CN102753654A - 液晶化合物的混合物、三种液晶混合物的系统及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三种液晶性质的有机化合物混合物，当其以精确确定的重量比混合在一起时，特征在于在31.8℃至32.8℃、32.8℃至33.8℃和33.8℃至34.8℃的温度范围内每隔0.5℃，形成确定的、狭窄范围热光转变分离的热光活性中间相的能力，并涉及包含这些混合物的系统。本发明还涉及这些混合物和包含上述混合物的系统在狭窄的温度范围内比色检测生物学对象表面上的温差中的用途。

Description

液晶化合物的混合物、三种液晶混合物的系统及其用途
本发明涉及三种具有液晶性质的有机化合物混合物，其以精确确定的重量比混合在一起并且特征在于在31.8°C至32.8°C、32.8°C至33.8°C和33.8°C至34.8°C的温度范围内以0.5°C计，形成确定的、狭窄范围热光转变分离的热光活性中间相的能力，并涉及包含这些混合物的系统。本发明还涉及这些混合物和包含上述混合物的系统在狭窄的温度范围内比色检测生物学对象表面上的温差中的用途。
热成像作为诊断方法，以及其生理学基础通常是女性乳腺中的病理性病变成像的批准临床程序。乳腺热成像特征在于达到约90%水平的敏感性和特异性。乳腺热成像可显示乳腺癌形成的第一症状，甚至在比通过其它诊断程序检测出的病变早10年，并且当将其与其它诊断方法(医学检查+乳腺摄影术+热成像)结合时，能够检测95%的早期阶段的乳腺癌。临床研究表明乳腺热成像由于乳腺癌的早期检测而显著增加女性的长期存活率，甚至高达61%。病理学热谱图能被视为乳腺癌高发展风险的自发标志，并且将来重复的病理学温谱图与22-倍更高风险的乳腺癌发病率有关。热成像被推荐为在具有阳性家族史女性的连续性抗癌监测中选择的诊断方法。
在医学成像诊断中使用的热成像的生理学基础是基于通过患者身体的受检查区域(还包括乳腺的表面)上相应热变化的轮廓线记录来直接绘图病变细胞不同代谢速率的皮肤热效应。病理性病变可能具有与平均生理温度相关的低温或高温表达，取决于在足够温差下观察的感染类型，这使其与健康组织区域显著分离。在热谱图中，病理性病变由于降低或升高的温度的显著集中而可见。
有使用远程热成像和接触热成像的已知诊断方法。在已知的接触热成像方法中，使用由胆甾醇液晶的热致中间相性质产生的热光效应，其基于精确选择的液晶混合物的光学旋转平面的变化，其中该效应在精确确定的温度下显示，其允许颜色-温度反应尺度的精确校正。特别从专利说明书US 3.847.139、GB2060879、EP0059328中获知这些方案。然而，上述方案不能令人满意，特别是与通过提供明显变得困难的单独记录的温度的必需颜色差别的具有某些诊断值的热变化读出的独特性问题相关，或者甚至使其实际应用变得不可能。
根据Zhao等人的最新研究(Qi Zhao，Jiaming Zhang，Ru Wang，Wei Cong；Use of a Thermocouple for Malignant Tumor Detection(使用热电偶用于恶性肿瘤检测)；Ieee Eng.in Medicine and Biology Mag.(药学和生物学期刊)，2008年1月2月)，相对于周围健康组织超过+0.5°C(平均为+0.7°C)的热差是典型的乳腺恶性肿瘤，使其仅通过观察乳腺表面上升高的温度的异常集中而间接定位。这就是本领域需要适用于乳腺表面上等温线分布的范围成像(每隔0.5°C)的新型液晶混合物的原因。
本发明的目的是提供能够在31.8°C至32.8°C、32.8°C至33.8°C和33.8°C至34.8°C的温度范围内每隔0.5°C形成确定的、狭窄范围热光转变分离的热光活性中间相的液晶混合物。通过开发具有所需要性质的液晶混合物组合物实现上述目的。
本发明系统中的液晶混合物，由于其独特的长度变化性质，因此在各个混合物仅1.5°C的热光反应(response)的非常狭窄范围内，精确地每隔0.5°C，在中间相中选择性反射的光的颜色能充当生物学对象表面上温差的比色指示器，在其上放置在固定载体上布置的这些混合物。
优选地，其中由三种液晶化合物混合物各自形成的中间相的温度范围保持热光反应能力，累积地包括与女性乳腺表面温度的测定的体内范围的31.8°C至34.8°C的范围相对应，因此这些混合物用于乳腺表面上等温线分布的范围成像(每隔0.5°C)。这种乳腺温度表面的成像应用于乳腺内部以及表面上发生的病理性过程的热标记的早期诊断。
每隔0.5°C的中间相的热致变色反应分离(thermochromic responseseparation)是可能的，因为有利使用4,4’-二戊基氧化偶氮苯作为掺合剂成为其新应用—以产生热光活性被动中间相(随情况而不同，其中其作为用于通过场效应控制的指示器的液晶混合物的成分而存在，如R.Dabrowski等人，日期为1979年7月24日的波兰专利申请PL124264B1中描述的)并允许检查的热差器官表面区域的明确检测，至少与从文献中已知的规定梯度(0.7°C)相对应，其为肿瘤恶性生长类型的特征。特别地，这意味在载体第一混合物，然后第二混合物和第三混合物上固定的连续应用，允许在用于该器官实验登记的表面温度的整个范围内受检查的热特征异常的乳腺表面上区域的检测，同时非常容易检测温度的集中变化，这是因为各个原色(红色、绿色、蓝色)作为由给定的液晶混合物形成的中间相中反射的光的颜色是可见的，能够精确地每隔0.5°C观察到这些颜色—因此不同颜色的两个相邻区域在该温度范围内可最低程度地彼此不同。
在第一方面中，本发明涉及具有在具有每隔0.5°C的颜色转变变化的狭窄的温度范围内形成热光活性热致中间相能力的液晶化合物的混合物。
本发明的液晶混合物包含下列化合物：
-胆甾醇壬酸酯(手性向列)，其在温度80.5°C下熔化以在温度90°C(澄清温度)下达到各向同性的液态，CAS登记号633-31-8，并且结构由分子式1表示；
Figure BDA00001942566400031
分子式1
-胆甾醇油醇碳酸酯，CAS登记号17110-51-9，并且结构由分子式2表示；
Figure BDA00001942566400041
分子式2
-胆甾醇丙酸酯，CAS登记号633-31-8，并且结构由分子式3表示；
Figure BDA00001942566400042
分子式3
-氯化胆甾醇，CAS登记号910-31-6，并且结构由分子式4表示；
Figure BDA00001942566400043
分子式4
-4,4’-二戊基氧化偶氮苯，CAS登记号37592-87-3，并且结构由分子式5表示；
Figure BDA00001942566400051
分子式5
本发明的液晶化合物混合物由48.61%重量比至52.53%重量比的量的胆甾醇壬酸酯、46.47%重量比至50.39%重量比的量的胆甾醇油醇碳酸酯、0.18%重量比至0.28%重量比的量的胆甾醇丙酸酯、0.16%重量比至0.20%重量比的量的氯化胆甾醇和0.52%重量比至0.66%重量比的量的4,4’-二戊基氧化偶氮苯组成并在31.8°C至34.8°C的温度范围内形成热光活性中间相。
在一个实施方案中，本发明第一混合物的%重量比组成如下：
Figure BDA00001942566400052
优选地，在本发明的第一混合物中，中间相在31.8°C至32.8°C的温度范围内是热光反应的(responsive)，其中在温度31.8°C下在中间相中出现反射的红色光(波长为720nm)并且该颜色保持了0.5°C的间隔范围，在温度32.3°C下在中间相中出现反射的绿色光(波长为545nm)并且该颜色保持了0.5°C的间隔范围，并在温度32.8°C下在中间相中出现反射的蓝色光(波长为410nm)并且该颜色保持了0.5°C的间隔范围。
在第二个实施方案中，本发明第二混合物的%重量比组成如下：
Figure BDA00001942566400061
优选地，在本发明的第二混合物中，中间相在32.8°C至33.8°C的温度范围内是热光反应的，其中在温度32.8°C下在中间相中出现反射的红色光(波长为720nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围，在温度33.3°C下在中间相中出现反射的绿色光(波长为545nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围，并在温度33.8°C下在中间相中出现反射的蓝色光(波长为410nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围。
在第三个实施方案中，本发明第三混合物的%重量比组成如下：
Figure BDA00001942566400062
优选地，在本发明的第三混合物中，中间相在33.8°C至34.8°C的温度范围内是热光反应的，其中在温度33.8°C下在中间相中出现反射的红色光(波长为720nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围，在温度34.3°C下在中间相中出现反射的绿色光(波长为545nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围，并在温度34.8°C下在中间相中出现反射的蓝色光(波长为410nm)并且该颜色保持通过0.5°C的间隔范围。
对于其独特的热光性质，上述本发明的混合物适合用作比色检测生物学对象表面上温差的活性层。
在第二方面中，本发明涉及形成热致中间相的三种液晶混合物的系统，其适于在31.8°C至34.8°C的狭窄温度范围内使生物学对象表面上的等温线分布成像，以0.5°C的间隔使所述中间相中选择性反射的光的三种原色—红色(波长为720nm)、绿色(波长为545nm)和蓝色(波长为410nm)—保持热致变色分离。
上述系统适于连续应用于在31.8°C至34.8°C的狭窄温度范围内比色检测生物学对象表面上的温差，特别是女性乳腺中的病理性病变成像。
实施例1
液晶混合物的制备
使用分析天平称重液晶混合物的各个组分。混合物的组成在表1中显示。
表1
Figure BDA00001942566400071
将称重的各个混合物样品放置在200ml的烧杯中。将混合物在温度约70°C下加热，同时通过使用机械搅拌器RD 50D型混合约24小时以获得均匀混合物。
将获得的液晶混合物进行控制以检验相变温度。将熔化混合物的样品应用于具有来自Semic的电子稳定预热的冷却-加热表的尺寸为50mm×50mm的黑金属板，其装备有来自Shimano的程序温度控制器。使用光源D65(模仿白光)照射混合物样品，其中将光源放置在提供颜色反应检测的稳定几何形状的夹持器装置中。将混合物样品冷却至确定的温度并视觉检验颜色反应。
对于混合物I：
获得温度31.8°C-32.3°C下反射的红色光(720nm)；
温度32.3°C-32.8°C下反射的绿色光(545nm)；
温度32.8°C-33.3°C下反射的蓝色光(410nm)。
对于混合物II：
获得温度32.8°C-33.3°C下反射的红色光(720nm)；
温度33.3°C-33.8°C下反射的绿色光(545nm)；
温度33.8°C-34.3°C下反射的蓝色光(410nm)。
对于混合物III：
获得温度33.8°C-34.3°C下反射的红色光(720nm)；
温度34.3°C-34.8°C下反射的绿色光(545nm)；
温度34.8°C-35.3°C下反射的蓝色光(410nm)。
实施例2
用作测温计的包含实施例1的混合物III的板的制备。
在由诸如聚碳酸酯或聚酯的透明有机聚合物制成的矩形板表面上涂覆诸如丙烯腈共聚物水性分散体的粘合剂涂层，然后在温度80°C下干燥约2小时。其次，在如此制备的粘合剂涂层上通过刮刀涂覆悬浮在聚乙烯醇水性分散体中的实施例1的液晶混合物I。通过在温度280°C下，在红外辐射器下放置充当液晶载体的板将分散组分预先蒸发30分钟之后，使用乙烯基聚合物的封装层涂覆液晶层。在相对湿度不低于80%和温度为25°C的条件下将聚合过程进行约12小时。当聚合过程完成时，使用丝网印刷术使用从乙烯基聚合物侧含有黑色有机颜料的吸收涂层对涂覆有透明液晶板进行涂覆。当吸收涂层干燥(在25°C的温度下约12小时)时，获得包含液晶混合物III的板，其在33.8°C至34.8°C的温度范围内显示热光反应，适合用作用于使受检查的乳腺表面上的等温线分布成像的测温计。

Claims (11)

1.液晶化合物混合物，其特征在于，其由48.61%重量比至52.53%重量比的量的胆甾醇壬酸酯、46.47%重量比至50.39%重量比的量的胆甾醇油醇碳酸酯、0.18%重量比至0.28%重量比的量的胆甾醇丙酸酯、0.16%重量比至0.20%重量比的量的氯化胆甾醇和0.52%重量比至0.66%重量比的量的4,4’-二戊基氧化偶氮苯组成。
2.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其在31.8°C至34.8°C的温度范围内形成热光活性中间相。
3.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其由48.61%重量比的胆甾醇壬酸酯、50.39%重量比的胆甾醇油醇碳酸酯、0.28%重量比的胆甾醇丙酸酯、0.20%重量比的氯化胆甾醇和0.52%重量比的4,4’-二戊基氧化偶氮苯组成。
4.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其在31.8°C至32.8°C的温度范围内形成热光活性中间相。
5.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其由50.28%重量比的胆甾醇壬酸酯、48.72%重量比的胆甾醇油醇碳酸酯、0.24%重量比的胆甾醇丙酸酯、0.18%重量比的氯化胆甾醇和0.58%重量比的4,4’-二戊基氧化偶氮苯组成。
6.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其在32.8°C至33.8°C的温度范围内形成热光活性中间相。
7.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其由52.53%重量比的胆甾醇壬酸酯、46.47%重量比的胆甾醇油醇碳酸酯、0.18%重量比的胆甾醇丙酸酯、0.16%重量比的氯化胆甾醇和0.66%重量比的4,4’-二戊基氧化偶氮苯组成。
8.如权利要求1所述的混合物，其特征在于，其在33.8°C至34.8°C的温度范围内形成热光活性中间相。
9.权利要求1所述的混合物在比色检测生物学对象表面上的温差中的用途。
10.形成权利要求1-8所述的热致中间相的三种液晶混合物的系统，其特征在于，所述混合物适于在31.8°C至34.8°C的狭窄温度范围内使生物学对象表面上的等温线分布成像，以0.5°C的间隔使所述中间相中选择性反射的光的三种原色—红色(波长为720nm)、绿色(波长为545nm)和蓝色(波长为410nm)—保持热致变色分离。
11.权利要求10所述的系统在31.8°C至34.8°C的狭窄温度范围内比色检测所述生物学对象表面上的温差中的用途。
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