CN101365495A

CN101365495A - 含磁性铁氧化物颗粒的组合物以及所述组合物在磁性颗粒成像中的用途

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Publication number: CN101365495A
Application number: CNA2006800234633A
Authority: CN
Inventors: A·布里尔; B·格莱克; J·韦泽内克; M·罗勒; H·-J·韦因曼; H·皮特什; R·拉瓦切克; M·罗塞; J·汤森
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: WO2007000351A1; AR054808A1; EP1898960A1; US20070014730A1; CN101365495B; DOP2006000154A; PE20070345A1; PA8684201A1; US20070036729A1; EP1738773A1; JP2008544968A; TW200800275A; RU2420319C2; UY29643A1; RU2008103203A; JP5366543B2; GT200600288A; BRPI0611756A2

Abstract

本发明涉及在可药用壳内含有多晶磁性铁氧化物颗粒的复合物，以及这类组合物在磁性粒子成像(MPI)中的用途。特别优选这类组合物在检查胃肠道、心脏和脑的脉管系统中的用途，在诊断动脉硬化、梗塞、以及肿瘤和转移例如淋巴系统的肿瘤和转移中的用途。

Description

含磁性铁氧化物颗粒的组合物以及所述组合物在磁性颗粒成像中的用途

技术领域

本发明涉及在可药用壳内含有多晶磁性铁氧化物颗粒的复合物(complexes)，以及这些组合物在磁性颗粒成像(MPI)中的用途。特别优选这些组合物在检查胃肠道、心脏的脉管系统和颅部件中的用途，在诊断动脉硬化、梗塞、以及肿瘤和转移例如淋巴系统的肿瘤和转移中的用途。

背景技术

在成像方法中，尤其在医学诊断部分中，在常规的成像方法如X射线诊断和磁共振成像(MRI)中，造影剂已经导致了相当大的对比度改善。可用于MRI的造影剂可根据其作用机理进行区分(纵向弛豫的正增强(positive amplification)或影响，或横向弛豫的负增强(negative amplification)或影响)。该效应以单位mM^-1×s^-1表示为T₁和T₂弛豫度(relaxivity)。R₁和R₂定义为1/T₁和1/T₂相对于造影剂浓度的曲线中上升的陡度(steepness)。R₂/R₁的比值决定造影剂是否主要具有T₁降低(R₁显著高于R₂)或T₂降低效应(Krombach等，(2002)

174：819-829)。正像造影剂(positive contrast agent)(又名弛豫增强或T₁增大造影剂)增强灌注区域的信号强度。负像造影剂(negative contrast agent)(又名磁化率(susceptibility)增强或T₂增大造影剂)在T₂加权序列(sequence)中降低灌注区域的信号强度。

适宜的MRI造影剂已经描述于现有技术中。例如，EP 0 525 199描述了含有与多糖复合的磁性铁氧化物的药物制剂及其在MRI中作为造影剂的用途。在一优选的实施方案中，超顺磁性铁氧化物核(iron oxide cores)具有2nm至30nm的尺寸。适宜制剂中复合物的尺寸(核加上多糖壳)为10nm至500nm。然而，具体的公开仅涉及具有直径为10.1nm的铁氧化物核的复合物。EP 0 543 020公开了极相似的颗粒。然而，在该情况中，超顺磁性铁氧化物颗粒与羧基多糖复合。还描述了这些复合物在MRI中作为造影剂的用途。使用羧基葡聚糖作为壳物质改善了制剂的药理学性质。在一优选的实施方案中，铁氧化物核的尺寸为20nm至30nm。然而，具体公开的复合物只含直径最大为8.8nm的铁氧化物核。US 5,492,814描述了单晶铁氧化物颗粒及其通过MRI检查生物组织的用途。1至10nm的范围被指定为铁氧化物核的优选尺寸；然而，实施例只具体公开了具有直径为2.9+/-1.3nm的铁核的颗粒。为了改善在MRI中作为造影剂的适用性，所公开的颗粒优选为单晶颗粒，即，整个颗粒的晶体结构是均匀的且无任何分裂—单晶体。

最近，已经描述了一种用于在医疗部门成像的新方法。在该情形中，在移动磁场中对颗粒磁化强度的变化进行了测量。该变化用来测定磁性颗粒在检查区域的空间分布(参见，例如，DE 101 51 778 A1和DE 102 38 853 A1)。这种新技术已被称为磁性颗粒成像(MPI)。同一申请人的这些申请及其它申请提到用于MPI方法的颗粒必须具有的许多性质。例如，颗粒可以是铁磁性(ferromagnetic)和亚铁磁性(ferrimagnetic)颗粒，因此与MRI方法中已知的颗粒相似。不过，T₁和T₂弛豫对要用于MPI的颗粒的性能没有影响。由于用于MRI和MPI方法中成像的根本上不同的物理现象，在现有技术中所描述的作为用于MRI的造影剂的颗粒的适用性，并不能决定该颗粒是否适合于MPI。此外外，公开了颗粒必须小到只有单个磁畴(单畴(monodomain))能够在其中形成而不能产生Weiss区域(Weiss region)。据推测，取决于材料，适宜的单畴颗粒应该具有在20nm至大约800nm之间的理想尺寸。提到磁铁矿(Fe₃O₄)作为用于单畴颗粒的适宜材料。

MPI是一种尤其在诊断应用方面非常有前途的新方法，因为就仪器而言所需的费用比MRI低很多。这是因为，与在MRI中不同，在MPI中不需要大的均匀磁场并因而不需要巨大的超导磁铁，其中该巨大的超导磁铁使得MRI诊断如此昂贵并使其难以广泛应用。不过，为了使这种新技术广泛应用，必须研制允许高空间分辨率、无风险给药和在测量过程中低磁场强度的磁性颗粒。因此需要提供适合于MPI诊断的颗粒。

发明内容

在下面更详细描述本发明之前，应当指出本发明不局限于本文中描述的特定的方法、方案和试剂，因为这些都可以变化。本文中所用的术语只用于描述特别优选的实施方案，所述术语不旨在限制本发明的范围，后者仅仅受所附权利要求书限制。除非另有定义，否则用于本文中的技术和科学术语具有本领域技术人员指定给它们的含义。优选地，本文中的术语以在＂A multilingual glossaryof biotechnological terms：(IUPAC Recommendations)＂，Leuenberger，H.G W，Nagel，B.and Klbl，H.eds.(1995)，Helvetica Chimica Acta，CH-4010 Basel，Switzerland)中定义的含义使用。

本说明书中引用了许多文献。本文中引用的每一份文献(包括所有专利、专利申请、科技出版物、操作说明书、厂家建议等)都在此作为参考文献全文引入。然而，这些文献之一的提及无论如何不应当被认为是意味着以所述出版物的发明的在先日期来否认本发明的权利。

本发明人现在已经令人惊奇地发现，含有多晶磁性铁氧化物核的颗粒特别适合于MPI。因此本发明的第一主题是一种在可药用壳中含有直径为20nm至1μm的多晶磁性铁氧化物核的颗粒。

众所周知将纯铁氧化物核给予患者会导致严重的副作用。血小板聚集和血压迅速降低已有记载。为了避免这些副作用，其在一些情况下可能危害生命，将根据本发明颗粒的铁氧化物核用可药用壳包围。本发明上下文中的“可药用壳”是物质或物质混合物的层，其基本上完全包围铁氧化物核并遮隔(screen off)铁氧化物核，使得当给予患者时，不出现已知的危害生命的副作用。本发明中优选该物质或物质混合物是生物可降解的，即可裂解为可被身体利用的小单元和/或可被肾排除。颗粒优选以胶体水溶液或分散体形式给予患者。因此需要该物质或该物质混合物是亲水性的并防止颗粒的沉淀且使胶体溶液稳定。在现有技术中描述了许多这类物质(参见，例如，US 5,492,814)。

在一优选的实施方案中，可药用壳包括合成聚合物或共聚物，淀粉或其衍生物，葡聚糖或其衍生物，环糊精或其衍生物，脂肪酸，多糖，卵磷脂或甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯或其衍生物。还包括上述优选物质的混合物。

在这些广泛的物质种类之中，特别优选下列物质及其混合物：

(i)对于聚合物或共聚物：聚氧乙烯脱水山梨醇酯，聚氧乙烯及其衍生物，聚氧丙烯及其衍生物，非离子型表面活性剂，硬脂酸聚烃氧基酯(polyoxylstearates)(35-80)，聚乙烯醇，聚合蔗糖，聚羟烷基甲基丙烯酰胺(polyhydroxyalkylmethacrylamides)，乳酸和乙醇酸共聚物，聚原酸酯(polyorthoesters)，聚烷基氰基丙烯酸酯(polyalkylcyanoacrylates)，聚乙二醇，聚丙二醇，聚甘油，多羟基化聚乙烯基基质(polyhydroxylated polyvinyl matrices)，聚羟乙基天冬酰胺(polyhydroxyethyl aspartamides)，聚氨基酸，苯乙烯和马来酸共聚物，聚己内酯，羧基多糖，以及聚酐；

(ii)对于淀粉衍生物：淀粉2-羟甲基醚和羟乙基淀粉；

(iii)对于葡聚糖或其衍生物：半乳糖基化葡聚糖(galactosylated dextrans)，乳糖基化葡聚糖(lactosylated dextrans)，胺化葡聚糖，含SH基团的葡聚糖，含羧基的葡聚糖，含醛基的葡聚糖，生物素化葡聚糖(biotinylated dextrans)；

(iv)对于环糊精：β-环糊精和羟丙基环糊精；

(v)对于脂肪酸：月桂基硫酸钠，硬脂酸钠，硬脂酸，脱水山梨醇单月桂酸酯，脱水山梨醇单油酸酯，脱水山梨醇单棕榈酸酯和脱水山梨醇单硬脂酸酯。

由于其特别良好的相容性，所以优选使用葡聚糖和聚乙二醇(PEG)及其衍生物，尤其是羧基葡聚糖、低分子量PEG(优选500至2000g/mol)或高分子量PEG(大于2000g/mol至20,000g/mol)以形成该可药用壳。在特别优选的实施方案中，可药用壳是生物可降解的。以上公开的多种优选物质和聚合物满足该性质。

在现有技术中，已知有多种方法适合于制备带壳的铁氧化物核。在一些方法中，在第一方法步骤中形成铁核而在其它步骤中施加壳。不过，也可以在一个反应中或在“一锅反应”中形成铁核和壳。已知的方法包括但不限于气溶胶/水蒸汽热解法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和微乳液法。生成铁氧化物核的壳的特别优选方法例如已经描述于EP 0 543 020 B1、EP 0 186 616、EP 0 525 199和EP 0 656 368。

优选磁性铁氧化物核含磁铁矿(magnetite)或磁赤铁矿(maghemite)或其混合物。在一些实施方案中，可以将其它金属氧化物加入到铁氧化物核中，所述金属氧化物优选选自镁、锌和钴。这类其它金属氧化物可以以总计最多20％的比例加入到铁氧化物核中。此外，还可以含有低于5％、优选低于1％的量的锰、镍、铜、钡、锶、铬、镧、钆、铕、镝、钬、镱和钐。

不希望就所观察到的本发明颗粒对于MPI的适宜性给出任何解释，本发明人推想铁氧化物核的多晶性质是该特别的适宜性的一个因素。关于本发明，术语“多晶磁性铁氧化物颗粒”指由至少2个内聚的(coherent)晶体构成、优选由3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或更多晶体构成的磁性铁氧化物颗粒。本发明一个铁氧化物颗粒中可含晶体的最大数量仅仅受颗粒的尺寸限制。在大颗粒中比在小颗粒中可含更多的晶体。含在多晶磁性铁氧化物颗粒中的晶体在择优方向(preferred direction)上的长度优选为1-100nm，优选3至50nm。磁铁矿晶体(Fe₃O₄)的一个晶胞的边缘长度为大约1nm。因此，包含在多晶磁性铁氧化物颗粒中的晶体沿择优方向优选具有至少3个晶胞，更优选具有4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或更多个晶胞。在多晶铁氧化物核中，可在一个或多个晶体之间的界面处形成具有无序非晶结构的非晶区，即多晶磁性铁氧化物核优选由50％、更优选由55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多的多晶区构成，而铁氧化物颗粒的其它部分由无序的非晶区构成。铁氧化物核中所含的单个晶体可具有相同或不同的长度。多晶磁性铁氧化物颗粒中所含的最大微晶(crystallite)，即单个晶体，其体积优选应当小于本发明颗粒总体积的70％，更优选小于65％，小于60％，小于55％，小于50％，小于45％。在本发明的一实施方案中，在多晶形铁氧化物核中没有长程有序，而只有短程有序。这意味着所述颗粒为具有结晶包含物(crystalline inclusions)的基本上无定形颗粒的形式。在本发明中，“多晶”既包括长程有序的铁氧化物颗粒又包括短程有序的铁氧化物颗粒。优选长程有序的晶体。

应当指出多晶铁氧化物核也可以形成单畴而不一定导致形成Weiss区域(Weiss regions)。在形成Weiss区域的能力方面铁氧化物核的尺寸是关键因素。在一个特别优选的实施方案中，铁氧化物核含至少5个铁氧化物单晶。在颗粒中所含晶体的数目和大小可通过多种不同的方法检测，包括但不限于透射电子显微术(TEM)、电子断层成像(electron tomography)和X射线衍射。优选地，通过TEM测定大小。

本发明颗粒的总直径(overall diameter)取决于铁氧化物核的直径和包围后者的可药用壳的厚度、以及附着于该壳表面的任何分子。总直径的上限根据颗粒在施用于患者的身体之后必须能通过毛细管的假设来确定。最小直径的毛细管通常位于肺部。这类毛细管仍然可被总直径为2μm的颗粒通过。本发明的颗粒优选为球状。不过，本发明也包括长形的或有角的或基本上任何形状的颗粒，条件是铁核的表面基本上被可药用壳包围。因此，颗粒总直径在球状颗粒的情况下为2r，在不规则形状颗粒的情况下由位于颗粒表面上相距最远的二点之间的距离加上水化层的厚度来确定。在此处定义的总直径必需与本发明颗粒的均值总直径(mean overall diameter)区别开，均值总直径定义为颗粒表面上所有点离颗粒重心的平均距离加上水化层的厚度。因而该均值总直径也不同于颗粒的平均总直径，颗粒的平均总直径涉及一组颗粒，由含在该组中的颗粒的所有均值粒径的平均值加上水化层得到。总直径的下限由导致MPI方法中成像改善的多晶铁氧化物核直径的下限决定。在一优选的实施方案中，颗粒总直径因此在大约30nm至大约2μm的范围内变化。不过，更优选使用总直径在大约40nm至大约500nm之间、更优选大约45nm至大约300nm之间、更优选大约50nm至大约200nm之间的颗粒。本发明颗粒的总直径可通过许多现有技术已知的直接和间接方法来测定，例如包括电子显微法和动态光散射法。优选地，通过动态光散射测定总直径。

在可得到的现有技术中，尤其是在上述文献DE 101 51 778 A1和DE 102 38853 A1中，描述了申请人设想适合于MPI的颗粒。所述现有技术只公开了具有直径为20至800nm的磁性核的颗粒是适宜的，和磁性核的实际适宜直径取决于各自所选择的磁性材料。没有公开使用具有直径为20nm至1μm的多晶铁氧化物核的颗粒的教导。因此本发明是基于以下的发现：具有由多晶铁氧化物构成的磁性核的颗粒因为其大小增加而更适合于MPI。因此，铁氧化物核的优选直径下限为21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、90、95、100nm。优选的直径上限为500、490、480、470、460、450、440、430、420、410、400、390、380、370、360、350、340、330、320、310、300、290、280、270、260、250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、95、90、85和80nm。为了定义粒径的优选范围上述上下限的所有组合都是可能的，条件是上限值大于下限值，例如40至400nm、50至200nm等。本发明优选颗粒具有的铁氧化物核的直径在大约25nm至大约500nm的范围内。甚至更优选，铁氧化物核的直径在大约30nm至大约200nm的范围内，还更优选在大约35nm至大约80nm之间。核的直径同样可通过现有技术中已知的方法再次测定，包括但不限于所提及的方法，X-射线结构分析法和电子显微法。由于铁氧化物核不是在所有的情况下都为球形，所以铁氧化物核的直径为铁氧化物核表面上相距最远的点之间的距离。该直径必需与铁氧化物核的均值直径(mean diameter)区别开，铁氧化物核的均值直径定义为铁氧化物核表面上所有点离铁氧化物核重心的平均距离。因而铁氧化物核的该均值直径不同于铁氧化物核的平均直径，铁氧化物核的平均直径指一组颗粒而且作为含在该组中的铁氧化物核的所有均值直径的平均值得到。

已经令人惊奇地发现在铁氧化物核周围具有可药用物质薄壳的颗粒比具有厚壳同时具有相同铁氧化物核直径的颗粒更适合于MPI。在一优选的实施方案中，因此本发明颗粒的特征在于颗粒总直径与铁氧化物核直径之比小于6。更优选，该比值小于5.5、5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.95、1.90、1.85、1.80、1.75、1.60、1.55，或小于1.5。关于整个颗粒和铁氧化物核的上述直径，特别优选的颗粒具有直径在大约30至大约200nm之间甚至更优选在大约35nm至大约80nm之间的铁氧化物核，且颗粒总直径与铁氧化物核直径之比小于3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.95、1.90、1.85、1.80、1.75、1.60、1.55或小于1.5。

MPI是基于检测磁性颗粒的位置。在目标只在于显示流体流过区域的内部结构例如显示胃肠道或显示冠状动脉的诊断方法中，向患者提供足量的颗粒，例如通过注射颗粒分散体或通过吞服适宜的颗粒溶液或分散体可能就足够了。颗粒，其基本上不与检查区域中的结构结合，然后当它们流过检查区域时能被观察到。然而，对于许多诊断应用，需要颗粒显示出对检查区域的表面结构的特定亲和性。因此，在一优选的实施方案中，本发明的颗粒在其表面上含有一个或多个相同或不同的配体。配体可与表面共价键或非共价键连接。在发明的上下文中，“配体”是与所给定的物质结合的物质，其IC₅₀小于10μM，优选小于1μM，小于900nM，小于800nM，小于700nM，小于600nM，小于500nM，小于400nM，小于300nM，小于200nM，小于100nM，小于90nM，小于80nM，小于70nM，小于50nM，小于40nM，小于30nM，小于20nM。在现有技术中，已知有多种方法测定配体与所给物质的结合亲和性(IC50或其它参数)。这些方法非限制性地包括ELISA、表面等离子体共振(surface plasmonresonance)和放射性配体结合测定法，如在Gazal S.等(2002)J.Med.Chem.45：1665-1671中描述的。

在一些情况下，可能需要在本发明颗粒的表面上固定两种或多种不同配体。这是可能的，例如当在颗粒要特异性结合的表面上有两种相互邻近布置的该表面的结构特征时。这可能是这种情况，例如在某些肿瘤细胞中，其中由于突变，受体的两种成分永久地相互连接。使用两种配体，它们各自对准两种结构中的一种，因而导致亲和性或特异性相当大的增加。在本发明颗粒的这种优选的实施方案中，另外还有一种或多种类型的配体固定于由可药用物质构成的壳的表面上。依赖于构成可药用壳的各种物质或物质混合物，可药用壳本身可能对于所给的物质具有亲和性。例如，许多多糖具有特定细胞特异性。因此例如细胞特异性颗粒的制备并不是在所有情况下都需要配体的固定，因为这样一种亲和性还可由可药用壳产生。

可固定于表面上的配体的最大数量由表面的大小和各种配体需要的空间决定。通常，配体以单分子层与颗粒表面结合，其中单分子层取决于配体的大小，可导致直径的显著增加。选择适宜的配体时，尤其是使用大抗体配体时，因此必须注意确保所得配体-包覆颗粒的总直径不会导致颗粒不再能通过毛细管的情况。因此优选配体-包覆颗粒的直径小于2μm，甚至更优选具有如上所述的关于未包覆颗粒总直径所说的优选的直径。在这种情况下，可药用壳的厚度和/或铁氧化物核的直径因此必须相应缩小。在现有技术中，公开了多种连接配体的方法。特别优选的方法例如公开于US 6,048,515。取决于各种可药用壳，在连接配体之前交联壳可能是必要的。例如Weiβleder等已经描述过这类方法。

配体的选择将取决于要通过MPI诊断的疾病或病症。优选地，与位于颗粒上的配体结合的结构包含在体液例如血液或淋巴液流过的区域中，或包含在体液中。因此优选配体能与细胞(真核生物的或原核生物的)、细胞外或病毒表面的结构特异性结合。在现有技术中，已知有多种结构优先在病组织或细胞或在这类组织或细胞的附近表达，因此它们可作为各种疾病的指示。例如，在成年身体中血管的新形成(新血管发生)限于与月经或怀孕有关的子宫内膜和血管创伤之后的愈合过程。然而，众所周知新血管还在多种增殖性疾病中形成，所述新血管不见于任何体内不受增殖性疾病影响的其它点。因此，关于新血管发生产生的细胞结构，尤其是只见于肿瘤内皮的结构，例如纤维连接蛋白ED-B域(ED-BF)，是可固定于本发明颗粒表面上的配体的极好的靶。现有技术中已知的针对这类与疾病相关的结构的所有配体都可用于与本发明颗粒结合。不过，特别优选的配体是能与下列结构之一特异性结合的配体∶纤维连接蛋白的ED-B域(ED-BF)，endoglin，血管内皮生长因子受体(VEGFR)，VEGF族的成员，NRP-1，Ang1，Thie2，PDGF-BB及受体，TGF-β1，TGF-β受体，FGF，HGF，MCP-1，整联蛋白(α_vβ₃、α_vβ₅、α₅β₁)，VE-钙粘蛋白，PECAM(CD31)，ephrins，纤维蛋白溶酶原活化因子，MMPs，PAI-1，NOS，COX-2，AC133，趋化因子，Id1/Id3，VEGFR-1，Ang2，TSP-1，-2，血管抑制素(angiostatins)及相关纤维蛋白溶酶原kringles，血管内皮抑制素(endostatins)(胶原蛋白XVII片段)，血管抑制因子(vasostatin)，血小板因子4(PF4)，TIMPs，MMP抑制剂，PEX，Meth-1，Meth-2，IFN-α、-β、-γ，IL-10，IL-4，IL-12，IL-18，催乳激素(M，16K)，VEGI，SPARC的片段，骨桥蛋白片段或maspin，CollXVIII，CM201，抑制素(statins)，尤其是L-抑制素，CD105，ICAM1，生长激素抑制素(亚型1、2、3、4或5)或生长激素抑制素受体(亚型1、2、3、4、5或6)。

在现有技术中已知多种物质优选对细胞(真核生物的或原核生物的)、细胞外或病毒表面的结构具有亲和性。优选地，固定于本发明颗粒上的配体选自多肽、低聚核苷酸、多糖和脂质。

已知具有特异性亲和性的多肽并可通过许多方法包括“噬菌体展示”和免疫法鉴定。在这方面，优选根据本发明可以用作配体的蛋白质选自抗体，包括人、人源化和嵌合抗体以及抗体片段，包含抗体结合区域的片段，例如Fv、Fab、Fab′、F(ab′)₂、Fabc、Facb，单链抗体，例如单链Fvs(scFvs)和双功能抗体(diabodies)，以及细胞、细胞外或病毒受体或其片段的配体。适宜的配体为例如血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、趋化因子或细胞因子。

核酸能参与特异性结合例如与转录因子或组蛋白结合是公知的。可作为配体固定于本发明颗粒上的优选的低聚核苷酸包括DNA、RNA、PNA和适体。特别优选PNA类，因为其对通常见于患者中的核酸酶具有较高的抵抗性因而因此具有较长的生物半衰期。鉴定特异性结合的核酸的方法在现有技术中是已知的，例如描述于WO 93/24508 A1、WO 94/08050 A1、WO 95/07364 A1、WO96/27605 A1和WO 96/34875 A1中。

在一些情况下，例如由于空间或化学不相容性的原因，将不可能使配体与颗粒的表面直接结合。在这些情况下，配体可通过连接物与颗粒的表面结合。在这方面，术语“连接物”表示优选具有一个或两个化学反应性基团的分子，其分别允许一方面与颗粒表面而另一方面与配体共价或非共价偶合。在这些偶合基团之间，通常有线型、环状或支化区域，其允许例如在配体和颗粒之间更大的空间隔离和配体的更大移动性。这种线型区域例如可以是取代或未取代的、支化或未支化的、饱和或不饱和的烷基链(C₂至C₅₀)，其可被一个或多个O、N和/或S原子中断，或多肽或多核苷酸。可用于这类连接物的化学反应性基团的实例包括，例如氨基、羟基、硫醇或硫醇-反应性的、硫氢基(sulfhydryl)、羧基和环氧基团。硫醇反应性基团包括例如顺丁烯二酰亚胺(马来酰亚胺)、氯乙酰基、溴乙酰基、碘乙酰基、氯乙酰胺基、溴乙酰胺基、碘乙酰胺基、氯烷基、溴烷基、碘烷基、吡啶基二硫化物(pyridyl disulfide)和乙烯基磺酰胺基团。多种偶合试剂、偶合基团和连接物公开于WO 98/47541，该公开在此处作为专门的参考文献引入。

已经发现固定于药物活性剂(pharmaceutical active agents)表面上的聚乙二醇残基(PEG)和/或聚丙二醇残基(PPG)导致生物半衰期相当大的延长。这样的实例是PEG化的(PEGylated)脂质体或PEG化的蛋白，例如PEG化的EPO。表面PEG化的方法在现有技术中是公知的。取决于各自所用的可药用壳物质，PEG残基或PPG残基可以直接或通过连接物共价或非共价固定于表面上。优选地，聚乙二醇和/或聚丙二醇残基与颗粒的表面非共价地结合。

本发明的另一主题是一种制备在可药用壳中含直径为20nm至1μm的多晶磁性铁氧化物核的颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在合成聚合物或共聚物、淀粉或其衍生物、葡聚糖或其衍生物、环糊精或其衍生物、脂肪酸、多糖、卵磷脂或甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯或其衍生物或它们的混合物的存在下，将含铁(II)盐和铁(III)盐的混合铁盐水溶液与碱混合，直至形成颗粒的胶体溶液，

(ii)使含颗粒的溶液通过磁力梯度场(magnetic gradient field)，

(iii)撤除该磁力梯度场，

(iv)和回收留在梯度场中的颗粒。

本发明方法的步骤(i)通常不会产生均匀颗粒组，而是产生在一定的带宽之内铁氧化物核的直径和整个颗粒的直径两者都有差异的颗粒组。这样的组的平均铁氧化物核直径作为含在该组中所有均值铁氧化物核直径的平均值得到。在步骤(ii)中应用磁场梯度导致选择具有比平均铁氧化物核直径大的铁氧化物核的颗粒。例如，通过选择磁力梯度场的强度和可以通过重复本发明方法步骤(ii)至(iv)一次、两次或更多次，并可同时增强梯度场的强度，可以从不均匀的颗粒组中选出具有比平均铁氧化物核直径大的平均铁氧化物核直径和较薄的可药用物质壳的颗粒组。通常，还在步骤(ii)至(iv)结束时得到具有较小的核直径分散的颗粒组。

为了从这种颗粒次级组选出至少具有预先确定的颗粒总直径的颗粒，可通过现有技术中已知的方法如过滤、沉降、逆流离心(淘洗)等进行选择。

本发明方法所用的铁(II)和铁(III)盐优选为浓度为0.1至2M的水溶液形式。二价和三价的铁离子优选混合比为1:3至2:1。适宜的铁盐阴离子源自有机酸例如，柠檬酸、乳酸、乙酸、马来酸等，或源自无机酸例如，HCl、H₂SO₄、H₂SO₃、HBr、HI、HNO₃或HNO₂。

碱优选选自无机碱例如，NaOH、KOH、LiOH或Al(OH)₃和有机碱。可将碱以固体或溶液优选水溶液的形式加入到反应水溶液中。这种添加优选进行到溶液达到pH为10、优选11或更高。该碱化步骤优选地接着以酸优选HCl中和至pH为大约7±0.5。

作为其它步骤，步骤(i)可直接接着热处理、或在中和之后热处理。在此处，溶液加热至至少50℃，优选60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、90℃或95℃。如果还没有进行中和，溶液可在加热后加入酸来中和，然后可冷却或者再加热。如果溶液再加热，则优选加热至50℃，更优选60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃或加热至回流。这种加热优选进行10分钟至10小时。

直接在步骤(i)之后或接着上述的每一个其它步骤，即中和和/或加热步骤之后，可进行一步或多步洗涤和/或渗析步骤。此外，优选将在步骤(iv)之后得到的颗粒进行一步或多步洗涤和渗析步骤。该步骤(或这些步骤)的目的优选是从颗粒中分离出生产过程中遗留的任何潜在破坏性杂质，和调节含所述颗粒的溶液的pH和/或盐含量。

磁力梯度场用于选择特别适合于MPI方法的颗粒。可用于本发明方法的磁力梯度场可在很大范围内变化并可由本领域的技术人员在考虑各种试验方案参数的情况下进行设定。用于分离目的的梯度场必须显著大于地球场的梯度。分离室中的磁力梯度场可由永磁材料产生或由电流流过的导体产生。关于本发明，优选后面的实施方案，因为易于通过切断电流来消除梯度场。在第一情况中，磁力梯度场通过撤除永磁材料来消除。梯度场典型地在1mT/m至5000T/m之间。例如如果要保留核直径>100nm的颗粒，并且如果以具有低通过率的方案进行步骤(ii)，则优选应用1-10mT/m的梯度强度。然而，如果要保留较小核直径例如大约20nm的颗粒，并且如果该方法以高通过率进行，则优选应用梯度强度>1000T/m。施加梯度场的目的在于集中具有相对大的铁氧化物核直径和/或具有优选的，即低总直径/核比的颗粒。鉴于本文中提供的教导，根据平均直径、本发明方法制备的颗粒和应用的流速，本领域技术人员可确定可选出这些颗粒的适宜的梯度场强度。适宜的提供有梯度场的分离装置例如描述于下面的实施例1b)和1c)和EP 0 915 738 B1中。该装置可在梯度场区进一步含顺磁性物质以便必要时增强梯度场。

为了回收保留在梯度场中的颗粒，在梯度场已经撤除之后，分离装置优选用适宜的溶液、优选可药用水溶液冲冼，其中颗粒优选机械地从分离装置放出。

根据本发明制备的颗粒优选具有至少150(mM·S)^-1、更优选至少约160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或1000(mM·S)^-1的T₂弛豫度(relaxivity)。颗粒的T₂弛豫度优选在颗粒的胶体水溶液中于1特斯拉的磁场强度下测定。适宜的测量方法为本领域技术人员所已知，也例如在所附实施例中公开。在本发明方法的一个优选实施方案中，颗粒的总直径在大约30nm至大约2μm的范围内变化。不过，甚至更优选使用总直径在大约40nm至大约500nm之间、更优选大约45nm至大约300nm之间、还更优选大约50nm至大约200nm之间的颗粒。如已经提到的，本发明颗粒的总直径可通过许多现有技术中已知的直接和间接方法测定，例如包括电子显微法和动态光散射法。含在颗粒中的铁氧化物核直径的优选下限为21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、90、95、100nm。直径的优选上限为500、490、480、470、460、450、440、430、420、410、400、390、380、370、360、350、340、330、320、310、300、290、280、270、260、250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、95、90、85和80nm。为了定义可通过本发明方法制备的粒径的优选范围上述上下限的所有组合都是可能的，条件是上限值大于下限值，例如40至400nm、50至200nm等。根据本发明制备的优选颗粒具有大约25nm至大约500nm的铁氧化物核直径。更优选，铁氧化物核的直径在大约30nm至大约200nm之间，还更优选在大约35nm至大约80nm之间。

本发明的另一个主题包括可通过本发明的方法制备的颗粒。

本发明的另一个主题包括一种组合物，其中包含在组合物中的至少2％的颗粒，该颗粒在可药用壳中含有多晶磁性铁氧化物核，是本发明的颗粒或通过本发明的方法制备的颗粒。在优选的实施方案中，本发明颗粒或根据本发明制备的颗粒的比例较高而且为至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。本发明组合物用于MPI方法的适宜性随着本发明颗粒或根据本发明制备的颗粒的比例增加而增加。

本发明的另一个主题是一种组合物，其中就至少50％的颗粒而言，本发明颗粒或通过本发明方法制备的颗粒的颗粒直径位于平均颗粒直径上下10％的范围内。优选随大小分布的均一性增加，由各自颗粒产生的信号也增强。在这方面，特别优选至少55％、至少60％、65％、70％、75％、80％、90％、95％的本发明颗粒或通过本发明方法制备的颗粒的颗粒直径处于平均粒子直径上下10％的范围内。在这方面，平均颗粒直径具有上面已经解释的含义，即该颗粒直径为含在组合物中的所有本发明颗粒或根据本发明制备的颗粒的平均直径。

本发明的另一个主题是含本发明组合物的流体。适宜的流体是水溶液，其优选缓冲至生理pH，而且可含有盐、糖等，尤其是当它们打算用于肠胃外应用时。该流体可含添加剂如防腐剂、稳定剂、清洁剂、调味剂、赋形剂等。根据施用途径可加入到诊断溶液中的许多物质是本领域技术人员已知的。这些添加剂可毫无例外地加入到本发明的流体中，除与本发明颗粒不相容外。优选流体为稳定化的胶体溶液形式。

本发明的另一个主题是本发明的组合物或本发明流体用于制备诊断工具(diagnostic means)的用途，该诊断工具用于磁性颗粒成像(MPI)以诊断疾病。在此处优选疾病选自增殖性疾病，尤其是肿瘤和转移，炎性疾病，自身免疫性疾病，消化道疾病，动脉硬化，中风，梗塞，脉管系统、淋巴系统、胰腺、肝、肾、脑和膀胱中的病变，以及影响电刺激传递的疾病和神经退行性疾病。在此处所用的颗粒优选为上面作为优选或特别优选公开的颗粒。

本发明的另一个主题是组合物的用途，其中包含在组合物中的至少2％的颗粒，该颗粒在可药用壳中含磁性铁氧化物核，是含多晶磁性铁氧化物核的颗粒，以便制备在磁性颗粒成像(MPI)中应用以诊断疾病的诊断工具。在此处优选疾病选自增殖性疾病，尤其是肿瘤和转移，炎性疾病，自身免疫性疾病，消化道疾病，动脉硬化，中风，梗塞，脉管系统、淋巴系统、胰腺、肝、肾、脑和膀胱中的病变，以及影响电刺激传递的疾病和神经退行性疾病。这类颗粒的优选的铁氧化物核直径为上述的直径，但也包含直径为至少5nm、至少6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29和30nm的铁氧化物核。可用于本发明这种用途的颗粒可通过上述的方法制备。

尤其优选通过包括以下步骤的方法检测所述颗粒：

(i)产生具有磁场强度空间格局(spatial course)的磁场，以至在检查区域中获得低磁场强度的第一局部区域和较高磁场强度的第二局部区域，

(ii)改变检查区域内两局部区域的空间位置，使得颗粒的磁化强度(magnetization)局部地变化，

(iii)记录依赖于已受这种变化影响的检查区域内的磁化强度的信号，

(iv)评价该信号以便获得有关检查区域内磁性颗粒空间分布的信息。

在这种方法中和在这种方案中，在检查区域中产生空间非均匀的磁场。在第一局部区域中，磁场如此弱以致颗粒的磁化强度或多或少地与外加磁场有差异，即不是饱和的。在第二局部区域中(即在第一部分之外的其余的检查区域中)，磁场强到足以保持颗粒处于饱和状态。当几乎所有颗粒的磁化都定向于大约外部磁场的方向时，磁化强度饱和，以致对于磁场的任何更进一步的增加，磁化强度以比第一局部区域中当在磁场中产生相应增加时的小得多的程度增加。

第一局部区域优选为空间相干(spatially coherent)区域；它可以是点状区域但也可以是线或表面区域。取决于构造，第一局部区域被第二局部区域空间包围(spatially surrounded)。

通过变化检查区域内两局部区域的位置，检查区域内的(整体)磁化强度会变化。局部区域空间位置的变化例如可通过暂时改变磁场的方式实施。如果测量检查区域内的磁化强度或由此受影响的物理参数，可由此获得关于检查区域内磁性颗粒空间分布的信息。

为此，例如，接收由于检查区域内磁化强度的暂时变化在至少一个线圈中产生的信号并进行评价。如果暂时改变的磁场以第一频带作用于检查区域和颗粒上，那么，在被线圈接收到的那些信号中，只对含有一个或多个比第一频带的那些高的频率成分的那些信号进行评价。因为颗粒的磁化强度特性通常不是线性变化，因而产生这些测定的信号。

对于涉及该方法和方案的进一步说明，参见DE 101 51 778。由于所述文献详细描述了该方法和方案，所以DE 101 51 778的内容在此全文引入作为在这一点上的参考。

在一优选的实施方案中，本发明涉及根据本发明的组合物或流体的的用途，其中进行检测的设备包含以下装置：

a)产生具有磁场强度空间格局的磁场的装置，使得在检查区域获得低磁场强度的第一局部区域和较高磁场强度的第二局部区域，

b)变化检查区域内两局部区域的空间位置使得颗粒的磁化强度局部变化的装置，

c)记录依赖于已受这种空间位置变化影响的检查区域内的磁化强度的信号的装置，

d)评价该信号以便获得有关检查区域内磁性颗粒空间分布的信息的装置。

由于可根据本发明使用的颗粒允许特别高的空间分辨率，因此它们可被用于诊断增殖性疾病，尤其是这些疾病的早期阶段。增殖性疾病优选选自肿瘤、癌变前病症(precancerous condition)、发育异常、子宫内膜异位症和化生(metaplasia)。

其它可用可根据本发明使用的颗粒诊断的优选疾病包括自身免疫性疾病，选自类风湿关节炎、炎症性肠病、骨关节炎、神经病理性疼痛、斑秃、银屑病、银屑病关节炎、急性胰炎、移植排斥、变态反应、肺内的变应性炎症、多发性硬化症、阿尔茨海默氏病、克罗恩氏病和系统性红斑狼疮。

在本发明的另一实施方案中，本发明的颗粒和根据本发明制备的颗粒可用于采用磁性颗粒的局部加热方法中，特别优选是为了产生高温(hyperthermia)。对于涉及该方法和方案的进一步说明，参见WO2004/018039。由于所述文献详细描述了该方法和方案，WO2004/018039的内容在此全文引入作为在这一点上的参考。

在另一实施方案中，本发明的新颗粒和根据本发明制备的颗粒可用作磁共振成像(MRI)中的T₂增大造影剂。该颗粒可用作MRI造影剂以诊断选自下列的疾病和病变：增殖性疾病，炎性疾病，自身免疫性疾病，消化道疾病，动脉硬化，中风，梗塞，脉管系统和心脏、淋巴系统、胰腺、肝、肾、脑和膀胱中的病变，以及影响电刺激传递的疾病和神经退行性疾病。特别优选使用该颗粒作为MRI造影剂用于肝或脾的成像和诊断这些器官的疾病。该颗粒也可以用作血管造影术的MRI造影剂。

以下实施例是用于解释本发明而不是将其限制到具体的实施方案。本领域技术人员能获知试验中叙述的量和温度的多种变化，所有这些变化属于所附权利要求书定义的本发明的范围内。

附图和图像说明

图1 显示所制备颗粒的核尺寸的频数分布(frequency distribution)，其中频数在0至1之间变化。(对应于0％至100％)。

图2 标明A的图像显示实施例1c)组合物(残留物1)的TEM图像。可看见一些均值直径为大约35nm的非球状核。标明B的图像显示1c)制剂(残留物1)的大核的高分辨率TEM。可看见小单晶的积聚，其已经聚集形成更大的多晶。

图3 采用三个不同市售批次进行MPI检查的结果。示出在所详列的驱动场频倍数(x轴)下所获得信号的傅立叶幅值(y轴)作为结果。

图4 标明A的图像显示采用DE 101 51 778的方案和方法产生图像的模型(phantom)。该模型含多个腔(图像中显示为暗点)，其填充有

图像B显示该模型的图像，其中充有

的腔表现为明亮的区域。

图5 显示与市售的比较的采用实施例1b)和1c)的制剂(两种不同的平均总直径)的MPI测量结果。示出在所详列的驱动场频倍数(x轴)下所获得信号的傅立叶幅值(y轴)作为结果。

实施例

实施例1：磁性铁氧化物颗粒的制备

实施例1a)起始颗粒分散体的制备

将105g特性粘度为0.050dl/g的羧基葡聚糖(CDX)溶于350ml的水中。在氮气的供给下，向其中加入13.6g氯化铁(II)四水合物的水溶液和140ml1 M氯化铁(III)溶液(相当于37.8g氯化铁(III)六水合物)。然后，在15分钟内向其中加入242ml的3N NaOH溶液，边加边搅拌，并将混合物加热至80℃。通过加入6N HCl将pH调至7.0。将混合物在回流下再搅拌1小时。

冷却后，将样品离心(2100g/30分钟)。以相当于沉淀物上清液体积的78％的比例加入乙醇。将样品再次离心(2100g/10分钟)。将沉淀物溶于水中并以水渗析(16h)。用NaOH将该渗析液调至pH7.2并在减压下浓缩。将浓缩液通过滤膜(孔径大小：0.2μm)过滤以获得186ml的羧基葡聚糖稳定的铁氧化物颗粒的悬浮液。该生产方法相当于

中所含颗粒的生产方法。

铁浓度：52mg/ml(铁含量：91％)，磁性铁氧化物的颗粒直径：9nm，颗粒总直径：61nm，水溶性羧基多糖/铁重量比1.15，在1特斯拉下磁化强度：98emu/g铁，T₂弛豫度：240(mM·秒)^-1。

实施例1b)小颗粒的制备

磁力过滤器由环形磁体(NE 1556 IBS Magnet Berlin，外径15mm，内径5mm，高6mm)和安装在环形磁体内部体积中的分离室组成。分离室由用塑料制成的壁构成，并装有铁珠(直径大约0.3mm)。将0.8ml的铁含量为500mmol/l和T₂弛豫度为大约240(mM·秒)^-1的铁氧化物颗粒分散体(根据实施例1a)借助于流体静压过滤通过磁力过滤器。由此获得的滤液的T₂弛豫度为41(mM·秒)^-1。

实施例1c)新磁性铁氧化物颗粒的制备

在回收按照实施例1b)过滤的铁氧化物颗粒之后，一旦关掉磁体就可通过冲洗获得磁力过滤器中的残留物。产生的颗粒悬浮液(残留物1)的T₂弛豫度为293(mM·秒)^-1，按照实施例2、3、4和5表征。

在再次进行实施例1b)的过滤时，但这次用较弱的磁场，切断磁体之后获得的残留物(残留物2)的T₂弛豫度为388(mM·秒)^-1。

实施例2：通过动态光散射测定总粒径

采用购自Malvern公司的粒度仪(ZetaSizer 3000Hsa)，测量颗粒的平均扩散系数(mean diffusion coefficients)(强度加权)并由此计算均值水力直径。该方法代表测定平均颗粒总直径的一种可能性。不过，在这种情况下，测定的是铁氧化物核的直径加上水化层。

结果汇总在下表1中：

表1

实施例3：通过电子显微法测定核尺寸

采用透射电子显微术(TEM)，富含造影剂的铁氧化物核，由于其具有比壳更高的电子密度，因而被放大和拍照。对用这种方法成像的颗粒的尺寸进行测量并通过放大倍数计算出实际的核尺寸。对50至100个颗粒计数并将结果在直方图(histogram)中制图。也计算平均核直径(数量加权)。结果总结于图1中的直方图和表2的表格中。

表2

实施例4：总直径/核比值的测定

商由实施例2的直径和实施例3的核尺寸产生，并汇总在下表3中。

表3

	平均颗粒总直径[nm]	平均核直径[nm]	总直径/核比值
	平均颗粒总直径[nm]	平均核直径[nm]	总直径/核比值	实施例1a)起始分散体	61	9	6.78
实施例1b)滤液	18	6	3.00	实施例1a)起始分散体	61	9	6.78
实施例1b)滤液	18	6	3.00	实施例1c)残留物1残留物2	6571	35未测定	1.86——

实施例5：通过电子显微法和高分辨率电子显微法鉴定多晶性

颗粒的多晶性通过电子显微法和高分辨率电子显微法按照标准方法，例如透射电子显微术(TEM)于CM2000FEG(Philips)显微镜上在200kV(HRTEM)下测定。样品沉积在铜载网上的穿孔碳膜上。用这种方法检测残留物1的颗粒。结果以不同的分辨率显示于图2A和2B。

实施例6：使用磁性铁氧化物颗粒的MPI

实施例6a)用于MPI试验的样品的制备

在PVC平板(厚1mm，横向尺寸大约2 x 2mm²)中钻直径0.5mm的孔。一侧用胶带封住。然后，使用细铜丝(0.2mm，有包膜)，将物质滴加到孔中直到后者被完全充满。所述物质以未稀释的形式使用。孔的开口侧用胶带封住并将载玻片粘结在玻璃纤维增强的量杆(dipstick)上。然后将样品在所有侧面上用丙烯酸粘合剂封闭。

将样品按照DE 101 51 778 Al中的描述安装在MPI扫描器中并进行测量。与DE 101 51 788 A1中描述的图像生成不同，只在不同频率下针对测定的信号强度进行检测。为此，在MPI扫描器中应用磁力梯度场，如DE 101 51 778 A1的图2和相关的说明所述的那样。最大的梯度场强度为3.4T/m/μ0。在该梯度场上叠加交变磁场，如DE 101 51 778 A1的图4a中表示的H(t)。交变场的振幅在梯度场的最大梯度方向上为10mT/μ0，频率为25.25kHz。在MPI扫描器中样品可机械地移动，以便可从不同的测试点获得数据。此刻，记录52×52测试点，这些分布在10×10mm²的表面积上。在各点上的测量时间为0.4s。

对于在52x52测试点上记录的信号，确定具有最高和最低信号强度的信号值。这些信号值为傅立叶变换的信号，因此是复数值。首先，得到最高和最低信号值的实部之间的差和最高和最低信号值的虚部之间的差。然后作为结果，将在所详列的交变磁场频率倍数(x轴或横轴)下的两个所测定的差的平方之和的平方根(y轴或纵轴)作图。

实施例6b)使用的MPI

一种市售的产品，按照实施例6a)制备和测量。中铁浓度为500mmol Fe/l。结果汇总在图3中。观察到高达约25倍驱动场频的信噪比。此外，在独立试验中得到可再现的结果(3个不同的批次)。由此可证明Resovist适合于MPI。

实施例6c)使用根据实施例1b)的制剂的MPI

将实施例1b)悬浮液的铁浓度调至500mmol Fe/l，然后按照实施例6a)制备制剂和测量。结果与对比样品的结果和实施例6d)的结果一起显示于图5。

发现实施例1b)的组合物(滤液)显示出比实施例1a)的组合物(起始分散体)或

显著较差的信噪比。

实施例6d)使用实施例Ic)的制剂的MPI

将实施例1c)悬浮液(残留物1和残留物2)的铁浓度调至500mmol Fe/l，然后按照实施例6a)制备制剂和测量。该结果与对比样品的结果和实施例6c)的结果一起显示于图5。

发现含本发明新颗粒的组合物—实施例1c)的制剂—显示出比实施例1a)的起始分散体(和市售的MR造影剂对比样品，

)和实施例1b)的滤液更好的信噪比。

因此含在实施例1c)制剂中的本发明的新颗粒适合于改进的MPI。

实施例6e)使用

的MPI成像

图4在图像A中显示采用DE 101 51 778的方案和方法产生图像的模型的图像。该模型含多个腔(在图像中显示为暗点)，其充有

图4在图像B中显示该模型的MPI图像，其中充有

的腔表现为明亮的区域。

实施例7：螯合剂铁氧化物颗粒的合成和偶合多-His-L-选择蛋白(MECA79)作为体内造影剂

下文描述NTA(次氮基三乙酸衍生物；α-N-[双羧甲基]赖氨酸)与按照实施例1)制备的羧基葡聚糖稳定的磁性铁氧化物颗粒的偶合。

为此目的，在黑暗中于室温(RT)将羧基葡聚糖稳定的磁性铁氧化物颗粒在水溶液中用过量的31倍于颗粒的高碘酸钠(以羧基葡聚糖为基准)搅拌下氧化30分钟。然后通过凝胶过滤定量地分离出高碘酸钠。将葡聚糖磁铁矿(dextranmagnetites)在磷酸盐缓冲液(0.1M磷酸盐缓冲液pH7.0)中洗脱。然后将NTA加入到氧化了的葡聚糖磁铁矿中，并将混合物在黑暗中于RT培育2小时，同时偶尔振摇。在该过程中，NTA可以过量偶合到葡聚糖磁铁矿。然后加入1/10体积的还原剂二甲基硼烷(150mM在H₂O中)，并将混合物在黑暗中于RT下再培育2小时，同时偶尔振摇。重复最后一步，之后在4℃下培育过夜。未结合的NTA与已经和颗粒的表面结合的NTA的分离通过凝胶过滤或超滤实现。将颗粒在PBS中或在0.1M HEPES(在每种情况下pH7.0-7.4)中洗脱并通过加入5mg/ml的羧基葡聚糖(最终浓度)使其稳定。将颗粒无菌过滤，并加入叠氮化钠达到0.1％的最终浓度。然后测定悬浮液的铁含量和均值粒径。

为了检测NTA与颗粒的表面偶合的效率，首先将颗粒用10mM EDTA在PBS或0.1M HEPES中在偶尔振摇下于RT培育1小时。然后通过凝胶过滤或超滤法除去EDTA，样品用Co²⁺、Ni²⁺或被螯合剂络合的相当的二价离子培育。

然后将过量的离子通过凝胶过滤或超滤法与颗粒分离。已与颗粒表面结合的NTA分子的数量可通过将结合离子的ICP测量减去与未修饰的葡聚糖磁铁矿结合的离子来测定。

实施例8：多-His-L-选择蛋白与NTA葡聚糖磁铁矿的偶合

将载有NTA的葡聚糖磁铁矿首先用Ni²⁺离子(或类似的离子)然后用在具有0.2％牛奶(为了减少非特异性结合)的PBS或0.1M HEPES中用多His-标记的选择蛋白分子在RT下培育10分钟。通过适宜的超滤单元或通过施加磁场的磁柱(Miltenyi Biotec)除去未结合的选择蛋白分子。对产生的造影剂构成物在体外检测其结合能力，例如在小鼠外周淋巴结的冻结切片中检测，然后可用于体内成像试验。

实施例9：抗生蛋白链菌素(streptavidin)与实施例1)的磁性铁氧化物颗粒的偶合

将实施例1)的悬浮液在超速离心机中以至少3倍沉降进行纯化并用0.02％TritonX100乙酸钠缓冲溶液(pH4.5)等体积吸收。1ml纯化的悬浮液用1ml的2％抗生蛋白链菌素溶液处理并在4℃下搅拌60分钟。然后加入10mg的EDC。监测该过程中的pH值。若pH偏离4.5+/-0.2，则必须用0.01N HCl或0.01NNaOH再调节。

在搅拌下于4℃继续培育大约16小时，然后通过用1M乙醇胺培育15分钟结束。通过多次离心将抗生蛋白链菌素已结合在其上的磁性铁氧化物颗粒与未结合的蛋白质和与副产物分离。

偶合操作的成功通过添加多生物素修饰的BSA进行的聚集试验来证明。在添加生物素-BSA-聚集的抗生蛋白链菌素之后，功能化的铁氧化物颗粒导致看得见的聚集体，而另一方面未处理的铁氧化物颗粒不会显示出任何聚集因而在分散体中保持稳定。

有关偶合成功的定量结论可通过在固定的生物素-BSA上的Surface PlasmonResonance(BioCore，BioCore2000)获得。

实施例10：MECA79抗体与实施例9)的抗生蛋白链菌素功能化的磁性铁氧化物颗粒的结合

将实施例9)的抗生蛋白链菌素已经结合的磁性铁氧化物颗粒针对Hepes缓冲液/TritonX100溶液0.01％用两倍离心进行纯化，缓冲并浓缩。将纯化的微囊，此刻结合生物素，用1mg的生物素化的MEC A79抗体培育1小时然后洗涤。以同样的方法，可使用生物素化的同型IgM抗体(例如克隆R4-22)制备对照颗粒。

所用抗体量的50％结合到微囊(BioCore测量：用抗IgM-FITC抗体饱和的柱)。MECA79抗体识别“外周淋巴结地址素”，一种只见于外周和肠系膜淋巴结的高内皮小静脉上的配体基团。

实施例11：抗小鼠CD105抗体与磁性铁氧化物颗粒的偶合

以类似于实施例10)的方式，将生物素化的抗小鼠CD 105抗体与实施例9)的抗生蛋白链菌素功能化的磁性铁氧化物颗粒结合。CD 105抗体识别血管生成特异性受体并可用于图像辅助的肿瘤诊断。

实施例12：抗小鼠ICAM-1抗体与磁性铁氧化物颗粒的偶合

以类似于实施例10)的方式，将生物素化的抗小鼠ICAM-1抗体与实施例9)的抗生蛋白链菌素功能化的磁性铁氧化物颗粒结合。ICAM-1抗体识别小鼠体内的炎症中心，例如在自身免疫脑脊髓炎(EAE)实验模型中。EAE模型用作多发性硬化症的体内疾病模型。

Claims

1.一种颗粒，在可药用壳中含有直径为20nm至1μm的多晶磁性铁氧化物核。

2.根据权利要求1的颗粒，其特征在于该可药用壳稳定胶体溶液。

3.根据权利要求1或2的颗粒，其特征在于该可药用壳包含合成聚合物或共聚物、淀粉或其衍生物、葡聚糖或其衍生物、环糊精或其衍生物、脂肪酸、多糖、卵磷脂或甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯或其衍生物，或它们的混合物。

4.根据权利要求3的颗粒，其中

(i)合成聚合物或共聚物选自由聚氧乙烯脱水山梨醇酯、聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、非离子型表面活性剂、硬脂酸聚烃氧基酯(35-80)、聚乙烯醇、聚合蔗糖、聚羟基烷基甲基丙烯酰胺、乳酸和乙醇酸共聚物、聚原酸酯、聚烷基氰基丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚甘油、多羟基化聚乙烯基基质、聚羟乙基天冬酰胺、聚氨基酸、苯乙烯和马来酸共聚物、聚己内酯、羧基多糖和聚酐组成的组；

(ii)淀粉衍生物选自由淀粉2-羟甲基醚和羟乙基淀粉组成的组；

(iii)葡聚糖或其衍生物选自由半乳糖基化葡聚糖、乳糖基化葡聚糖、胺化葡聚糖、含SH基团的葡聚糖、含羧基的葡聚糖、含醛基的葡聚糖、生物素化葡聚糖组成的组；

(iv)环糊精选自由β-环糊精和羟丙基环糊精组成的组；

(v)脂肪酸选自由月桂基硫酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸、脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯和脱水山梨醇单硬脂酸酯组成的组。

5.根据权利要求1至4任何一项的颗粒，其特征在于磁性铁氧化物核包含磁铁矿或磁赤铁矿或其混合物。

6.根据权利要求1至5任何一项的颗粒，其特征在于铁氧化物核含至少五个铁氧化物单晶。

7.根据权利要求1至6任何一项的颗粒，其特征在于颗粒总直径为30nm至2μm。

8.根据权利要求1至7任何一项的颗粒，其特征在于铁氧化物核的直径为30至500nm。

9.根据权利要求1至8任一项的颗粒，其特征在于总粒径/核直径之比小于6。

10.根据权利要求1至9任一项的颗粒，其特征在于聚乙二醇和/或聚丙二醇残基以共价或非共价方式连接到颗粒表面。

11.一种制备颗粒的方法，其中所述颗粒在可药用壳中含有直径为20nm至1μm的多晶磁性铁氧化物核，所述方法包含以下步骤：

(i)在合成聚合物或共聚物、淀粉或其衍生物、葡聚糖或其衍生物、环糊精或其衍生物、脂肪酸、多糖、卵磷脂或甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯或其衍生物或它们的混合物的存在下，将含铁(II)盐和铁(III)盐的混合铁盐水溶液与碱水溶液混合，直到形成颗粒的胶体溶液，

(ii)使含颗粒的溶液通过磁力梯度场，

(iii)撤除该磁力梯度场，

(iv)和回收留在梯度场中的颗粒。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于，在进一步的步骤中，选择具有预定颗粒总直径的颗粒。

13.可根据权利要求11或12的方法制备的颗粒。

14.一种组合物，其特征在于包含在组合物中的至少2％的颗粒，该颗粒在可药用壳中含有磁性铁氧化物核，是权利要求1至10任一项的颗粒或权利要求13的颗粒。

15.根据权利要求14的组合物，其特征在于权利要求1至10任一项颗粒的粒径或权利要求13的颗粒的粒径满足至少50％的颗粒在平均粒径上下10％的范围之内。

16.一种流体，其特征在于它含有权利要求14或15的组合物。

17.根据权利要求16的流体，其特征在于该流体为稳定的胶体溶液形式。

18.权利要求14或15的组合物或权利要求16或17的流体的用途，用以制备用于磁性颗粒成像(MPI)的诊断工具以诊断选自下列的疾病：增殖性疾病，炎性疾病，自身免疫性疾病，消化道疾病，动脉硬化，中风，梗塞，脉管系统、淋巴系统、胰腺、肝、肾、脑和膀胱的病变，以及影响电刺激传递的疾病和神经退行性疾病。

19.组合物的用途，其特征在于包含在组合物中的至少2％的颗粒，该颗粒在可药用壳中含有磁性铁氧化物核，是含多晶磁性铁氧化物核的颗粒，以便制备用于磁性颗粒成像(MPI)的诊断工具以诊断下列疾病：增殖性疾病，炎性疾病，自身免疫性疾病，消化道疾病，动脉硬化，中风，梗塞，脉管系统、淋巴系统、胰腺、肝、肾、脑和膀胱的病变，以及影响电刺激传递的疾病和神经退行性疾病。

20.根据权利要求18或19的用途，其中通过包括以下步骤的方法检测颗粒：

(i)产生具有磁场强度空间格局的磁场，以至在检查区域获得具有低磁场强度的第一局部区域和具有较高磁场强度的第二局部区域，

(ii)改变检查区域内两个局部区域的空间位置，使得颗粒的磁化强度局部地发生变化，

(iii)记录依赖于检查区域内已被这种变化影响的磁化强度的信号，

21.根据权利要求20的用途，其特征在于实施检测的设备包括下列装置：

a)产生磁场的装置，该磁场具有磁场强度空间格局，使得在检查区域获得具有低磁场强度的第一局部区域和具有较高磁场强度的第二局部区域，

b)改变检查区域内两个局部区域的空间位置使得颗粒的磁化强度局部地发生变化的装置，

c)记录信号的装置，该信号依赖于检查区域内已被这种空间位置变化影响的磁化强度，

22.根据权利要求18至21任一项的用途，其特征在于增殖性疾病选自肿瘤，癌变前的病症，发育异常，子宫内膜异位症和化生。

23.根据权利要求18至21任一项的用途，其特征在于自身免疫病选自类风湿关节炎，炎症性肠病，骨关节炎，神经病理性疼痛，斑秃，银屑病，银屑病关节炎，急性胰炎，移植排斥，变态反应，肺内的变应性炎症，多发性硬化症，阿尔茨海默氏病，克罗恩氏病和系统性红斑狼疮。