丙氨酸的MR信号强度相关于这些化合物的量和检测时留下的极化程度，因此通过应用非侵袭性的MR成像，监测超极化¹³C-丙酮酸盐转化的超极化¹³C-乳酸盐、超极化¹³C-碳酸氢盐和超极化¹³C-丙氨酸，研究人和非人类动物体内的代谢过程是可能的。

已经发现起于不同丙酮酸盐代谢产物的MR信号振幅依赖于组织型而变化。由丙氨酸、乳酸盐、碳酸氢盐和丙酮酸盐形成的独特代谢峰模式可以用作检测下组织代谢状态的指纹，并因此可以区分健康组织和肿瘤组织。这使得根据本发明的组合物对于体内MR肿瘤成像是极好的试剂。超极化¹³C-丙酮酸盐用于肿瘤成像的用途已详细地描述在WO-A-2006/011810。

此外，超极化¹³C-丙酮酸盐用于心脏成像的用途已详细地描述在WO-A-2006/054903。

本发明的另一个方面为包含样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物。

本发明的再一个方面为包含样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物，用于动态核极化。

本发明的再一个方面为包含超极化样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物，所述组合物通过动态核极化获得。

本发明的再一个方面为用于动态核极化的极化剂，其中极化剂包含三苯甲基自由基和顺磁金属离子。在优选的实施方案中，极化剂由三苯甲基自由基和顺磁金属离子组成。更优选地，由三苯甲基自由基和顺磁螯合物或由三苯甲基自由基和盐形式的顺磁金属离子组成。

实施例

实施例1用或不用GdDTPA-BMA作为顺磁螯合物的¹³C₁-丙酮酸固态极化的比较

实施例1a三苯甲基自由基三(8-羧基-2，2，6，6-四(甲氧乙基)-苯并-[1，2-4，5’]二-(1，3)二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐的合成

在氩气氛下，将根据WO-A1-98/39277实施例7合成的10克(70毫摩尔)的三(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙基)-苯并-[1，2-4，5’]-二-(1，3)二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐悬浮在280ml二甲基乙酰胺中。加入氢化钠(2.75克)，然后加入碘代甲烷(5.2ml)，并让轻微发热的反应在34℃水浴中进行60分钟。重复两次加入氢化钠和碘代甲烷，各自化合物使用的量相同，最终加入之后，将混合物在室温下搅拌68小时然后倾入至500ml水中。使用40毫升1M NaOH(水溶液)将pH调节到13以上，并将混合物在环境温度下搅拌15小时以将形成的甲酯水解。然后使用50毫升2MHCl(水溶液)将混合物酸化到约2的pH，并使用乙酸乙酯萃取3次(500ml和2×200ml)。将合并的有机相经Na₂SO₄干燥，然后蒸干。使用乙腈/水作为洗脱剂，通过制备的HPLC，纯化粗产物(24g)。将收集的部分蒸发以除去乙腈。剩余的水相用乙酸乙酯萃取，并将有机相经Na₂SO₄干燥，然后蒸干。向剩余物中加入水(200ml)并使用0.1M NaOH(水溶液)将pH小心调节到7，在此过程中剩余物缓慢溶解。中和后，将水溶液冷冻干燥。

实施例1b应用实施例1a的自由基产生超极化的丙酮¹³C-丙酮酸

通过将实施例1a)的三苯甲基自由基溶解在¹³C₁-丙酮酸(553mg)和未标记的丙酮酸(10.505g)的混合物中，制备实施例1a的15mM三苯甲基自由基的组合物。将组合物混合均匀并将等分部分的溶液(2.015g)置于探针杯中，插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。4小时后停止极化。

通过固态¹³C-NMR，固态极化被确定为每毫克固体组合物5.72(积分)。固态¹³C-NMR测量包括应用低翻转角的单脉冲获得NMR序列。比较动态核极化样品与热极化样品(即动态核极化过程开始前样品在室温的天然极化)的信号强度。为确定样品达到其最大极化时间，在动态核极化过程开始后以不同时间点获得低翻转角固体¹³C-NMR光谱。根据热极化样品与动态核极化样品的信号强度比，计算极化。

实施例1c应用实施例1a)的自由基和GdDTPA-BMA产生的超极化丙酮¹³C-₁丙酮酸

除了组合物含有GdDTPA-BMA(其与三苯甲基自由基一起溶解在¹³C₁-丙酮酸和未标记的丙酮酸的混合物中)之外，依照实施例1b进行该实施例。组合物为15mM的自由基和1.5mM Gd³⁺。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。4小时后停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为每毫克固体组合物9.69(积分)。

由于顺磁金属离子在极化组合物中存在，¹³C-丙酮酸的固态极化几乎可以翻番。

实施例2用或不用醋酸Gd(III)的¹³C₁-丙酮酸固态极化的比较

通过将实施例1a的三苯甲基自由基溶解在43.7mg的¹³C₁-丙酮酸中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为每毫克固体组合物5.72(积分)。

在另一个实验中，通过将实施例1a)的三苯甲基自由基溶解在43.7mg的¹³C₁-丙酮酸中，制备15mM的三苯甲基自由基的组合物。此外，向混合物中加入醋酸Gd(III)，形成含2mM的Gd³⁺组合物。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为每毫克固体组合物9.37(积分)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化大约2倍的增强。

实施例3没有顺磁金属离子存在的超极化¹³C₁-丙酮酸盐溶液的制备(对比实施例)

通过将实施例1a的三苯甲基自由基溶解在¹³C₁-丙酮酸中，制备18.9mM三苯甲基自由基的组合物43mg。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化，然后根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于氢氧化钠和三羟甲氨基甲烷(TRIS)的水溶液中，以提供于40mM TRIS缓冲液中的总丙酮酸盐浓度大约为78mM的超极化¹³C₁-丙酮酸钠中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为20.8％。

实施例41，3，5-三-(N-(DO3A-乙酰氨基)-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(10)的Gd-螯合物的合成

4a)2-甲基-4-硝基苯基异氰酸酯(1)的制备

将2-甲基-4-硝基苯胺(35.0g，230mmol)溶于乙酸乙酯(400ml)中，冷却至0℃。30分钟内滴加光气(180ml，20％甲苯溶液)，随后立即形成白色盐沉淀。在最终加入后让温度慢慢地升至室温，然后将反应混合物回流(～100℃)。回流2小时30分钟，此后蒸出200ml溶剂，再让温度降低至80℃，滴加光气(140ml，20％甲苯溶液)。在最终加入后，将反应溶液回流3小时，让其冷却至室温并浓缩至干。将棕色/黄色物质溶于乙醚(250ml)中，滤过并浓缩，得到浅棕色粉末(36g，88％)。

4b)1，3，5-三-(4-硝基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(2)的制备

向于250ml烧瓶的2-甲基-4-硝基苯基异氰酸酯(36.0g)中加入DMSO(50ml)，将烧瓶用玻璃塞子密封，所述玻璃塞子用塑料夹保持在合适的位置。立即降低烧瓶到已经加热至85℃的油浴中，并将褐色反应溶液加热至16小时30分钟。移开油浴并让反应溶液冷却至室温，然后倾入水(800ml)中，超声处理，并将沉淀滤出。将滤饼加至加乙醇(500ml)中，回流4小时，然后让其冷却至室温，将产物滤出，得到灰白色粉末(28.1g，78％)。

4c)1，3，5-三-(4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(3)的制备

将1，3，5-三-(4-硝基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮溶于THF(70ml)中。加入HCl(4.5ml，6M)、水(18ml)和Pd/C(0.6g，10％)。在三个循环中将反应器抽空并充入氩气，然后在Parr氢化反应器(60psi)上氢化。2小时后，用膜泵将过量氢抽空，滤出Pd/C(10％)。将澄清反应溶液浓缩直到不再剩下THF，用NaHCO₃(～3.7g)将pH调节为7。用乙酸乙酯(3×100ml)萃取水相，将合并后的有机相用MgSO₄干燥、滤过和浓缩，得到棕色粉末。将粗制品用甲醇再结晶，得到产物灰白色粉末(1.9g，80％)。

4d)1，3，5-三-(4-甲酰氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(4)的制备

将甲酸(175ml)置于冰-冷却的500ml圆底烧瓶中。加入醋酸酐(15ml，0.16mol)，在0℃氩气下将黄色溶液搅拌1小时。向此溶液中加入三胺3(8.7g，0.020mol)，并移开冰浴器。在室温氩气下搅拌30分钟后，HPLC展示为完全反应。在真空中除去溶剂，然后将棕色粘性剩余物混悬于水中并滤出。然后用水彻底地洗涤，以确信除去了所有的酸。产物为浅棕色固体(10.2g，99％)。

4e)1，3，5-三-(N-甲酰基-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(5)的制备

将所有玻璃器皿在烤箱中仔细地干燥，DMF经

分子筛干燥。向于500ml圆底烧瓶中4(10.2g，0.0193mol)的DMF溶液(115ml)中，加入Li(Me₃Si)₂N(116ml，0.116mol，1M的己烷溶液)。反应混合物(其由浅棕色溶液变成红棕色浆体)在氩气下搅拌1小时。加入碘代甲烷(12.2ml，0.196mol)，将反应混合物搅拌2小时，或直到HPLC显示完全甲基化为止。然后在旋转蒸发器中除去己烷，在剧烈搅拌下将剩余物倒入NaH₂PO₄溶液(1300ml，100mM)中。将形成的沉淀物5滤出，为浅色固体(6.7g，60％)。

4f)1，3，5-三-(N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(6)的制备

将二氧杂环乙烷(52ml)、HCl(52ml，6M)和5(6.5g，11mmol)在250ml圆底烧瓶中混合，形成浅色浆体。在氩气下将反应混合物回流加热30分钟。接着让黄色溶液冷却至室温，然后在旋转蒸发器中除去溶剂。然后将橙色剩余物溶于500ml H₂O中，在剧烈搅拌下用NaHCO₃溶液(饱和)中和。将形成的沉淀物滤出，用H₂O洗涤数次，得到浅色固体(4.7g，84％)。

4g)1，3，5-三-(N-氯乙酰基-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(7)的制备

在100ml圆底烧瓶中，将6(4.6g，9.5mmol)溶于DMA (15ml)中，在0℃搅拌下加入氯乙酰氯(2.6ml，33mmol)。在RT氩气下，将反应搅拌30分钟或直到HPLC显示完全氯乙酰化为止。然后在剧烈机械搅拌下将浆体倒入含水(500ml)的大烧杯中。将形成的沉淀物滤出，在真空0.3毫巴(6.3g)中干燥。将浅色固体溶于70ml乙腈中，然后在剧烈机械搅拌下将其倒入500ml H₂O中。将形成的沉淀物滤出，让其在干燥器中干燥(6.1g，89％)。

4h)1，3，5-三-(N-(DO3A叔丁酯-乙酰氨基)-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(8)的制备

在50ml圆底烧瓶中，将7(0.50g，0.70mmol)与DO3A叔丁酯(2.5g，4.2mmol)、二异丙基乙胺(910μl，5.2mmol)和乙腈(15ml)混悬在一起。在超声处理后，在75℃氩气下将反应混合物搅拌直到LC/MS显示完全结合为止。然后在旋转蒸发器中除去溶剂，粗制品(2.9g)在以后的反应中应用。

4i)1，3，5-三-(N-(DO3A-乙酰氨基)-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮(9)的制备

将粗制品8(1.9g)溶于TFA(130ml)和CH₂Cl₂(130ml)，然后50℃氩气下将其搅拌。将溶液搅拌1小时或直到LC/MS显示完全脱保护为止。然后在旋转蒸发器中除去溶剂，并将剩余物在真空中干燥过夜。然后粗制品(2.4g)在最终的步骤中应用。

4j)1，3，5-三-(N-(DO3A-乙酰氨基)-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4，6-三酮的钆螯合物(10)的制备

将粗制品9(2.4g)溶于水中，在搅拌下加入Gd(OAc)₃(1.4g，4.2mmol)。然后使用真空(0.3mbar)，连续地经LC/MS监测反应。当检测到完全复合时，在真空中除去溶剂。然后将粗制品3.1g经制备的HPLC纯化(410mg，由7计算为42％)。

实施例5在实施例4Gd-螯合物存在下的超极化¹³C₁-丙酮酸盐溶液的制备

通过将实施例1a的三苯甲基自由基溶解在¹³C₁-丙酮酸中，制备18.9mM三苯甲基自由基的组合物43mg。加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.63mM的实施例4的Gd-螯合物，即含1.89mM Gd³⁺。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化，然后根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于氢氧化钠和TRIS的水溶液中，以提供于40mM TRIS缓冲液中的总丙酮酸盐浓度大约为78mM的超极化¹³C₁-丙酮酸钠中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为44.7％。

实施例3与实施例5的对照表明由于顺磁金属离子存在于组合物中，样品的极化水平可增强2倍以上。

实施例6在顺磁金属离子存在下和极化前将组合物脱气的超极化¹³C₁-丙酮酸盐溶液的制备

通过将实施例1a的三苯甲基自由基溶解在¹³C₁-丙酮酸中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物43mg。加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.5mM的实施例4的Gd-螯合物，即含1.5mM Gd³⁺。将组合物通过用氦气冒泡10分钟脱气，以除去空气。就三苯甲基自由基和Gd-螯合物形成的组合物(其含有18.9mM实施例1a)的三苯甲基自由基和0.63mM实施例4的Gd-螯合物即含1.89mM Gd³⁺)而论，该组合物因此是浓缩的。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93950GHz)下的335T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化，然后根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于氢氧化钠和TRIS的水溶液中，以提供于40mMTRIS缓冲液中的总丙酮酸盐浓度大约为78mM的超极化¹³C₁-丙酮酸钠中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为55.3％。

实施例5与实施例6的对照表明将组合物脱气¹³C₁-丙酮酸盐极化水平甚至可以进一步增强大约10％。

实施例8用或不用实施例4的Gd-螯合物的1，1-二(羟基-甲基)环丙烷-1-¹³C的固态极化的比较

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于9μl的1，1-二(羟基-甲基)环丙烷-1-¹³C和36μl乙二醇的混合物中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为25.8(积分)。

在另一个实验中，通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于9μl的1，1-二(羟基-甲基)环丙烷-1-¹³C和36μl乙二醇的混合物中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.62mM实施例4的Gd-螯合物，即含1.86mM Gd³⁺。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为44.9(积分)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化大约2倍的增强。

实施例9用或不用GdCl₃的¹³C₁-丙酮酸固态极化的比较

通过将3.1mg的三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于90μl的¹³C₁-丙酮酸中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为25％。

在另一个实验中，通过将3.1mg的三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于90μl的¹³C₁-丙酮酸中，制备15mM三苯甲基自由基的组合物。此外，向混合物中加入GdCl₃(10μl的10mM水溶液)，以形成含1mM Gd³⁺的组合物。将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.950GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为50％。

向极化组合物中加入顺磁金属离子，导致样品中固态极化大约2倍的增强。

实施例10用或不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-D₂-延胡索酸盐的固态极化的比较

实施例10a不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-D₂-延胡索酸盐的固态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.21mmol ¹³C₁-D₂-延胡索酸和0.24mmol TRIS的混合物(其溶于17μl水中)中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为220(积分/mmol-13C)。

实施例10b用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-D₂-延胡索酸盐的固态极化

在另一个实验中，通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.21mmol ¹³C₁-D₂-延胡索酸和0.24mmol TRIS的混合物(其溶于17μl水中)中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.7mM的Gd-螯合物，即含2.1mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为630(积分/mmol-13C)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化大约3倍的增强。

实施例11含或不含实施例4的Gd-螯合物的超极化¹³C₁-延胡索酸盐溶液的制备

实施例11a不含实施例4的Gd-螯合物的超极化¹³C₁-延胡索酸盐溶液的制备(对比实施例)

根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将实施例10a的极化固体组合物溶于氢氧化钠水溶液中，以提供于40mM TRIS缓冲液中的总延胡索酸盐浓度大约为40mM的超极化TRIS-¹³C₁-延胡索酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为9％。

实施例11b含实施例4的Gd-螯合物的超极化¹³C₁-延胡索酸盐溶液的制备

根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将实施例10b的极化固体组合物溶于氢氧化钠水溶液中，以提供于40mM TRIS缓冲液中的总延胡索酸盐浓度大约为40mM的超极化TRIS-¹³C₁-延胡索酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为23％。

顺磁金属离子的加入导致液态极化2.5倍的增强。

实施例12用或不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-醋酸盐的固态极化的比较

实施例12a不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-醋酸盐的固态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.199mmol TRIS-¹³C₁-D₂-醋酸盐和13μl水的混合物中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为195(积分/mmol-13C)。

实施例12b用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-醋酸盐的固态极化

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.199mmol TRIS-¹³C₁-D₂-醋酸盐和13μl水的混合物中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.2mM的Gd-螯合物，即含0.6mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的335T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为450(积分/mmol-13C)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化2.3倍的增强。

实施例13用或不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-碳酸氢盐的固态极化的比较

实施例13a不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-碳酸氢盐的固态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于21mg Cs-¹³C₁-碳酸氢盐、5μl甘油和8μl水的混合物中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为70(积分/mmol-13C)。

实施例13b用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-碳酸氢盐的固态极化

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于21mg Cs-¹³C₁-碳酸氢盐、5μl甘油和8μl水的混合物中，制备10mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.7mM的Gd-螯合物，即含2.1mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为390(积分/mmol-13C)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化5.6倍的增强。

实施例14用或不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-乳酸盐的固态极化的比较

实施例14a不用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-乳酸盐的固态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.23mmol ¹³C₁-乳酸盐(57％水溶液)中，制备13mM三苯甲基自由基的组合物。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为28(积分/mmol-13C)。

实施例14b用实施例4的Gd-螯合物的¹³C₁-乳酸盐的固态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.23mmol ¹³C₁-乳酸盐(57％水溶液)中，制备13mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.4mM的Gd-螯合物，即含1.2mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。2小时后，停止极化。

通过如实施例1b所述进行的固态¹³C-NMR，固态极化被确定为178(积分/mmol-13C)。

顺磁金属离子的加入导致固态极化6.4倍的增强。

实施例15用或不用实施例4的Gd-螯合物的3-羟基丁酸盐的液态极化的比较

实施例15a不用实施例4的Gd-螯合物的3-羟基丁酸盐的液态极化(对比实施例)

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.224mmol 3-羟基丁酸盐(天然丰度¹³C)和15μl水的混合物中，制备13mM三苯甲基自由基的组合物。通过涡旋和微热组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化，并根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于pH 7.4的20mM磷酸盐缓冲溶液的水溶液中，以提供总浓度大约为40mM的超极化3-羟基丁酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为8％。

实施例15b不用实施例4的Gd-螯合物的3-羟基丁酸盐的液态极化

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.224mmol 3-羟基丁酸盐(天然丰度¹³C)和15μl水的混合物中，制备13mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.5mM的Gd-螯合物，即含1.5mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化，并根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于pH 7.4的20mM磷酸盐缓冲溶液的水溶液中，以提供总浓度大约为40mM的超极化3-羟基丁酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为26％。

顺磁金属离子的加入导致液态极化3倍以上的增强。

实施例16用实施例4的Gd-螯合物的TRIS-¹³C₁-谷氨酸盐的液态极化

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.06mmol ¹³C₁-谷氨酸、74μmolTRIS和7μl水的混合物中，制备16mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.3mM的Gd-螯合物，即含0.9mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化，并根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于水溶液中，以提供总浓度大约为10mM的超极化TRIS-¹³C₁-谷氨酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为25％。

实施例17用实施例4的Gd-螯合物的TRIS-¹³C₁-天冬氨酸盐的液态极化

通过将三苯甲基自由基(三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羟基乙氧基)-甲基苯并[1，2-d：4，5-d′]-二-(1，3-二硫杂环戊二烯-4-基)甲基钠盐，其根据WO-A-97/09633实施例29合成)溶于0.058mmol ¹³C₁-天冬氨酸、72μmolTRIS和7μl水的混合物中，制备16mM三苯甲基自由基的组合物。此外，加入实施例4的Gd-螯合物，以使组合物含有0.3mM的Gd-螯合物，即含0.9mM Gd³⁺。通过涡旋、微热和超声组合，将组合物混合均匀，置于探针杯中，且插入DNP偏振器中。组合物在微波辐照(93.890GHz)下的3.35T磁场中1.2K的DNP条件下极化。3小时后，停止极化，并根据WO-A-02/37132，应用溶解装置将组合物溶于水溶液中，以提供总浓度大约为10mM的超极化TRIS-¹³C₁-天冬氨酸盐的中性溶液。

通过液态¹³C-NMR在400MHz测定液态极化，为16％。

Claims (18)

1.组合物，其包含样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子。

2.根据权利要求1的组合物，用于动态核极化。

3.根据权利要求1至2的组合物，其中样品为内源性化合物，优选为在人或非人类动物体内的代谢过程中担任作用的内源性化合物。

4.根据权利要求1至3的组合物，其中样品为同位素富集的化合物，优选为¹⁵N-和/或¹³C-富集的化合物。

5.根据权利要求3至4的组合物，其中化合物为¹³C-丙酮酸或¹³C-丙酮酸盐，优选为¹³C₁-丙酮酸或¹³C₁-丙酮酸盐。

6.根据权利要求1至5的组合物，其中三苯甲基自由基为稳定的基于氧、基于硫或基于碳的三苯甲基自由基。

7.根据权利要求1至6的组合物，其中三苯甲基自由基为样品中或样品溶液中可溶的。

8.根据权利要求1至7的组合物，其中三苯甲基自由基为式(1)的自由基

其中

M表示氢或一价的阳离子；和

R1是相同或不同的，表示直链或支链的C₁-C₆-烷基或基团-(CH₂)n-X-R2，其中n为1、2或3；

X为O或S且R2为直链或支链的C₁-C₄-烷基。

9.根据权利要求1至8的组合物，其中顺磁金属离子是原子序数为58-70的镧系金属元素的顺磁金属离子或原子序数为21-29、42或44的过渡金属元素的顺磁金属离子。

10.根据权利要求1至9的组合物，其中顺磁金属离子为Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺或Yb³⁺，优选Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Gd³⁺或Tb³⁺，和更优选Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺和Gd³⁺。

11.根据权利要求1至10的组合物，其中顺磁金属离子为螯合形式或盐的形式。

12.根据权利要求1至11的组合物，其中顺磁金属离子为螯合形式且螯合剂为环状和非环状的螯合剂，所述螯合剂任选含有由N、O、S和P组成的杂原子。

13.根据权利要求1至12的组合物，其中顺磁金属离子为螯合形式且螯合剂为选自DOTA，D03A及其衍生物。

14.据权利要求1至13的组合物，其中顺磁金属离子为样品中或样品溶液中可溶的。

15.组合物，其包含超极化样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子，该组合物通过动态核极化获得。

16.用于样品动态核极化的极化剂，其中极化剂包含三苯甲基自由基和顺磁金属离子。

17.产生固体超极化样品的方法，所述方法包括制备包含样品、三苯甲基自由基和顺磁金属离子的组合物，以及在该组合物上进行动态核极化。

18.生产液体超极化样品的方法，该方法包括制备组合物，其包含样品或其前体，三苯甲基自由基和顺磁金属离子；在该组合物上进行动态核极化；优选通过溶解将该组合物液化；和任选从液化组合物中除去三苯甲基自由基和/或顺磁金属离子。

19.根据权利要求18的方法，用于生产液体MR成像剂，其中组合物通过优选在含水载体中溶解液化以形成生理学上可容许的溶液，且从液化的组合物中除去三苯甲基自由基和顺磁金属离子。