CN104159617B - 具有PEG取代的α-羟基膦酸酯壳的超顺磁纳米颗粒 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了纳米颗粒，特别是超顺磁氧化铁的纳米颗粒，其适用于铁治疗和诊断成像，例如磁共振(MR)。所公开的纳米颗粒已经过含有聚乙二醇作为亲水部分的α‑羟基膦酸结合物处理，以使得纳米颗粒足够亲水，以适用于诊断成像。在改性亲水纳米颗粒中，所公开的是其中改性结合物的亲水部分为基于聚环氧乙烷的聚合物，并且分子量大于5,000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿的那些。意外地，当与其中基于PEG的亲水部分的分子量小于5,000的类似纳米颗粒相比时，这些纳米颗粒在肝脏中具有更快速和完全的保留纳米颗粒处理。

Description

具有PEG取代的α-羟基膦酸酯壳的超顺磁纳米颗粒
背景
本发明总体上涉及纳米颗粒，特别是基于过渡金属氧化物的那些，其已经过α-羟基膦酸衍生物处理，使得它们足够亲水，以形成稳定的含水悬浮液。改性纳米颗粒可用于需要亲水性的应用，例如在诊断成像(例如，通过磁共振成像(MRI))中用作治疗剂和用作造影剂。
在一些应用中，例如，当用作造影剂或治疗剂时，还期望纳米颗粒具有明确的可再现的结构并且顺从安全测试。因此，需要不会由于纯化而使它们的亲水性劣化、并且在含有电解质的含水介质中显示悬浮稳定性的亲水纳米颗粒。例如，在制备体内用于人受试者的造影剂时，候选纳米颗粒通常经历纯化，并且预期在等渗含水介质(即，含有约150 mM NaCl的介质)中显示悬浮稳定性。通过用分子量高达约5,000道尔顿的α-羟基膦酸-PEG结合物涂布过渡金属氧化物颗粒，增强纳米颗粒在盐水中的亲水性和稳定性的努力已取得一些成功。
迄今为止，关于这些改性颗粒的体内行为，可得到很少(如果有的话)信息。特别是，当开发纳米颗粒用于诊断成像，或如果预期用作治疗剂时，与在身体中的停留时间相关的参数是重点考虑的。来自未加工的氧化铁纳米颗粒的残余的MR信号保持为强MR信号，当在临床工作流程中需要重复该剂的剂量时，这是不期望的。关于这一点，不论增强的稳定性，本文公开的改性纳米颗粒呈现改进的处理，例如在肝脏中。
概述
以前观察到，提高基于α-羟基膦酸的涂布材料的聚乙二醇(PEG)分子量使所得到的超顺磁氧化铁(SPIO)纳米颗粒偏向更稳定的特性和更长的血液半衰期。出乎意料的是随后的观察结果：尽管在血液和血清中提高的稳定性，具有PEG大于5000分子量的α-羟基膦酸-PEG结合物的SPIO呈现对保留的剂量更快速的肝脏处理。因此，本公开涉及涂布有α-羟基膦酸结合物的SPIO，其包括分子量大于约5,000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿的PEG。在一个实施方案中，例如，相对于具有分子量低于5,000道尔顿的PEG的相同涂布材料，具有与分子量大于5,000道尔顿的PEG的结合物具有意外地更快速和完全的肝脏处理。
因此，在一方面，本发明涉及一种纳米颗粒组合物，所述组合物包含具有氧化铁核的纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，其中所述PEG的分子量大于约5000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿，并且o=0或1。
在一些实施方案中，S为直接键、未取代的或取代的脂族或脂环族基团、杂脂族基团，在一些情况下，为长度为1-10个碳原子的直链烷基，L为直接键、羰基、醚基团、酯基团、仲胺或叔胺、季胺基团、酰胺基团、氨基甲酸酯基团或脲基团。
特别关注的是，结合物不包括与人组织可能具有不期望的反应的基团或部分。因此，方便的是，当附着于纳米颗粒时，结合物显示约-40 mV至40 mV之间的ζ电位，优选约-15mV至15 mV之间，尤其关注的是，当这样附着时，其显示基本上中性的ζ电位。
对于用于处理要体内用于人受试者的纳米颗粒的结合物，还方便的是，α-羟基膦酸和PEG之间的键为烃，即，在结构I中，S为单键。
本公开还涉及一种使用PEG-取代的α-羟基膦酸酯涂布的纳米颗粒诊断成像的方法，所述方法包括：
使已给予纳米颗粒组合物的个体经受成像，所述纳米颗粒组合物包含氧化铁纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，o=0或1，并且其中所述PEG的分子量大于约5000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿。
在又一方面，本发明涉及一种使用PEG-取代的α-羟基膦酸酯涂布的纳米颗粒治疗铁缺乏的方法，所述方法包括：
给予个体纳米颗粒组合物，所述组合物包含具有氧化铁核的纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，其中所述PEG的分子量大于约5000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿，并且o=0或1。
优选α-羟基膦酸-PEG结合物足够亲水，使得当其以约0.04-约2.0结合物/Fe原子的比率用于处理纳米颗粒时，其使得纳米颗粒能在含水介质中形成稳定的胶态悬浮液，通过DLS测定，DH为约15-100 nm，在一些实施方案中，约15-50 nm，在其它实施方案中，约20-约30 nm。特别方便的是，其使得这样处理的纳米颗粒足够亲水，对于在等体积的正辛醇和0.1 M pH 7.0 3-(N-吗啉代)丙磺酸(MOPS)缓冲液之间的分布系数的对数，显示小于1的值。
要通过加入α-羟基膦酸-PEG结合物改性的纳米颗粒核优选为基于过渡金属和过渡金属化合物的那些，例如氧化物、碳化物、硫化物、氮化物、磷化物、硼化物、卤化物、硒化物、碲化物和它们的组合。特别关注的是氧化物。过渡金属化合物可用于制备造影剂，用于磁共振(MR)成像。元素周期表的第三周期的过渡金属可用于形成显示顺磁性和便利地显示超顺磁性的化合物，因此可用作MRI造影剂。尤其方便的是基于氧化铁的超顺磁纳米颗粒。这些通常称为超顺磁氧化铁(SPIO)颗粒，并且制造SPIO纳米颗粒的方法为本领域技术人员已知的(例如，参见Lodhia等人，Development and use of iron oxide nanoparticles(Part I): Synthesis of iron oxide nanoparticles for MRI(氧化铁纳米颗粒的开发和使用(部分I)：用于MRI的氧化铁纳米颗粒的合成)。Biomedical Imaging andIntervention Journal，6(2):e12，2010)。
通过DLS测定，亲水改性的纳米颗粒的DH通常为约15 nm-100 nm，在一些实施方案中，15-50mn，在其它实施方案中，约20 nm-约30 nm。如果亲水改性的纳米颗粒预定体内用于人受试者，例如，用作MRI造影剂，特别方便的DH为约30 nm或更小。
在一个实施方案中，通过与结合物反应，制备亲水改性的纳米颗粒。一种方法是在有机溶剂(例如苄醇(BnOH))中形成纳米颗粒的胶态悬浮液，随后在相同或不同的有机溶液中与结合物的有机溶液混合。混合物可随后在升高的温度下保持延长的时间段，直至反应基本完成。通常，50℃或更高的温度经16小时或更久是便利的。
容易得到亲水改性的纳米颗粒的稳定的单分散含水胶态悬浮液。这样的悬浮液应优选对过滤(例如切向流动过滤)稳定，对30kDa截留和电解质(例如加入NaCl)的加入稳定，电解质的加入使得含水介质等渗，即，约150 mM的NaCl。优选悬浮液对于一周或更长的储存时间段稳定，更优选不仅对悬浮纳米颗粒的沉降稳定，而且对通过DLS测定的悬浮纳米颗粒的DH的生长稳定。如果悬浮液旨在体内用于人受试者，方便的是通过加入NaCl、葡萄糖或本领域已知的其它渗透压调节剂或它们的组合，使得它们等渗。
亲水改性的纳米颗粒可方便地用作治疗剂或用作诊断成像中的造影剂。常见类型的诊断成像包括磁共振(MR)成像。还研究亲水改性的纳米颗粒作为铁补充的治疗给药，例如，用于治疗铁缺乏。
在治疗或成像中，方便的是使用亲水改性的纳米颗粒，其ζ电位在约-15 mV和15mV之间。给予人受试者亲水改性的纳米颗粒的便利方法是静脉内给予纳米颗粒，优选作为稳定的等渗含水悬浮液。如果用于MR成像，纳米颗粒应包含顺磁(优选超顺磁)物类，最优选它们应基于氧化铁，例如磁石或磁赤铁矿。
附图
参考附图，当阅读以下详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。
图1为显示比较具有各种平均分子量(包括350、440、750、2,000和5,000道尔顿)的PEG的亲水改性纳米颗粒的肝脏清除研究结果的图。
图2为显示比较具有平均分子量为2,000、5,000、10,000和30,000道尔顿的PEG的亲水改性纳米颗粒的肝脏清除研究结果的图。
详述
在以下的描述中，除非另外说明，否则使用的术语的解释旨在与那些术语的通常含义一致。
本发明的结合物可具有各种各样的键。关键的特征在于，结合物具有在化学上和在空间上可接近的α-羟基膦酸的三个羟基。虽然该结构具有手性中心，但预期所有的单独对映异构体和可能的外消旋混合物适合对水不溶性纳米颗粒赋予亲水性。
这些结合物在α-羟基膦酸结构和PEG之间可具有任何通常已知的化学键，包括基于碳、氮、氧和硫的那些。特别关注的基团为烃、羰基、酯、醚、仲胺或叔胺、季胺、脲、氨基甲酸酯和酰胺。要使用结合物处理的纳米颗粒的预期的最终用途可影响键基团的选择。例如，如果纳米颗粒要体内使用，特别是用于人受试者，从惰性的角度来看，最关注的键基团为烃。
目前公开的结合物基于环氧乙烷，有聚(环氧乙烷/乙二醇)，其平均分子量大于约5,000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿。
当本文提及聚(乙二醇) (PEG)的分子量时，所公开的值代表化合物的平均分子量；该化合物的制备物可包括分子量偏离平均值10-28%的物类。例如，如制造商指示的，PEG3350的制备物的平均分子量为3350道尔顿，其中制备物中的分子物类的分子量为3000-3750。所用的PEG 5000材料的光谱分析显示约4,000-6,400道尔顿的尺寸范围，平均值为约5,000道尔顿。
在一些实施方案中，纳米颗粒用具有式II结构的PEG-α-羟基膦酸结合物处理：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式II
其中n=1或2并且p为约114-681。
在一些实施方案中，如下制备结合物：首先根据以下合成方案制备α-羟基膦酸，其中R为PEG：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
方案1
在其它实施方案中，根据以下合成流程制备结合物：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
结合物优选足够亲水，使得当其以约0.04-2.0当量结合物/纳米颗粒金属基础的比率与纳米颗粒反应时，纳米颗粒能够形成稳定的含水悬浮液。纳米颗粒通常基于过渡金属化合物，例如氧化物或过渡金属本身。方便的是使用元素金属的摩尔数来指定反应比率，因为这可容易由纳米颗粒在有机溶剂中的起始悬浮液的元素分析得到。由处理前纳米颗粒的化学组成和它们的平均尺寸的知识，可粗略计算每个纳米颗粒的结合物量。特别方便的是，结合物足够亲水，以提供15 nm-100 nm的经涂布的氧化铁纳米颗粒，在一些实施方案中，15 nm-50mn，在其它实施方案中，约20-约30 nm，得到具有足够亲水性的颗粒，对于在等体积的正辛醇和0.1 M pH 7.0 MOPS缓冲液之间的分布系数的对数，显示小于1的值。
特别关注的是，具有附着的α-羟基膦酸结合物的改性亲水纳米颗粒足够亲水，以形成稳定的含水胶态悬浮液，在切向流动过滤之后，通过动态光散射(DLS)在150 mM的NaCl水溶液中测定，呈现流体动力学直径(DH)没有实质变化。要使用结合物处理的纳米颗粒可为任何水不溶性材料，其可形成为100 nm或更小的颗粒，其附着有结合物的α-羟基膦酸部分。关注的是，使用在磁共振成像中能用作造影剂的纳米颗粒。此外，还预期以治疗方式使用本公开的纳米颗粒。然而，用于其它最终用途(例如灌注用于转染基因的细胞培养物)的纳米颗粒也是所关注的。
为了用作MRI造影剂，纳米颗粒的基础应为顺磁的金属或其化合物，其中超顺磁的那些特别受关注。这些金属方便地由元素周期表的第三周期的过渡金属取出，从锰开始，到锌结束。为了用于治疗以及用于成像，特别关注的材料组为基于氧化铁的那些。尤其方便的材料为称为SPIO的那些。这些材料的通式为[Fe2 +O3]x[Fe2 +O3(M2+O)]1-x，其中1 ≥ x ≥ 0。M2+可为二价金属离子，例如铁、锰、镍、钴、镁、铜、锌或它们的组合。当金属离子(M2+)为亚铁离子(Fe2+)并且x=0时，该材料为磁石(Fe3O4)，而当x=1时，该材料为磁赤铁矿(γ-Fe2O3)。
总的来说，当未成对自旋的含有晶体的区域足够大，使得它们可认为是热力学独立的时，出现超顺磁性，单一微区颗粒称为磁性微区。这些磁性微区显示大于其单独的未成对电子总和的净磁性偶极。在不存在施加的磁场的情况下，所有磁性微区随机取向，没有净磁化。施加外部磁场引起所有磁性微区的偶极矩重新取向，导致净磁矩。在一些实施方案中，这些材料证明尖晶石晶体结构，通过透射电子显微镜(TEM)分析显示。
已附着有α-羟基膦酸的改性亲水纳米颗粒可在诊断成像中用作治疗剂或用作造影剂。在成像应用中，将改性纳米颗粒给予受试者，在一些实施方案中，给予哺乳动物受试者，随后受试者经受成像。在治疗应用中，将改性纳米颗粒给予受试者，例如，用于解决铁缺乏。
当用于诊断成像，特别是哺乳动物受试者，更特别是人受试者的诊断成像时，已附着有α-羟基膦酸的改性亲水纳米颗粒通常溶解于药学上可接受的载体中，该载体可包含或者可不含一种或多种赋形剂。如果要通过注射给药，特别是肠胃外注射，载体通常为通过加入约150 mM的NaCl、5%葡萄糖或它们的组合已使其等渗的含水介质。其通常还具有约7.3-7.4的生理学pH。可通过肌内(IM)、皮下(SQ)或最常见的静脉内(IV)给药。然而，还可通过植入贮存物给药，随后将纳米颗粒缓慢释放到受试者的血液或组织中。
或者，可通过摄入给药，用于使胃肠道成像或用于口腔递送治疗铁剂量，或者通过吸入用于使肺和气道成像。
对人受试者给药(特别是IV给药)要求已附着α-羟基膦酸的改性亲水纳米颗粒在所用的量下无毒，并且不含任何传染媒介(例如细菌和病毒)并且还不含任何致热原。因此，这些纳米颗粒应对必要的纯化程序稳定，并且它们的亲水性不遭受劣化。
这些纳米颗粒可递送至给药部位，作为具有适当的同渗重摩和pH的稳定的含水胶态悬浮液，作为浓缩的含水胶态悬浮液(适用于稀释和调节)，或作为粉末(例如通过冻干得到，适用于重组)。
因此，本公开还涉及使用本文公开的纳米颗粒使受试者成像的方法。这样的方法包括使已给予纳米颗粒组合物的受试者经受成像的步骤，例如通过磁共振，其中给予受试者的所述组合物包含纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯-PEG结合物，所述PEG的分子量大于约5,000道尔顿并且小于或等于约30,000道尔顿。
产生PEG-α-羟基膦酸改性的超顺磁氧化铁颗粒(SPIO)的先前努力导致具有改进的亲水性和稳定性的SPIO。然而，在成像实验中，观察到在MR信号的"二阶段"双指数衰减，可归因于纳米颗粒在肝脏中的持续。
用于涂布纳米颗粒的亲水结合物的PEG分子量的更精确的评价显示，肝脏处理特性看起来遵循PEG聚合物尺寸。如在图1和2中显示的，比起被约2000道尔顿分子量的PEG(PEG2000)改性的那些，被其中PEG的分子量大于约5,000道尔顿(PEG5000)的PEG-α-羟基膦酸改性的那些纳米颗粒具有明显更快速和完全的肝脏处理特性。
在基于PEG2000和PEG5000的SPIO纳米颗粒之间，在注射后24小时，观察到铁的肝脏吸收没有显著差异，使用富含同位素的氧化铁纳米颗粒，经由电感偶合等离子体质谱测量(数据未显示)。类似地，到注射后至少84天，当通过电感偶合等离子体质谱测量时(数据未显示)，观察到在肝脏中外源性或内源性铁的量没有显著差异。然而，不论对于基于PEG2000和PEG5000的SPIO纳米颗粒，这些类似的组织铁水平如何，通过MR成像，在肝脏中氧化铁核的处理特性差异明显。基于PEG5000的SPIO纳米颗粒显示很少或没有较慢的双指数劣化特性(通过MR成像评价)，而对于包含具有分子量为2000道尔顿或更小的PEG的结合物的SPIO纳米颗粒，观察到这一点。
书面描述使用以下实施例来说明本公开，包括最佳方式，并且能够使本领域任何技术人员实践本公开。本公开的可专利范围通过权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实施例。
实施例
实施例1：合成PEG-350结合物
Figure DEST_PATH_IMAGE010
合成PEG-350单(甲醚)乙醛。向含有溶解于CH2Cl2 (98 mL)的PEG-350单(甲醚)(3.438 g，9.82 mmol)的溶液加入Dess-Martin Periodinane (5.00 g，11.79 mmol)，将所得到的溶液在室温下搅拌20小时。在反应期间，形成细的白色沉淀物，在反应结束时，经由通过硅藻土垫过滤而除去。从滤液真空除去溶剂，留下悬浮于黄色油中的白色固体。固体用二乙醚研磨，经由通过硅藻土垫过滤而除去固体。从滤液真空除去溶剂，留下黄色油状的产物PEG-350单(甲醚)乙醛(3.42 g，100 %)。1H NMR (CDCl3) δ 9.73 (t，J=4 Hz，1H)，4.16(d，J=4 Hz，2H)，3.65 (m，24H)，3.38 (s，3H) ppm。IR (纯) 2873，1732，1455，1350，1109，1040，948，851，749 cm-1。
Figure DEST_PATH_IMAGE012
合成α-羟基PEG-350单(甲醚)膦酸二乙酯。向含有溶解于四氢呋喃(53 mL)中的PEG-350单(甲醚)乙醛(3.71 g，10.7 mmol)的溶液中加入亚磷酸二乙酯(1.77 g，12.8mmol)。将溶液冷却至0℃，加入1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(1.94 g，12.8 mmol)。在0℃下搅拌10分钟后，将rxn温热至室温，搅拌另外的24小时。真空除去溶剂，留下深黄色黄色油，将其经由柱层析法纯化(100% CH2Cl2至15% MeOH/ 85% CH2Cl2)，以得到3.30 g(64 %)黄色油状的期望的α-羟基PEG-350单(甲醚)膦酸二乙酯产物。1H NMR (CDCl3) δ4.19 (m，6H)，3.65 (m，24H)，3.38 (s，3H)，1.34 (m，6H) ppm。31P NMR (CDCl3) δ 23.1ppm。IR (纯) 3343，2872，1725，1453，1248，1105，965，850，791 cm-1。
Figure DEST_PATH_IMAGE014
合成α-羟基PEG-350单(甲醚)膦酸。向含有溶解于二氯甲烷(74 mL)的α-羟基PEG-350单(甲醚)膦酸二乙酯(3.61 g，7.43 mmol)的溶液中加入三甲基甲硅烷基溴化物(3.41g，22.3 mmol)，将所得到的溶液在室温下搅拌2小时。真空除去溶剂，留下褐色油。将所得到的油溶解于丙酮(74 mL)和水(0.5 mL)中，将所得到的溶液在室温下搅拌1.5小时。随后真空除去溶剂，留下金色油状的期望的α-羟基PEG-350单(甲醚)膦酸产物(2.66 g，84 %)。1HNMR (CDCl3) δ 3.65 (m，24H)，3.38 (s，3H)。31P NMR (CDCl3) δ 24.0 ppm。IR (纯)3460，2870，1727，1456，1351，945，849 cm-1。
实施例2：合成PEG-1900结合物
Figure DEST_PATH_IMAGE016
合成mPEG2k-环氧化物。2 L夹套反应容器用氮气吹扫，并且装入表氯醇(222.9mL，2.843 mol)，接着装入H2O (11.37 mL，0.631 mol)。在室温下搅拌10分钟后，加入NaOH(113.7 g，2.843 mol)，将所得到的反应浆料加热至72℃。将PEG1900单(甲醚)加入到反应中，将所得到的溶解物在72℃下搅拌3小时。随后将反应物冷却至35℃，加入H2O (750 mL)。一旦反应溶液达到室温，含水反应溶液用CH2Cl2 (2×750 mL)萃取。随后从合并的有机萃取物真空除去溶剂，以得到棕褐色/褐色固体。将固体溶解于CH2Cl2 (750 mL)中，将所得到的浑浊溶液通过硅藻土垫。从所得到的澄清的橙色滤液真空除去溶剂，留下蜡状棕褐色固体。回收的固体用2:1 THF/己烷(1.3 mL THF/g粗品)重结晶2次，以得到439.7 g (85%)米色固体状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ 3.76 (m，2H)，3.60 (m，186H)，3.39 (m，2H)，3.33(s，3H)，3.12 (m，1H)，2.75 (m，1H)，2.57 (m，1H)。13C NMR (CDCl3) δ 72.12，72.06，70.87，70.70，59.18，50.95，44.39。
Figure DEST_PATH_IMAGE018
合成mPEG2k-二醇。将mPEG2k-环氧化物(125.0 g，63.9 mmol)溶解于0.5 M H2SO4(500 mL)中，将所得到的溶液在室温下搅拌1小时。反应溶液随后用CH2Cl2 (2×500 mL)。从合并的有机层真空除去溶剂，以得到蜡状棕褐色固体。回收的固体用2:1 THF/己烷(0.83mL THF/g粗品)重结晶，以得到115.8 g (93 %)米色粉末状的期望的产物：1H NMR (CDCl3)δ 3.71 (m，2H)，3.53 (m，182H)，3.35 (m，1H)，3.26 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 73.00，72.05，70.85，64.03，59.16。
Figure DEST_PATH_IMAGE020
合成mPEG2k-醛。将mPEG2k-二醇(5.0 g，2.53 mmol)溶解于H2O (14.7 mL)中，将反应溶液冷却至6℃。经10分钟时间段，以3个等同的等分试样加入含有溶解于H2O (4.42mL)中的NaIO4 (0.650 g，3.04 mmol)的溶液。将所得到的溶液在6℃下搅拌1小时。加入1,2-丙二醇(0.100 mL，0.136 mmol)，将反应物在6℃下搅拌另外的15分钟。随后将反应物温热至室温，含水反应混合物用CH2Cl2 (3×20 mL)萃取。合并的有机层用盐水(15 mL)洗涤，真空除去溶剂，留下4.59 g (93 %)米色蜡状固体状的期望的产物。1H NMR (CDCl3) δ 9.67(m，1H)，4.11 (m，2H)，3.76 (m，1H)，3.58 (m，170H)，3.40 (m，1H)，3.32 (s，3H)。
Figure DEST_PATH_IMAGE022
合成二苄基-αHmPP5k。将mPEG2k-醛(79.00 g，40.7 mmol)溶解于CH2Cl2 (136.5mL)中。加入二苄基亚磷酸酯(8.99 mL，40.7 mmol)，接着加入三乙胺(5.65 mL，40.68mmol)。在室温下搅拌20小时后，从反应混合物真空除去溶剂，留下蜡状黄色固体。回收的固体用2:1 THF/己烷(2 mL THF/g粗品)重结晶，以得到81.0 g (90 %)米色粉末状的期望的产物。1H NMR (CDCl3) δ 7.30 (m，10H)，5.06 (m，4H)，4.16 (m，1H)，3.78 (m，2H)，3.59(m，163H)，3.42 (m，1H)，3.34 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 128.78，128.63，128.47，128.10，128.03，72.01，71.32，70.84，70.65，68.17，68.10，67.86，67.34。31P NMR (CDCl3)δ 23.97。
Figure DEST_PATH_IMAGE024
合成αHmPP2k。将二苄基-αHmPP5k (80.0 g，36.3 mmol)溶解于95%乙醇(471.4mL)中搅拌下缓慢加入10% Pd/碳(2.87 g，2.7 mmol Pd)。将反应放置在H2气氛下，搅拌，直至H2吸收完成(93小时)。经由通过硅藻土垫过滤除去Pd/碳，从滤液真空除去溶剂，留下白色蜡状固体。回收的固体用2:1 THF/己烷(1.3 mL THF/g粗品)重结晶，以得到79.2 g (约100 %)白色粉末状的期望的产物。1H NMR (CDCl3) δ 3.65 (m，2H)，3.47 (m，165H)，3.29(m，2H)，3.20 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 72.37，71.59，70.62，70.22，61.18，58.68。31PNMR (CDCl3) δ 22.85。
实施例3：合成PEG-5000结合物
Figure DEST_PATH_IMAGE026
合成mPEG5k-环氧化物。将水(4.32 mL)悬浮于表氯醇(84.68 mL，1.080 mol)中，加入NaOH (43.20 g，1.080 mmol)，接着加入三乙基铵盐酸盐(1.18 g，0.009 mol)。将溶液搅拌，加热至70℃，在此期间分批加入PEG5000单(甲醚) (500 g，0.100 mol)，温度上升。将所得到的悬浮液在该温度下搅拌4小时，随后冷却至室温。加入水(500 mL)，产物用CH2Cl2(2×1000 mL)萃取。真空除去CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF(400 mL)/己烷(200 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到499.93 g (理论质量的99 %)米色固体状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ3.81 (m，2H)，3.64 (m，422H)，3.46 (m，2H)，3.38 (s，3H)，3.17 (m，1H)，2.79 (m，1H)，2.61 (m，1H)。13C NMR (CDCl3) δ 71.97，71.89，70.53，59.00，50.76，44.22。
Figure DEST_PATH_IMAGE028
合成mPEG5k-二醇。将mPEG5k-环氧化物(499.93 g，98.88 mmol)溶解于0.5 MH2SO4 (2000 mL)中，在室温下搅拌1.5 h (约30分钟，以充分溶解材料，和另外的1小时反应)。随后反应物用CH2Cl2 (2×1000 mL)萃取。真空除去CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF/己烷(400 mL:200 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到411.88 g (理论质量的82 %)米色固体状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ 3.75 (m，2H)，3.57 (m，422H)，3.39 (m，2H)，3.31 (s，3H)。13C NMR(CDCl3) δ 72.88，71.91，70.55，63.93，59.02。
Figure DEST_PATH_IMAGE030
合成mPEG5k-醛。将mPEG5k-二醇(208 g，40.99 mmol)溶解于水(320 mL)中，在室温下搅拌约45分钟。向该浑浊溶液中加入事先溶解的NaIO4 (10.7 g，50 mmol)的水(90mL)溶液，经约30分钟，以等份加入。在最终的氧化剂加入后约1.5-2小时后，浑浊变澄清。随后将反应物搅拌16小时，通过加入丙二醇(1.20 mL)而猝灭。含水反应混合物随后用CH2Cl2(1×1000 mL，1×500mL)萃取。将有机层合并，真空除去CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)。所得到的金色油用THF/己烷(400 mL:200 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到183.77 g (理论质量的89 %)白色固体状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ 9.66 (m，1H)，4.10 (m，2H)，3.75 (m，2H)，3.58 (m，422H)，3.39(m，2H)，3.31 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 200.94，71.90，71.18，70.54，59.01，53.56。
Figure DEST_PATH_IMAGE032
合成二苄基-αHmPP5k。将mPEG5k-醛(181.453 g，35.97 mmol)溶解于CH2Cl2 (850mL)中，加入三乙胺(5.01 mL，35.97 mmol)，搅拌约30分钟。接着缓慢加入二苄基亚磷酸酯(9.43 g，35.97 mmol)。在室温下搅拌48小时后，真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF/己烷(350 mL:175 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到175.59 g (理论质量的92 %)白色固体状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ 7.34 (m，10H)，5.10 (m，4H)，3.79 (m，1H)，3.75 (m，2H)，3.64 (m，460H)，3.53 (m，4H)，3.37 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 136.40，136.27，128.74，128.60，128.43，127.99，71.98，71.17，70.61，68.67，68.13，64.85，67.59，59.08. 31P NMR (CDCl3)δ 23.92。
Figure DEST_PATH_IMAGE034
合成αHmPP5k。将干燥的二苄基-αHmPP5k (122.80 g，23.15 mmol)悬浮于无水乙醇(500 mL)和水(25 mL)中，缓慢加入10% Pd/碳(4.0 g)。随后将反应物在H2气氛(气球压力)下搅拌，直至吸收完成。经由通过硅藻土垫过滤除去Pd/碳，从滤液真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)。所得到的油用THF/己烷(300 mL:150 mL)重结晶，以得到109.7 g(理论质量的94%)白色粉末状的期望的产物：1H NMR (CDCl3) δ 3.81 (m，4H)，3.64 (m，366H)，3.47 (m，2H)，3.38 (s，3H)。13C NMR (CDCl3) δ 72.00，71.04，70.54，59.11。31P NMR(CDCl3) δ 22.85。
实施例4：合成PEG-10,000结合物
Figure DEST_PATH_IMAGE036
合成mPEG10k-二醇。将PEG10000单(甲醚) (20 g，2 mmol)加热至80℃，在此期间加入水(0.090 mL)、表氯醇(1.78 mL，22.7 mmol)和NaOH (0.908 g，22.7 mmol)，接着加入三乙基铵盐酸盐(0.025 g，0.182 mmol)。所得到的溶解物/悬浮液在该温度下搅拌18小时，随后冷却至室温。加入0.5 M H2SO4 (100 mL)，将反应物在室温下搅拌另外的18小时。产物用CH2Cl2 (1×200 mL，1×100 mL)萃取。真空除去CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF (150 mL)/己烷(75 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到18.378 g (理论质量的91 %)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。1H NMR δ (CDCl3)：3.8 (8H，m)，3.5-3.75 (856H，bs)，3.44-3.48 (5H，m)，3.38 (3H，s)。
Figure DEST_PATH_IMAGE038
合成mPEG10k-醛。将mPEG10k-二醇(17.805 g，1.824 mmol)溶解于水(75 mL)中，在室温下搅拌约30分钟。向该浑浊溶液中加入事先溶解的NaIO4 (0.456 g，2.22 mmol)的水(4.5 mL)溶液，经约30分钟，以等份加入。在加入最终的氧化剂后约1.5小时后，浑浊变澄清。随后将反应物搅拌18小时，通过加入丙二醇(0.054 mL)而猝灭。将该反应混合物搅拌另外的1小时。含水反应混合物随后用CH2Cl2 (1×150 mL，1×100mL)萃取。真空除去合并的有机物和CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的黄色油用THF/己烷(200 mL:100mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到13.182g (理论质量的72 %)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。1H NMR δ (CDCl3)：9.74 (1H，s)，4.17 (2H，d)，3.82 (6H，m)，3.52-3.76 (880H，bs)，3.46-3.48 (5H，m)，3.38 (3H，s)。
Figure DEST_PATH_IMAGE040
合成二苄基-aHmPP10k。将mPEG10k-醛(18.475 g，1.242 mmol)溶解于CH2Cl2 (50mL)中，加入三乙胺(0.26 mL，1.86 mmol)，搅拌约30分钟。接着缓慢加入二苄基亚磷酸酯(0.488 g，1.86 mmol)。在室温下搅拌96小时后，真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF/己烷(150 mL:75 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到12.53 g (理论质量的98 %)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。1H NMR δ (CDCl3)：7.36 (10H，m)，5.10 (4H，m)，4.2 (1H，M)，3.83 (9H，m)，3.54-3.74 (872H，bs)，3.46-3.48 (5H，m)，3.38 (3H，s)。
Figure DEST_PATH_IMAGE042
合成aHmPP10k。将二苄基-aHmPP10k (11.81 g，1.15 mmol)悬浮于无水乙醇(100mL)中，并且在40℃下加热，直至完全溶解。缓慢加入10% Pd/碳(2.0 g)。随后将反应物在H2气氛(气球压力)下在40℃下搅拌，直至吸收完成。经由通过硅藻土垫过滤除去Pd/碳，从滤液真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)。所得到的油用THF/己烷(150 mL:75 mL)重结晶，以得到11.27 g (理论质量的98%)白色粉末状的期望的产物。1H NMR δ (CDCl3)：3.95(1H，m)，3.42-3.9 (900H，bs)，3.39 (3H，s)。
实施例5：合成PEG-30,000结合物
Figure DEST_PATH_IMAGE044
合成mPEG30k-二醇。将PEG30000单(甲醚) (30 g，1 mmol)加热至85℃，在此期间加入水(0.040 mL)、表氯醇(0.89 mL，11.35 mmol)和NaOH (0.454 g，11.35 mmol)，接着加入三乙基铵盐酸盐(0.013 g，0.091 mmol)。将所得到的溶解物/悬浮液在该温度下搅拌10分钟，在95℃下搅拌30分钟，在105℃下搅拌2.5小时，随后在95℃下搅拌另外的1小时。随后将反应物冷却至室温。加入0.5 M H2SO4 (100 mL)，将反应物在室温下搅拌另外的18小时。产物用CH2Cl2 (2×150 mL)萃取。真空除去CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF (150 mL)/己烷(75 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到17.91 g (理论质量的60 %)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。
Figure DEST_PATH_IMAGE046
合成mPEG30k-醛。将mPEG30k-二醇(17.0 g，0.565 mmol)溶解于水(50 mL)中，在室温下搅拌约30分钟。向该浑浊溶液中加入事先溶解的NaIO4 (0.147 g，0.69 mmol)的水(10 mL)溶液，作为单份加入。在加入氧化剂后约45分钟后，浑浊变澄清。随后将反应物搅拌18小时，通过加入丙二醇(0.0165 mL)而猝灭。将该反应混合物搅拌另外的1小时。含水反应混合物随后用CH2Cl2 (2×100 mL)萃取。真空除去合并的有机物和CH2Cl2 (不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的黄色油用THF/己烷(150 mL:75 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到15.08g (理论质量的89%)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。
Figure DEST_PATH_IMAGE048
合成二苄基-αHmPP30k。将mPEG30k-醛(14.27 g，0.475 mmol)溶解于CH2Cl2 (50mL)中，加入三乙胺(0.132 mL，0.95 mmol)，搅拌约30分钟。接着缓慢加入二苄基亚磷酸酯(0.249 g，0.95 mmol)。在室温下搅拌72小时后，真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)，将所得到的油用THF/己烷(200 mL:100 mL)重结晶(加入THF，加热，随后加入己烷，旋转，直至浑浊变澄清，约30秒)，以得到14.03 g (理论质量的97 %)白色固体状的期望的产物。该材料不经进一步纯化直接用于下一步。
Figure DEST_PATH_IMAGE050
合成αHmPP30k。将二苄基-αHmPP30k (10.6 g，0.35 mmol)悬浮于无水乙醇(100mL)中，在40℃下加热，直至完全溶解。缓慢加入10% Pd/碳(0.4 g)。随后将反应物在H2气氛(气球压力)下在40℃下搅拌，直至吸收完成。经由通过硅藻土垫过滤除去Pd/碳，从滤液真空除去溶剂(不至干，而是仅为浓稠的油)，以得到9.22 g (理论质量的88%)白色固体状的期望的产物。
实施例6：合成纳米颗粒组合物(αHmPP5k SPIO)
在含有磁力搅拌棒的1 L锥形瓶中称重9.177 g αHmPP5k配体。与104 ml去离子水和无水EtOH (200 mL)一起，加入8.955 ml NaOH溶液(0.2 M)。烧瓶用表面皿覆盖，在磁力搅拌下搅拌，并温和加热，直至得到澄清的无色溶液。将以上溶液加入到具有机械搅拌器、Teflon锚搅拌器、热电偶、氮入口和起泡器和回流冷凝器的2 L夹套反应器中。烧瓶用无水EtOH (2×25 mL)漂洗，将漂洗物加入到反应器中。将澄清的无色溶液在100 rpm下搅拌。将330.6 ml氧化铁纳米颗粒核在苄醇(6.05 g Fe/ml)中的溶液通过粉末漏斗，经由碱洗涤、DI水漂洗、烘箱干燥的量筒，加入到反应混合物中。量筒用无水EtOH (2×25 mL)漂洗，将漂洗物加入到反应器中。观察到单相暗红褐色溶液。搅拌速率提高至200 rpm，将反应器塞好，搅拌下，在50℃(内部温度)下，在氮气下加热18小时。加热18小时后，将反应器冷却至25℃。将EtOAc (660 mL)和去离子水(320 mL)加入到反应器中，插入挡板以增强混合。将反应混合物在500 rpm下搅拌10分钟。停止搅拌，让各相分离。在< 10分钟后浑浊混合物开始相分离，在约30分钟后，观察到清晰的相分离。由247 g暗红褐色溶液组成的下面的水相(含有SPIO颗粒)从反应器排走，进入2 L 24/40圆底烧瓶。溶液用水稀释至800 mL (理论，约2.5mg Fe/mL)，简短地旋转蒸发，以除去任何残余的挥发性有机物。溶液随后无菌过滤(0.22 µm)，使用50K PES Millipore 0.1 m2膜，通过切向流动过滤(TFF)纯化。经约3小时，在约10psi下，产物用24 L去离子水洗涤，同时保持保留物储器中2.5 L体积。在收集每升渗透物后，移除渗透物和保留物样品(各约5 mL)。一旦洗涤完成，将保留物浓缩至约120 g (约16mg Fe/mL)。最终的颗粒的流体动力学直径为19.2 nm，通过动态光散射在150 mM氯化钠溶液中测量。在150 mM氯化钠溶液中，在40℃下培育2天后，颗粒的尺寸不变化。
实施例7：SPIO纳米颗粒的胶态悬浮液的特性。
评价由于切向流动过滤得到的胶态悬浮液的稳定性和ζ电位。
使用150 mM NaCl水溶液作为悬浮液介质，经由动态光散射(DLS)测量流体动力学直径(DH)。将来自切向流动过滤的纯化的SPIO悬浮液在150 mM NaCl水溶液中稀释，通过200 nm过滤器以除尘，随后使用Brookhaven ZetaPALS进行DLS分析。进行稀释，以在DLS测量期间得到20,000计数/秒的最小值。在制备改性纳米颗粒之后不久进行测量。在储存后DH的显著提高指示纳米颗粒已聚集，因此该特定的胶态悬浮液不稳定。结果在表1中陈述。
表1
纳米颗粒涂料 合成后的D<sub>H</sub> 在40℃盐水中18小时后的D<sub>H</sub>
PEG-350 α-羟基膦酸酯 10 ± 1 nm
PEG-2000 α-羟基膦酸酯 20 ± 1 nm 22 ± 1 nm
PEG-5000 α-羟基膦酸酯 20 ± 1 nm 21 ± 1 nm
PEG-10000 α-羟基膦酸酯 23 ± 1 nm 24 ± 1 nm
PEG-30000 a-羟基膦酸酯 30 ± 1 nm 30 ± 1 nm
实施例8
通过MRI的体内肝脏成像的信号强度。涉及动物的程序在GE全球研究学会动物保护和使用委员会批准的方案下完成。在注射氧化铁纳米颗粒测试剂之前、随后在注射后不同的时间点(例如，第1，2，5，7，21，28天等)收集图像数据。通过放置在约150g雌性Lewis大鼠(Charles River Laboratories，Wilmington，MA)的侧尾静脉中的导管注射测试剂，以5mg Fe/kg体重给药，除了PEG-30,000 α-羟基膦酸酯涂布的剂以外，由于材料限制，其以3mg Fe/kg给药。在注射后，导管用盐水冲洗。
使用习惯结构的约6 cm螺线管接受RF线圈，在临床1.5 T GE Signa扫描器上进行成像。为了准备成像，通过放置在填充氧中3%异氟烷的电感室中，使大鼠麻醉。随后将准备好的动物放置在RF线圈内，并且安置在扫描器的钻孔内，保持2-3%异氟烷通过鼻锥。
采用3D快速梯度回声脉冲序列，其允许在12个回声时间收集图像。经由图示指令界面布置成像平板，使得肝脏在横断平板内的中心，并且每个平板收集12个图像。脉冲序列参数如下：脉冲序列：3D ME fGRE；TE：在2.7-55.2 ms范围，具有4.7 ms间隔；TR：146.8 ms；翻转角：25°；带宽：12.5 MHz；矩阵：192x160；NEX：1；切片厚度：1.1 mm；切片之间的间隔：1.1 mm；视场：9 cm，得到0.35×0.35×1.1的体素大小。序列获得时间为约2分钟。
使用在IDL平台(IDL v. 6.3，ITT Corp.，Boulder，CO)上建立的常规的软件工具(CineTool v8.0.2，GE Healthcare)分析成像数据组。简要地，图像分析工具允许在每个系列的含有肝脏的切片上人工绘制关注的3D区域(ROI)，随后在绘制的ROI内，对于每一个体素，通过指数回归计算T2*时间常数。对于不同PEG分子量的α-羟基膦酸酯-PEG 涂布的氧化铁纳米颗粒，在图1和2中绘制肝脏R2*值，按这样测定的T2*的倒数来计算。
图1显示在静脉内注射5 mg Fe/kg的α-羟基膦酸酯-PEG涂布的氧化铁纳米颗粒后，经由MR使活大鼠纵向成像而测量的在肝脏中的R2*弛豫速率。在肝脏中颗粒处理的速率(由随着R2*信号时间的损失反映)，对涂料配体的PEG链的长度呈现依赖性。使用5000道尔顿MW PEG涂料，肝脏信号衰减为单指数和快速的，在约一周内返回基线。与此相反，涂布有较低MW PEG (2000道尔顿和更低)的颗粒呈现两阶段衰减，其中肝脏信号在不同的水平下保持升高达许多个月(平均值± SD，n ≥ 3)。
对于涂布有较高MW PEG (5000道尔顿和更高)的颗粒，在肝脏中肝脏R2*弛豫速率曲线在图2中显示。x-轴从图1扩展，显示涂布有MW 5000、10,000和30,000道尔顿的PEG的3种不同颗粒各自显示类似的曲线，呈现朝向基线快速、单指数的下降。还显示2000道尔顿PEG涂布的颗粒用于参比。
由于所公开的α-羟基膦酸-PEG改性的纳米颗粒的改进的肝脏处理特性，改性纳米颗粒也可用作补充铁的来源，用于治疗铁缺乏。
虽然本文已说明和描述了本发明的仅某些特征，但是本领域技术人员可以想到许多修改和变化。因此，应理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。

Claims (44)

1.一种组合物，所述组合物包含：
纳米颗粒，附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述至少一个α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure 31445DEST_PATH_IMAGE001
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，其中所述PEG的分子量大于5000道尔顿并且小于或等于30,000道尔顿，并且o=0或1，其中所述纳米颗粒包含过渡金属或过渡金属化合物。
2.权利要求1的组合物，其中S为直接键、未取代的或取代的脂族或脂环族基团或杂脂族基团。
3.权利要求1的组合物，其中S为长度为1-10个碳原子的直链烷基。
4.权利要求1-3中任一项的组合物，其中L为直接键、羰基、醚基团、胺基团、酰胺基团、酯基团、脲基团或季胺基团。
5.权利要求1-3中任一项的组合物，其中L为氨基甲酸酯基团。
6.权利要求1的组合物，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式II的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式II
其中n=1或2，并且p为114-681。
7.权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述纳米颗粒包含顺磁材料。
8.权利要求6的组合物，其中所述过渡金属或过渡金属化合物选自铁、锰、铜、钴、镍和它们的组合。
9.权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述纳米颗粒包含超顺磁氧化铁。
10.权利要求9的组合物，其中所述氧化铁掺杂有另一种金属。
11.权利要求1-3中任一项的组合物，其中通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，所述纳米颗粒的平均流体动力学直径(DH)为15 nm-100 nm。
12.权利要求11的组合物，其中通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，所述纳米颗粒的平均流体动力学直径(DH)为15 nm-50 nm。
13.权利要求11的组合物，其中通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，所述纳米颗粒的平均流体动力学直径(DH)为20 nm-30 nm。
14.权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述纳米颗粒足够亲水，以形成稳定的含水胶态悬浮液，在切向流动过滤和在室温下储存一周之后，通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，呈现流体动力学直径(DH)没有实质变化。
15.一种适用于给予哺乳动物受试者的组合物，所述组合物包含：
纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分；其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure 260170DEST_PATH_IMAGE003
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，o=0或1，并且所述PEG的分子量大于5000道尔顿并且小于或等于30,000道尔顿;和
药学上可接受的载体或赋形剂，其中所述纳米颗粒包含过渡金属或过渡金属化合物。
16.权利要求15的组合物，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式II的结构：
Figure 39907DEST_PATH_IMAGE004
式II
其中n=1或2，并且p为114-681。
17.权利要求15或权利要求16的组合物，其中S为直接键、未取代的或取代的脂族或脂环族基团、杂脂族基团或它们的组合。
18.权利要求15或16的组合物，其中L为直接键、羰基、醚基团、酰胺基团、酯基团、脲基团或它们的组合。
19.权利要求15或16的组合物，其中L为氨基甲酸酯基团。
20.权利要求15或16的组合物，其中所述纳米颗粒适合用作MRI造影剂。
21.权利要求15或16的组合物，其中所述纳米颗粒包含超顺磁氧化铁。
22.权利要求15或16的组合物，其中通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，所述纳米颗粒的平均流体动力学粒径(DH)为15 nm-100 nm。
23.权利要求22的组合物，其中通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，所述纳米颗粒的平均流体动力学粒径(DH)为15 nm-50 nm。
24.权利要求22的组合物，其中所述纳米颗粒的平均DH为20 nm-30 nm。
25.权利要求15或16的组合物，其中所述纳米颗粒足够亲水，以形成稳定的含水胶态悬浮液，在切向流动过滤和在室温下储存一周后，通过动态光散射在150 mM的NaCl水溶液中测定，呈现流体动力学直径(DH)没有实质变化。
26.权利要求15或16的组合物，其中所述载体为等渗含水介质。
27.权利要求15或16的组合物，其中所述载体处于生理学pH。
28.α-羟基膦酸酯涂布的纳米颗粒在制备用于诊断成像的试剂中的用途，包括：
使已给予纳米颗粒组合物的个体经受成像，所述纳米颗粒组合物包含氧化铁纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure 497433DEST_PATH_IMAGE003
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，o=0或1，其中所述PEG的分子量大于5000道尔顿并且小于或等于30,000道尔顿。
29.权利要求28的用途，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式II的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
式II
其中n=1或2，并且p为114-681。
30.权利要求28或权利要求29的用途，其中已给予受试者的所述纳米颗粒组合物用作造影剂。
31.权利要求28或29的用途，其中所述纳米颗粒通过吸入给予。
32.权利要求28或29的用途，其中所述纳米颗粒通过摄入给予。
33.权利要求28或29的用途，其中所述纳米颗粒肠胃外给予。
34.权利要求28或29的用途，其中所述纳米颗粒通过注射或灌注给予。
35.权利要求28或29的用途，其中将所述纳米颗粒植入受试者中。
36.权利要求28或29的用途，其中通过磁共振(MR)成像。
37.α-羟基膦酸酯涂布的纳米颗粒在制备用于治疗铁缺乏的药物中的用途，包括：
给予个体纳米颗粒组合物，所述组合物包含具有氧化铁核的纳米颗粒，其附着有α-羟基膦酸酯部分，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式I的结构：
Figure 311805DEST_PATH_IMAGE001
式I
其中S为间隔基，L为S和R之间的键，R为聚(乙二醇)，Z为在PEG链的ω端的烷氧基或羟基封端，o=0或1，其中所述PEG的分子量大于5000道尔顿并且小于或等于30,000道尔顿。
38.权利要求37的用途，其中所述α-羟基膦酸酯部分具有式II的结构
Figure 134268DEST_PATH_IMAGE004
式II
其中n=1或2，并且p为114-681。
39.权利要求37或权利要求38的用途，其中已给予受试者的所述纳米颗粒组合物用作生物可用铁的来源。
40.权利要求37或38的用途，其中所述纳米颗粒肠胃外给予。
41.权利要求37或38的用途，其中所述纳米颗粒通过注射给予。
42.权利要求37或38的用途，其中所述纳米颗粒通过灌注给予。
43.权利要求37或38的用途，其中将所述纳米颗粒植入受试者中。
44.权利要求37或38的用途，其中所述纳米颗粒通过摄入给予。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015047787A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Pegylated nanoparticle compositions
ES2965620T3 (es) * 2014-04-01 2024-04-16 Centre Nat Rech Scient Nanopartículas de óxido metálico dendronizado, un procedimiento de preparación de las mismas y sus usos
TWI689310B (zh) 2014-07-11 2020-04-01 巨生生醫股份有限公司 治療鐵缺乏症之方法
KR20200118618A (ko) 2019-04-08 2020-10-16 전남대학교산학협력단 Peg화된 금속나노입자를 이용한 금속원소 분리방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL98744A0 (en) * 1990-07-06 1992-07-15 Gen Hospital Corp Method of studying biological tissue using monocrystalline particles
AU716667B2 (en) 1996-01-10 2000-03-02 Nycomed Imaging As Contrast media
JP2001508783A (ja) * 1997-01-29 2001-07-03 ポリマスク・ファーマシューティカルズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Ｐｅｇ化法
US7939170B2 (en) 2002-08-15 2011-05-10 The Rockefeller University Water soluble metal and semiconductor nanoparticle complexes
DE102006007888A1 (de) * 2006-02-21 2007-08-23 Degussa Gmbh Aluminiumoxid enthaltende Dispersion, Zubereitung enthaltend diese Dispersion und ein Melaminharz und mittels dieser Zubereitung hergestelles gehärtetes Produkt
ZA200905420B (en) 2007-02-07 2010-10-27 Spago Imaging Ab Visualization of biological material by the use of coated contrast agents
FR2913886B1 (fr) 2007-03-22 2012-03-02 Guerbet Sa Utilisation de nanoparticules metalliques dans le diagnostique de la maladie d'alzheimer
FR2921660B1 (fr) 2007-10-01 2015-09-25 Centre Nat Rech Scient Nanoparticules hybrides organiques inorganiques a base de carboxylates de fer.
FR2921838A1 (fr) 2007-10-05 2009-04-10 Guerbet Sa Nouveau procede de preparation de nanoparticules recouvertes d'une couche stabilisatrice gem-bisphosphonate couplee a des ligands de biodistribution hydrophile
WO2009078924A2 (en) 2007-12-06 2009-06-25 The Regents Of The University Of California Mesoporous silica nanoparticles for biomedical applications
US20090280063A1 (en) 2008-05-09 2009-11-12 General Electric Company Novel pei-peg graft copolymer coating of iron oxide nanoparticles for inflammation imaging
US20100166664A1 (en) 2008-12-29 2010-07-01 General Electric Company Nanoparticle contrast agents for diagnostic imaging
US20100278748A1 (en) 2009-04-29 2010-11-04 General Electric Company Nanoparticle contrast agents for diagnostic imaging
US9205155B2 (en) 2009-10-30 2015-12-08 General Electric Company Treating water insoluble nanoparticles with hydrophilic alpha-hydroxyphosphonic acid conjugates, the so modified nanoparticles and their use as contrast agents
BR112013013929A2 (pt) 2010-12-15 2016-09-13 Gen Electric composição de nanopartícula, e, processos para fabricar uma composição de nanopartícula e de formação de imagem de diagnóstico

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design of Stable Polyether_Magnetite Complexes in Aqueous Media: Effects of the Anchor Group, Molecular Weight, and Chain Density;William C. Miles 等;《Langmuir》;20110408;第27卷;第5456-5463页，标题，摘要，表1-4 *

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