DE19702710A1

DE19702710A1 - Super paramagnetic or ferromagnetic particles in aqueous dispersion

Info

Publication number: DE19702710A1
Application number: DE1997102710
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Ing Lux
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-23

Abstract

Particles (I) and their stable and/or unstable dispersions in polar and/or non-polar dispersants are claimed. (I) consists of super paramagnetic and/or ferromagnetic material in defined quantity and crystal structure. (I) are optionally sterically and/or electrostatically stabilised by means of conventional steric stabilisers and/or di-, tri- and multi-block copolymers or the particles are non-stably dispersed and optionally are coated with a combined electrostatic and/or steric coating. Also claimed is a two step process for the production of stable and/or unstable dispersions of (I) in polar and/or non-polar dispersants by forming the colloidal particle(I) followed by dispersion in a suitable medium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Partikel und Dispersionen von Partikeln, insbesondere kolloidaler, und speziell superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel. Ganz besonders betrifft die vorliegende Erfindung Dispersionen von Partikeln, in denen die Partikel aus superparamagnetischem oder ferromagnetischem Material bestehen, in einem unpolaren oder polaren Dispersionsmedium stabil oder unstabil dispergiert werden können und die Partikel des superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials verschiedene, definierte Anteile an ferromagnetischem Material und definierte Kristallisationsgrade aufweisen. Derartige Partikel können beliebige Größen <1 nm, bevorzugt 1-350 nm (bei anisotropen Geometrien der Partikel die größte dimensionale Ausdehnung), und Geometrien aufweisen. Bei den superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikeln handelt es sich um Kristalle mit definierter Zusammensetzung und definierter Kristallstruktur. Die Partikel können variable Gehalte an superparamagnetischem oder ferromagnetischem Material zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, aufweisen, wobei die Kristallstruktur der superparamagnetischen oder ferromagnetischen Phase derart ausgeprägt ist, daß der Anteil der Kristallbaufehlern im Bereich zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, liegt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung vorgenannter definiert aufgebauter superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel und ihrer Dispersionen in unpolaren und polaren Dispersionsmedien. Schließlich liefert die vorliegende Erfindung Anwendungen der vorgenannten superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel und ihrer Dispersionen in unpolaren und polaren Dispersionsmedien im technischen, biologischen, medizinischen und veterinärmedizinischen Bereich. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung spezielle, maßgeschneiderte di-, tri- und mehr-Blockcopolymere, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus:
The present invention relates to particles and dispersions of particles, in particular colloidal, and especially superparamagnetic and / or ferromagnetic particles. The present invention very particularly relates to dispersions of particles in which the particles consist of superparamagnetic or ferromagnetic material, can be stably or unstably dispersed in a nonpolar or polar dispersion medium and the particles of the superparamagnetic and / or ferromagnetic material have different, defined proportions of ferromagnetic material and have defined degrees of crystallization. Such particles can have any sizes <1 nm, preferably 1-350 nm (in the case of anisotropic geometries of the particles, the largest dimensional dimension), and geometries. The superparamagnetic and / or ferromagnetic particles are crystals with a defined composition and a defined crystal structure. The particles can have variable contents of superparamagnetic or ferromagnetic material between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, the crystal structure of the superparamagnetic or ferromagnetic phase being so pronounced that the proportion of crystal defects in the range between 0.001-99.999% by volume, preferably 0.001-10% by volume. Furthermore, the present invention relates to methods for producing the aforementioned superparamagnetic and / or ferromagnetic particles of defined structure and their dispersions in non-polar and polar dispersion media. Finally, the present invention provides applications of the aforementioned superparamagnetic and / or ferromagnetic particles and their dispersions in nonpolar and polar dispersion media in the technical, biological, medical and veterinary field. In addition, the present invention relates to special, tailor-made di, tri and more block copolymers, characterized in that they consist of:

(I) a first or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks that are physically adsorptive or chemically covalent or otherwise with particles, especially colloidal ones, especially with such superparamagnetic ones and / or ferromagnetic material, can interact and thereby a stable anchoring of the block copolymer with the aforementioned particles in the sense of steric stabilization mechanism of colloidal dispersions,
(II) a second or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer linear or branched main chain blocks, which - in the case of stable dispersions, in particular colloidal, especially such superparamagnetic and / or ferromagnetic particles - are responsible for the steric stabilization in the respective dispersion medium and (optional),
(III) a third or more poly (oligo) mer or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks in which physically and / or chemically and / or otherwise reactive groups are included during the use of the particles, in particular colloidal, especially of superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, or their dispersions in non-polar or polar dispersion media in technical, biological, medical or veterinary field with substances or bodies or body parts can react, either deliberately inserted into the dispersion media or with which the particles or their dispersions come into contact, and methods of making them. The present invention further relates to applications of stable and unstable dispersions, which only the aforementioned, tailored di-, tri- and contain more block copolymers in non-polar and polar dispersion media in technical, biological, medical and veterinary field.

State of the art 1. Stable dispersions of colloidal particles

Bei kolloidalen Teilchen handelt es sich entsprechend allgemein anerkannter Definitionen um solche, deren Ausdehnung in zumindest einer Dimension im Bereich zwischen 1 und 1000 nm liegt. Derartige Teilchen lassen sich entweder durch das Zerbrechen größerer - nicht kolloidaler - Partikel oder über spezielle Wachstumsverfahren, in denen sie aus niedermolekularen Verbindungen synthesisiert werden, herstellen. Der Einsatz mechanischer Verfahren ist dabei nur zur Herstellung von solchen Teilchen mit Durchmessern im oberen Bereich des kolloidalen Größenspektrum möglich, da die heute zur Verfügung stehenden Zerkleinerungs- und Mahltechniken nicht die Einstellung von Partikelgrößen im Bereich <300 nm erlauben (Firmenbroschüren und mündl. Auskünfte der Firma Retzsch).Colloidal particles are generally accepted definitions those whose extent in at least one dimension is in the range between 1 and 1000 nm lies. Such particles can either be broken by breaking larger ones - not colloidal - particles or through special growth processes in which they are made low molecular weight compounds are synthesized. The use of mechanical The process is only for the production of such particles with diameters in the upper Range of the colloidal size spectrum possible, since those available today Crushing and grinding techniques not setting particle sizes in the area Allow <300 nm (company brochures and verbal information from Retzsch).

Zwischen Partikeln kolloidaler Größe wirken die üblichen Wechselwirkungskräfte der Materie, die sogenannten Van-der-Waals Wechselwirkungen, was dazu führt, daß die einzelnen Partikel bestrebt sind die erfolgte Zerteilung - und die dadurch bedingte Erhöhung der freien Enthalpie - durch das Zusammenlagern in Gestalt von (traubenförmigen) Aggregaten zu minimieren. Will man eine permanente Trennung der kolloidalen Partikel voneinander aufrechterhalten, d. h. thermodynamisch metastabile Dispersionen kolloidaler Partikel herstellen, so hat man Maßnahmen zu ergreifen, die eine effektive Abschirmung der attraktiven Wechselwirkungskräfte (und der mit ihnen verbundenen -energien) sicherstellen. Entsprechend des Standes der Technik kann eine Abschirmung der attraktiven Wechselwirkungen zwischen kolloidalen Teilchen (abgesehen von nur wenigen Spezialfällen) entweder durch das Aufbringen von (positiven oder negativen) Ladungen auf die Oberflächen der Partikel oder durch Aufbringen von räumlichen Sperrschichten, in Form von natürlichen oder synthetischen Polymerwerkstoffen, erfolgen.The usual interaction forces of matter act between particles of colloidal size, the so-called Van-der-Waals interactions, which leads to the individual particles The attempt is made to break it down - and the resulting increase in free enthalpy - through to minimize the accumulation in the form of (grape-shaped) aggregates. If one wants to maintain a permanent separation of the colloidal particles from one another, i. H. One has to produce thermodynamically metastable dispersions of colloidal particles Take action to effectively shield the attractive Ensure interaction forces (and the associated energies). According to the state of the art, shielding can be attractive Interactions between colloidal particles (apart from a few special cases) either by applying (positive or negative) charges to the surfaces the particles or by applying spatial barrier layers, in the form of natural or synthetic polymer materials.

Die Abschirmung über Oberflächenladungen, der sogenannte elektrostatische Stabilisations mechanismus, beruht dabei darauf, daß die permanenten Oberflächenladungen den einzelnen Partikeln entweder ein positives oder negatives elektrisches Oberflächenpotential verleihen. Da alle kolloidalen Partikel (im Idealfall) Potentiale mit gleichem Vorzeichen besitzen, stoßen sich die einzelnen Partikel ab. Für eine erfolgreiche Stabilisation ist die bloße Existenz einer derartigen Partikel-Partikel-Abstoßung zwar notwendig, jedoch noch nicht hinreichend. Nur wenn die abstoßende Wechselwirkungsenthalpien, die sich aus den Oberflächenpotentialen berechnen lassen, für alle Entfernungen zwischen den sich anziehenden Partikeln so groß sind, daß entweder die Summe aus attraktiven und ab stoßenden Wechselwirkungen positiv ist oder so geringfügig negativ ist, daß sie im Bereich der thermischen Energie der Partikel liegt, kann eine effektive Stabilisation mittels dieses Stabilisationsmechanismus erfolgen. Die abstoßende Wechselwirkungsenthalpie ist dabei die Summe aus einer elektrostatischen und einer chemischen Komponente. Der elektrostatische Teil hat seine Ursache unmittelbar in der Oberflächenladung der Partikel. Die chemische Komponente ist auf das Vorhandensein von Adsorptionsschichten von (entgegengesetzt und gleich geladenen) niedermolekularen Ionen, sogenannten Elektrolyte, zurückzuführen. Die Elektrolytionen lagern sich an die (entgegengesetzt) geladenen Oberflächen an, da dieses für sie eine Verringerung ihrer freien Enthalpie bedingt. Gleichzeitig sorgen sie für eine Abnahme der elektrostatischen Abstoßung der vormals unbedeckten Partikel. Die Adsorptionsschichten von Elektrolytionen auf elektrostatisch geladenen Oberflächen kolloidaler Partikel werden als elektrostatische Doppelschichten bezeichnet. Ihre Zerstörung setzt die Rücklösung der adsorbierten Ionen bei sich verstärkender elektrostatischer Abstoßung voraus. Letzteres ist energetisch ungünstig und erklärt daher die stabilisierende Wirkung (chemische Kompo nente) der Doppelschichten für die entsprechenden kolloidalen Dispersionen. Allerdings ist die Dicke der elektrostatischen Doppelschichten sehr stark von der Elektrolytkonzentration abhängig. So beträgt die Dicke der elektrostatischen Doppelschicht in einem 1 : 1 Elektrolyten bei 25°C und unterschiedlicher Konzentration z. B. (10^-4 mol/l) 30.4 nm, (10^-3 mol/l) 9.6 nm, (10^-2 mol/l) 3.0 nm und (10^-1 mol/l) 0.96 nm. Dieser Zusammenhang bedeutet für eine elektrostatisch stabilisierte kolloidale Dispersion, daß ihre Stabilität in dem einen Dispersionsmedium, in dem die Dicke der elektrostatischen Doppelschicht groß genug ist, um die attraktiven Wechselwirkungsenergien abzuschirmen, gegeben sein kann während sie in einem anderen Dispersionsmedium (mit gleichem Elektrolyt, aber einer höheren Elektrolytkonzentration) aufgehoben ist. Für praktische Sachverhalte kann gesagt werden, daß der elektrostatische Stabilisierungsmechanismus nur in Fällen wirksam ist, in denen die Elektrolytkonzentration kleiner als 10^-3 mol/l ist bzw. die Dicke der elektrostatischen Doppelschichten mindestens 20 nm beträgt. The shielding of surface charges, the so-called electrostatic stabilization mechanism, is based on the fact that the permanent surface charges give the individual particles either a positive or negative electrical surface potential. Since all colloidal particles (ideally) have potentials with the same sign, the individual particles repel each other. The mere existence of such a particle-particle repulsion is necessary for successful stabilization, but not yet sufficient. Only if the repulsive interaction enthalpies, which can be calculated from the surface potentials, are so great for all distances between the attracting particles that either the sum of attractive and repulsive interactions is positive or so slightly negative that it is in the thermal range Energy of the particles lies, an effective stabilization can take place by means of this stabilization mechanism. The repulsive enthalpy of interaction is the sum of an electrostatic and a chemical component. The electrostatic part is caused directly by the surface charge of the particles. The chemical component is due to the presence of adsorption layers of (opposite and equally charged) low molecular weight ions, so-called electrolytes. The electrolytes attach to the (oppositely) charged surfaces, since this causes a reduction in their free enthalpy. At the same time, they reduce the electrostatic repulsion of the previously uncovered particles. The adsorption layers of electrolytes on electrostatically charged surfaces of colloidal particles are called electrostatic double layers. Their destruction presupposes the redissolution of the adsorbed ions with increasing electrostatic repulsion. The latter is energetically unfavorable and therefore explains the stabilizing effect (chemical component) of the double layers for the corresponding colloidal dispersions. However, the thickness of the electrostatic double layers is very dependent on the electrolyte concentration. So is the thickness of the electrostatic double layer in a 1: 1 electrolyte at 25 ° C and different concentration z. B. (10 ^-4 mol / l) 30.4 nm, (10 ^-3 mol / l) 9.6 nm, (10 ^-2 mol / l) 3.0 nm and (10 ^-1 mol / l) 0.96 nm an electrostatically stabilized colloidal dispersion that its stability can be given in the one dispersion medium, in which the thickness of the electrostatic double layer is large enough to shield the attractive interaction energies, while in another dispersion medium (with the same electrolyte but a higher electrolyte concentration) is canceled. For practical facts, it can be said that the electrostatic stabilization mechanism is only effective in cases in which the electrolyte concentration is less than 10 ^-3 mol / l or the thickness of the electrostatic double layers is at least 20 nm.

Eine effektive Trennung kolloidaler Teilchen mittels von räumlichen Sperrschichten, der sogenannte sterische Stabilisationsmechanismus, erfolgt durch eine starke physikalische Adsorption bzw. eine chemisch kovalente Verankerung von geeigneten natürlichen oder synthetischen Polymeren auf die Oberflächen der kolloidalen Partikel. "Physikalisch stark" bedeutet im Zusammenhang, daß sich die entstandenen Bindungen nicht kurz-, mittel- und langfristig bei Anwesenheit des flüssigen Dispersionsmediums, oder bei Anwesenheit von anderen adsorbierbaren Substanzen, von den Oberflächen der kolloidalen Teilchen abflösen (lassen).An effective separation of colloidal particles by means of spatial barrier layers so-called steric stabilization mechanism, is carried out by a strong physical Adsorption or a chemically covalent anchorage of suitable natural or synthetic polymers on the surfaces of the colloidal particles. "Physically strong" in context means that the resulting bonds are not short, medium and long term in the presence of the liquid dispersion medium, or in the presence of other adsorbable substances, detach from the surfaces of the colloidal particles (to let).

Um als sterischer Stabilisator nutzbar zu sein, müssen die natürlichen oder synthetischen Polymere i.a. einen mindestens copolymeren Aufbau - am besten einen Block-copolymeren Aufbau - besitzen, wobei die eine Komponente des Copolymers zur starken physikalischen oder chemischen Verankerung der Copolymere auf den kolloidalen Teilchen dient, während die andere Komponente, die i.a. mindestens 90 mol-% eines Stabilisatormoleküls ausmacht, die räumliche Sperrschicht um die kolloidalen Partikel erzeugt. Ausnahme zu dieser Regel sind homopolymere Stabilisatoren, die sowohl stark physikalisch oder chemisch kovalent mit den kolloidalen Teilchen verbunden werden als auch eine effektive räumliche Sperrschicht ausbilden können. Ein Beispiel für letztgenannte Stoffklasse sind, im Zusammenhang mit kolloidalen Dispersionen superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Stoffe, Polyelektrolyte, d. h. polymerisierte, ionische Dienmoleküle oder herkömmliche Polymere, bei denen über polymeranaloge Umsetzungen alle vorhanden Wiederholungseinheiten ionifiziert wurden.To be usable as a steric stabilizer, the natural or synthetic Polymers in general an at least copolymeric structure - ideally a block copolymer Structure - possess, where the one component of the copolymer for strong physical or chemically anchoring the copolymers to the colloidal particles while the other component that i.a. constitutes at least 90 mol% of a stabilizer molecule which creates a spatial barrier layer around the colloidal particles. Are exceptions to this rule homopolymeric stabilizers that are both strongly physically or chemically covalent with the colloidal particles are connected as well as an effective spatial barrier can train. An example of the latter substance class are related to colloidal dispersions of superparamagnetic and / or ferromagnetic substances, Polyelectrolytes, i.e. H. polymerized ionic diene molecules or conventional polymers which ionized all existing repeating units via polymer-analogous reactions were.

Um optimal sterisch stabilisierte kolloidale Teilchen zu erzeugen ist es notwendig eine vollständige Bedeckung der einzelnen kolloidalen Teilchen mit Block-copolymeren Stabilisatormolekülen einzustellen. Die Verwendung Block-copolymerer Stabilisatormoleküle stellt dabei sicher, daß es keine Partikelaggregation durch interpartikuläre Brückenbindungen (mittels des cololymeren Stabilisators) geben kann. Die vollständige Bedeckung der kolloidalen Partikel mit den stark physikalisch oder chemisch kovalent verankerten Stabilisatormolekülen verhindert die Partikel-Partikel-Aggregation infolge der Desorption von Stabilisatormolekülen von den Teilchenoberflächen bzw. durch seitliches Ausweichen von Stabilisatormolekülen gegeneinander, wodurch unbedeckte Partikeloberfläche freigelegt wird. In order to produce optimally sterically stabilized colloidal particles, one is required complete coverage of the individual colloidal particles with block copolymers Adjust stabilizer molecules. The use of block copolymer stabilizer molecules ensures that there is no particle aggregation through interparticular bridge bonds (by means of the copolymer stabilizer). The complete coverage of the colloidal Particles with the stabilizer molecules strongly anchored physically or chemically prevents particle-particle aggregation due to the desorption of stabilizer molecules from the particle surfaces or by lateral deflection of stabilizer molecules against each other, whereby uncovered particle surface is exposed.

Die sterische Stabilisation von kolloidalen Partikeln beinhaltet i.a. Fall die Separation der einzelnen kolloidalen Partikel auf Entfernungen, bei denen die zwischen den Partikeln wirkenden attraktiven Van-der-Waals Wechselwirkungen praktisch aufgehoben sind. Im Sprachgebrauch der Kolloidchemie sind die kolloidalen Teilchen "unendlich weit" voneinander getrennt. Daher ist für die Stabilität derartiger kolloidaler Dispersionen einzig die Löslichkeit der stabilisierenden (räumliche Sperrschicht bildenden) Komponente im flüssigen Dispersionsmedium für die Stabilität derartiger kolloidaler Dispersionen entscheidend. Es gilt, daß optimale Stabilitäten in solchen flüssigen Medien beobachtet werden, bei denen die freie Mischungsenthalpie von Polymer und Lösungsmedium sowohl einen negativen enthalpischen als auch einen negativen entropischen Term enthalten. Andere Kombinationen von Mischungsenthalpie und -entropie führen zu mehr oder weniger instabilen kolloidalen Dispersionen, mit nicht optimalen "hydrodynamischen" Ausdehnungen der räumlichen Sperrschichten.The steric stabilization of colloidal particles generally includes Case the separation of the individual colloidal particles at distances where the between the particles attractive Van der Waals interactions are practically eliminated. in the Colloidal chemistry is colloidal particles "infinitely wide" from each other Cut. Therefore, only the solubility is important for the stability of such colloidal dispersions the stabilizing (spatial barrier) component in the liquid Dispersion medium crucial for the stability of such colloidal dispersions. It applies that optimal stabilities are observed in such liquid media in which the free Enthalpy of mixing of polymer and solvent medium both negative enthalpic as well as a negative entropic term. Other combinations of Mixing enthalpy and entropy lead to more or less unstable colloidal Dispersions with non-optimal "hydrodynamic" expansions of the spatial Barriers.

Eine effektive, d. h. sterisch stabilisierende, polymere Stabilisatorbedeckung ist i.a. praktischen Fall nur dann vorhanden, wenn die "hydrodynamische" Ausdehnung der sterischen Stabilisationsschicht um die einzelnen kolloidalen Partikel mindestens 20 nm beträgt.An effective, i.e. H. Sterically stabilizing, polymeric stabilizer cover is generally practical Case only exists when the "hydrodynamic" expansion of the steric Stabilization layer around the individual colloidal particles is at least 20 nm.

2. Unstable dispersions of colloidal particles

Dispersionen von kolloidalen Teilchen, in denen die kolloidalen Teilchen entweder eine Oberflächenladung tragen oder mit natürlichen oder synthetischen Polymeren bedeckt sind, sind unstabil, d. h. sie aggregieren mit einer mehr oder weniger hohen Geschwindigkeit beim Stehenlassen auf waagerechter Oberfläche, wenn (I), im Falle des Vorhandenseins von polymeren Deckschichten auf den kolloidalen Partikeln, die Löslichkeit der stabilisierenden Komponenten der Stabilisatoren in den jeweiligen Dispersionsmedien mit einer positiven freien Mischungsenthalpie verbunden ist, (II), im Falle des Vorhandenseins von polymeren Deckschichten auf den kolloidalen Teilchen, die Dicke der erzeugten räumlichen Sperrschichten um die einzelnen kolloidalen Partikel nicht groß genug ist, um die attraktiven Van-der-Waals Wechselwirkungen zu kompensieren, (III), im Falle des Vorhandenseins von polymeren Deckschichten auf den kolloidalen Teilchen, die Bedeckung der kolloidalen Partikel mit stabiliserenden Polymer nicht vollständig ist, (IV), im Falle kolloidaler Partikel, die eine Obeiflächenladung tragen, aufgrund geometrischer Unsymmetrien in bestimmten Bereichen (z. B. Kantenbereiche) eine stabilisierende elektrostatische Doppelschicht nicht ausgebildet werden kann und (V), im Falle kolloidaler Partikel, die eine Oberflächenladung tragen, durch eine zu hohe Elektrolytkonzentration im flüssigen Dispersionsmedium die Ausbildung einer stabilisierenden elektrostatischen Doppelschicht verhindert wird.Dispersions of colloidal particles in which the colloidal particles are either one Carry surface charge or are covered with natural or synthetic polymers, are unstable, d. H. they aggregate at a more or less high speed Let stand on a horizontal surface if (I) in the presence of polymeric top layers on the colloidal particles, the solubility of the stabilizing Components of the stabilizers in the respective dispersion media with a positive free Enthalpy of mixing is associated, (II), in the presence of polymer Cover layers on the colloidal particles, the thickness of the spatial generated Barriers around the individual colloidal particles are not large enough to make them attractive Van-der-Waals to compensate for interactions, (III), in the presence of polymeric top layers on the colloidal particles, covering the colloidal particles with stabilizing polymer is not complete, (IV), in the case of colloidal particles, which a Carry surface charge due to geometric asymmetries in certain areas (e.g. edge areas) a stabilizing electrostatic double layer is not formed and (V), in the case of colloidal particles carrying a surface charge too high an electrolyte concentration in the liquid dispersion medium leads to the formation of a stabilizing electrostatic double layer is prevented.

3. Magnetism of matter 3.1. Slide, para and ferromagnetism

Die magnetischen Eigenschaften der Materie resultieren aus den Elementarströmen in Atomen und Molekülen, die durch die Bewegung der Elektronen um die Atomkerne und ihre Eigenrotation bedingt sind. Diamagnetismus ist durch die Elektronenbewegung um die Atomkerne bedingt. Paramagnetismus hat seine Ursache in der Eigenrotation der Elektronen. Atome, Moleküle und Molekülverbände sind paramagnetisch, wenn in ihnen ungepaarte Elektronen enthalten sind. Ferromagnetismus ist die Eigenschaft paramagnetischer Stoffe innerhalb von großen kristallinen Atom- oder Molekülverbänden die vorhandenen elementar magnetischen Dipole derart zu koppeln, daß eine permanente, gleichgerichtete Anordnung entsteht. Abhängig vom Magnetismus eines speziellen Stoffes schwächt er geringfügig (diamagnetisch), stärkt er geringfügig (paramagnetisch) oder erhöht ganz wesentlich (ferromagnetisch) die magnetische Induktion von (elektromagnetischen) Spulen. Dieses bedeutet in der Terminologie der Physik des Magnetismus: Diamagnetische Stoffe besitzen eine magnetische Permeabilität <1 (bzw. eine negative magnetische Suszeptibilität), paramagnetische Stoffe besitzen eine magnetische Permeabilität, die größer als 1 ist (bzw. weisen eine positive magnetische Suszeptibilität auf) und ferromagnetische Stoffe besitzen eine magnetische Permeabilität <<<1 (bzw. eine sehr große magnetische Suszeptibilität). Darüber hinaus sind dia- und paramagnetische Eigenschaften von Stoffen nur beim Vorhandensein eines äußeren, einwirkenden Magnetfeldes bemerkbar. Die permanente Kopplung der elementaren magnetischen Dipole von ferromagnetischen Materialien liegt dagegen solange (auch bei Abwesenheit eines äußeren Magnetfeldes) vor, wie sie nicht durch eine zu hohe thermische Energie der elementaren magnetischen Dipole zerstört wird (und in paramagnetisches Verhalten übergeht).The magnetic properties of matter result from the elementary currents in atoms and molecules caused by the movement of the electrons around the atomic nucleus and their Self rotation are caused. Diamagnetism is due to the electron movement around the Atomic nuclei conditional. Paramagnetism is due to the self-rotation of the electrons. Atoms, molecules and molecular assemblies are paramagnetic if unpaired in them Electrons are included. Ferromagnetism is the property of paramagnetic substances the elementary elements within large crystalline atomic or molecular groups to couple magnetic dipoles in such a way that a permanent, rectified arrangement arises. Depending on the magnetism of a special substance, it weakens slightly (diamagnetic), it strengthens slightly (paramagnetic) or increases significantly (ferromagnetic) the magnetic induction of (electromagnetic) coils. This means in the terminology of the physics of magnetism: possess diamagnetic substances a magnetic permeability <1 (or a negative magnetic susceptibility), paramagnetic substances have a magnetic permeability that is greater than 1 (or have a positive magnetic susceptibility) and possess ferromagnetic substances a magnetic permeability <<< 1 (or a very high magnetic susceptibility). In addition, the dia- and paramagnetic properties of substances are only with The presence of an external magnetic field is noticeable. The permanent Coupling of the elementary magnetic dipoles of ferromagnetic materials lies on the other hand (as long as they are not through an external magnetic field) excessive thermal energy of the elementary magnetic dipoles is destroyed (and changes into paramagnetic behavior).

Da der Ferromagnetismus eine Eigenschaft kristalliner Atom- oder Molekülverbände ist, wird er ganz entscheidend auch von der Qualität (Güte) der kristallinen Struktur beeinflußt. Maximaler Ferromagnetismus ist nur in Kristallen ohne Gitterbaufehler zu beobachten.Since ferromagnetism is a property of crystalline atomic or molecular associations, it is also decisively influenced by the quality (quality) of the crystalline structure. Maximum ferromagnetism can only be observed in crystals without lattice construction errors.

3.2. Superparamagnetism

Superparamagnetische Materialien besitzen sowohl Eigenschaften, die für paramagnetische Stoffe charakteristisch sind, als auch manche von ferromagnetischen Materialien. Wie die paramagnetischen Stoffe besitzen superparamagnetische Stoffe keine permanente (gleichgerichtete) Anordnung der elementaren magnetischen Dipole in Abwesenheit äußerer, einwirkender Magnetfelder. Andererseits weisen sie eine ähnlich hohe magnetische Suszeptibilität auf, wenn ein äußeres Magnetfeld einwirkt. Zudem zeichnen sie sich durch das Vorliegen kristalliner Strukturen aus.Superparamagnetic materials have properties that are paramagnetic Substances are characteristic, as are some of ferromagnetic materials. As the Paramagnetic substances have no permanent superparamagnetic substances (rectified) arrangement of the elementary magnetic dipoles in the absence of external, acting magnetic fields. On the other hand, they have a similarly high magnetic Susceptibility when an external magnetic field acts. In addition, they are characterized by the Existence of crystalline structures.

Superparamagnetismus tritt auf, wenn der Durchmesser der kristallinen Bereiche in einer normalerweise ferromagnetischen Substanz einen bestimmten kritischen Wert unterschreitet.Superparamagnetism occurs when the diameter of the crystalline areas in one normally ferromagnetic substance falls below a certain critical value.

Typische superparamagnetische Stoffe sind Magnetit (Fe₃O₄) und γ-Fe₂O₃. Für beide Materialien liegt die Grenze zwischen superparamagnetischem und ferromagnetischem Verhalten bei etwa 30 nm (E. V. Groman et al., US 5,069,216 und US 5,219,554). Da Eisenoxidkristalle aber normalerweise keine einheitliche Größe aufweisen, ist der mittlere Durchmesser für rein ferromagnetisches Eisenoxid wesentlich größer als die theoretischen 30 nm. Z.B. haben γ-Fe₂O, Teilchen, die zur Herstellung von Tonträgern benutzt werden, eine nadelförmige Gestalt und dabei Größen von 350 nm (Länge) und 60 nm (Dicke-Durch messer). Andere ferromagnetische Maierialien, für denselben Zweck eingesetzt, besitzen Längen zwischen 100 und 10000 nm. Folglich kann festgestellt werden, daß reine ferromagnetische Stoffe mittlere Größen besitzen, die um ein vielfaches größer sind als jene, die üblicherweise bei superparamagnetischen Stoffen beobachtet werden.Typical superparamagnetic substances are magnetite (Fe ₃ O ₄ ) and γ-Fe ₂ O ₃ . For both materials, the boundary between superparamagnetic and ferromagnetic behavior is around 30 nm (EV Groman et al., US 5,069,216 and US 5,219,554). However, since iron oxide crystals normally do not have a uniform size, the mean diameter for purely ferromagnetic iron oxide is considerably larger than the theoretical 30 nm. For example, γ-Fe ₂ O, particles which are used for the production of sound carriers have a needle-like shape and sizes of 350 nm (length) and 60 nm (thickness-diameter). Other ferromagnetic materials used for the same purpose have lengths between 100 and 10,000 nm. It can therefore be found that pure ferromagnetic materials have medium sizes which are many times larger than those which are usually observed with superparamagnetic materials.

Die theoretische Grundlage des Superparamagnetismus findet sich in der thermischen Destabilisierung der Permantentausrichtung der elementaren magnetischen Dipole im Kristallverbund. Die thermische Energie der elementaren magnetischen Dipole verhindert deren Ausrichtung bei Abwesenheit äußerer magnetischer Felder. Nach dem Entfernen eines äußeren einwirkenden Magnetfeldes sind die einzelnen elementaren magnetischen Dipole zwar noch vorhanden, jedoch befinden sie sich in einem derart thermisch angeregten Zustand, daß sie sich nicht parallel (gleichgerichtet) anordnen können, die Kristalle sind nicht permanent magnetisch.The theoretical basis of superparamagnetism is found in thermal Destabilization of the permanent orientation of the elementary magnetic dipoles in the Crystal composite. The thermal energy of the elementary magnetic dipoles prevents them Alignment in the absence of external magnetic fields. After removing an outer The individual elementary magnetic dipoles are still acting magnetic field present, but they are in such a thermally excited state that they are cannot be arranged in parallel (rectified), the crystals are not permanent magnetic.

4. Dispersions of colloidal, superparamagnetic and / or ferromagnetic particles

Dispersionen kolloidaler, superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel, d. h. sogenannte Ferrofluide, sind bereits in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Artikeln und Patentanmeldungen beschrieben worden. Die Synthesen für die Herstellung von kolloidalen superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materialien mit definierten Zusammensetzungen und definierten Kristallstrukturen wird jedoch noch nicht intensiv untersucht [L. Hu und M. Chen, Mater. Chem. & Phys., 43 (1996) 213]. Die Herstellungsbedingungen für derartig definierte Zusammensetzungen sind noch weitgehend unbekannt.Dispersions of colloidal, superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, d. H. So-called ferrofluids are already in a large number of scientific articles and Patent applications have been described. The syntheses for the production of colloidal superparamagnetic and / or ferromagnetic materials with defined Compositions and defined crystal structures are not yet intense examined [L. Hu and M. Chen, Mater. Chem. & Phys., 43 (1996) 213]. The Manufacturing conditions for such defined compositions are still largely unknown.

Nachfolgend wird anhand von relevanten Patentanmeldungen auf dem Gebiet wasserlöslicher kolloidaler Dispersionen superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel der Stand der Technik der Herstellung und Stabilisierung von Dispersionen kolloidaler, super paramagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel im allgemeinen beschrieben. Der darin enthaltene Umkehrschluß, der Stand des Gesamtgebietes kolloidaler Dispersionen superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel sei anhand desjenigen von wäßrigen kolloidalen Dispersionen superparamagnetischer und/oder kolloidaler Partikel zu beschreiben, ist zulässig, da die letztgenannten Dispersionen erst in der jüngeren Vergangenheit in den Blickpunkt von kommerziellen und wissenschaftlichen Untersuchungen gelangt sind, mithin zu einem Zeitpunkt, zu dem der neueste Stand der Synthese von hochleistungsfähigen superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikeln, die in nicht-wäßrigen Dispersionen der vorgenannten Art enthalten sind, schon bekannt war.The following is based on relevant patent applications in the field of water-soluble colloidal dispersions of superparamagnetic and / or ferromagnetic particles the technique of producing and stabilizing colloidal, super dispersions paramagnetic and / or ferromagnetic particles generally described. The one in it included reverse conclusion, the level of the entire area of colloidal dispersions superparamagnetic and / or ferromagnetic particles based on that of aqueous colloidal dispersions of superparamagnetic and / or colloidal particles describe, is permissible, since the latter dispersions only in the recent past have come into the focus of commercial and scientific research, therefore at a time when the latest state of the art of high performance superparamagnetic and / or ferromagnetic particles in non-aqueous Dispersions of the aforementioned type are included, was already known.

Bei den im Stand der Technik beschriebenen kolloidalen Partikel superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Stoffe handelt es sich im ganz überwiegenden Fall um Oxidpartikel und Mischoxidpartikel des Eisens, z. B. Fe₃O₄ und γ-Fe₂O₃. In diesem Zusammenhang ist es wichtig anzumerken, daß gelegentlich, z. B. in der DE 44 30 285 A1, EP 546 938 A1 und DE 43 25 386 A1 , behauptet wird, bei der Herstellung der vorgenannten Eisenoxide über das an sich bekannte Fällungsverfahren in alkalischem Medium müsse in den Ausgangslösungen der Eisensalze eine Verhältnis von Eisen(III) : Eisen(II)-Ionen von 2 : 1 vorliegen, damit sich bei der Fällung auch das gewünschte Eisenoxid (Fe₃O₄) bildet. Derartige Hinweise sind für den tatsächlichen Syntheseprozeß der Oxidteilchen jedoch völlig ohne Wert, da sich bei der Fällung von Eisenionen in alkalischen Lösungen in keinem Fall reines Eisenoxid bildet. Vielmehr gilt (vgl. H. R. Christen, Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie, Sauerländer - Salle, 1977, S. 644), daß Eisen(III)salze beim Ausfällen "zu gallertartigen Niederschlägen aus stark wasserhaltigem Fe₂O₃" führen. Eisen(II)salze fallen dagegen in Form von Eisen(II)hydroxid [Fe(OH)₂] aus, welches bei Luftzutritt sofort oxidiert wird, wobei Eisen(III)hydroxid (FeOOH) entsteht. Somit handelt es sich bei den erzeugten Niederschlägen also stets um mehr oder weniger gestörte Aggregate von wasserhaltigen Fe₂O₃, Eisen(II)hydroxid und Eisen(III)hydroxid.The colloidal particles of superparamagnetic and / or ferromagnetic substances described in the prior art are, in the vast majority of cases, oxide particles and mixed oxide particles of iron, e.g. B. Fe ₃ O ₄ and γ-Fe ₂ O ₃ . In this context it is important to note that occasionally e.g. B. in DE 44 30 285 A1, EP 546 938 A1 and DE 43 25 386 A1, it is claimed that in the preparation of the aforementioned iron oxides via the known precipitation process in an alkaline medium, a ratio of iron in the starting solutions of the iron salts must be ( III): Iron (II) ions of 2: 1 are present so that the desired iron oxide (Fe ₃ O ₄ ) is also formed during the precipitation. Such indications are, however, of no value for the actual synthesis process of the oxide particles, since pure iron oxide is never formed when iron ions are precipitated in alkaline solutions. Rather, it applies (cf. HR Christians, Fundamentals of General and Inorganic Chemistry, Sauerländer - Salle, 1977, p. 644) that iron (III) salts lead to "gelatinous precipitation from highly hydrated Fe ₂ O ₃ " when precipitating. Iron (II) salts, on the other hand, precipitate out in the form of iron (II) hydroxide [Fe (OH) ₂ ], which is oxidized immediately when air enters, producing iron (III) hydroxide (FeOOH). Thus, the precipitations generated are always more or less disturbed aggregates of water-containing Fe ₂ O ₃ , iron (II) hydroxide and iron (III) hydroxide.

EP 546 939 A1 beschreibt kolloidale Dispersionen superparamagnetischer Metall- und Metalloxidpartikel für die NMR-Diagnostik. Die einzelnen superparamagnetischen Teilchen, bestehen aus Clustern von Subdomän-Teilchen mit einen Durchmesser von höchstens 7 nm, Die Subdomän-Teilchen sind noch nicht superparamagnetisch und adsorptiv oder kovalent über polymerisierte metallorganische Mononiere u. a. miteinander verbunden. Die Größe der reinen Subdömän-Teilchen-Cluster ist nicht angegeben. Nachdem sie mit biologisch abbaubaren Polymeren umhüllt worden sind, besitzen sie Größen zwischen 100 bis 2000 nm. Soweit eine biologische Funktionalisierung der Cluster erfolgt, findet sie über die (statistische) Copolymerisation bei der Clusterbildung statt bzw. wird durch direktes Aufbringen der Biomoleküle auf die Cluster erreicht. Die Anmeldung macht keine Angaben über die Güte der Kristallordnung in den Subdomän-Teilchen und ihren Metalloxidgehalt, allerdings findet das Ausfällen des Eisens sehr schnell statt, so daß der Kristallisationsprozeß des Metalloxid-Precursors (siehe oben) auf keinen Fall optimal verlaufen sein kann. Der Metalloxidanteil dürfte bei den üblichen 50% (vgl. DE 43 09 333 A1) liegen. Soweit es anhand der Formulierungen beurteilt werden kann, handelt es sich bei der Gesamtzahl der beschriebenen Dispersionen superparamagnetischer Cluster in keinem Fall um stabile kolloidale Dispersionen, da keine adequate Stabilisation der erzeugten, großen Cluster beschrieben ist.EP 546 939 A1 describes colloidal dispersions of superparamagnetic metal and Metal oxide particles for NMR diagnostics. The individual superparamagnetic particles, consist of clusters of subdomain particles with a diameter of at most 7 nm, The subdomain particles are not yet superparamagnetic and adsorptive or covalent about polymerized organometallic mononiers u. a. connected with each other. The size of the pure subdomain particle cluster is not specified. After being organic degradable polymers have been encased, they have sizes between 100 to 2000 nm. As far as a biological functionalization of the clusters takes place, it takes place via the (Statistical) copolymerization takes place during cluster formation or is achieved by direct Application of the biomolecules to the clusters achieved. The registration does not provide any information about the quality of the crystal order in the subdomain particles and their metal oxide content, however, the precipitation of the iron takes place very quickly, so that the crystallization process of the metal oxide precursor (see above) can never have been optimal. Of the Metal oxide content should be the usual 50% (cf. DE 43 09 333 A1). As far as it is can be judged on the basis of the formulations, the total number of dispersions of superparamagnetic clusters described in no case around stable colloidal Dispersions, since adequate stabilization of the large clusters produced is not described.

EP 516 198 A2 beschreibt elektrostatisch und sterisch stabilisierte Polymer/Metall- (oxid)-Partikel, ohne einen Hinweis auf den struktureller Aufbau der erzeugten Komplexe zu geben. In jedem Fall beinhaltet die Herstellungsmethode das Ausfällen von Metallenionen (Eisen) in alkalischen Lösungen bei Anwesenheit von Polymeren. Die Anwesenheit letzterer in den Präparationslösungen bedingt zwangsläufig die Entstehung von nur sehr kleinen superparamagnetischen Teilchen, da ihr Wachstumsprozeß infolge der Umhüllung mit stabilisierendem Polymer zu früh abgebrochen wird. Unglaubwürdig erscheint die Erfindung in der Behauptung, man könne Carboxylgruppen-haltige und andere anionische Gruppen enthaltende Polymere für den vorgenannten Zweck benutzen, ist es doch eine Tatsache, daß Eisenionen sich unmittelbar mit jeder Art anionischer Gruppe komplexieren und aus entsprechenden Lösungen ausfallen. Zweifel bestehen auch an der Realisierbarkeit von elektrostatisch stabilisierten superparamagnetischen Kolloiden in physiologischer Lösung, insbesondere bei Einwirkung von Magnetfeldern. Angaben über die Güte der Kristallanordnung und den Gehalt an Metalloxid in den fertigen Kolloiden werden nicht gemacht, jedoch findet das Vermischen der Eisensalzlösungen mit dem alkalischen Fällungsmittel sehr rasch statt, so daß von einem katastrophal schlechten Kristallwachstumsprozeß ausgegangen werden kann. Der Metalloxidanteil dürfte bei den üblichen 50% (vgl. DE 43 09 333 A1) liegen.EP 516 198 A2 describes electrostatically and sterically stabilized polymer / metal (oxide) particles without giving any indication of the structural structure of the complexes produced. In any case, the manufacturing method involves the precipitation of metal ions (iron) in alkaline solutions in the presence of polymers. The presence of the latter in the Preparation solutions inevitably result in the emergence of only very small ones superparamagnetic particles because their growth process due to the coating with stabilizing polymer is terminated too early. The invention appears unbelievable in the claim that one can carboxyl group-containing and other anionic groups use containing polymers for the aforementioned purpose, it is a fact that Iron ions complex and form with any type of anionic group corresponding solutions fail. There are also doubts about the feasibility of electrostatically stabilized superparamagnetic colloids in physiological solution, especially when exposed to magnetic fields. Information about the quality of the Crystal arrangement and the content of metal oxide in the finished colloids are not made, however, the mixing of the iron salt solutions with the alkaline Precipitants take place very quickly, leaving a catastrophically bad one Crystal growth process can be assumed. The metal oxide content should be in the usual 50% (see. DE 43 09 333 A1).

EP 525 199 A1 beschreibt kolloidale, superparamagnetische Metalloxid Dispersionen auf Basis von Polysacchariden, die entweder wie in der EP 516 198 beschrieben hergestellt werden bzw. bei denen die Polysaccharidkomponente nach der Synthese der Metalloxidpartikel auf diese chemisch aufgepfropft wird. Zusätzlich werden noch niedermolekulare, Monocarboxylsäuren in die Komplexe integriert. Die so erzeugten kolloidalen Dispersionen sind in physiologischer Umgebung nicht stabil. Die Art und Weise des Kristallisationsprozesses zur Herstellung der Metalloxid-Precursor wird nicht näher beschrieben. Der Anteil an magnetischem Metalloxid und die Güte der kristallinen Struktur der Metalloxidpartikel bleiben unbekannt, ersterer liegt jedoch wahrscheinlich bei den üblichen 50% (vgl. DE 43 09 333 A1).EP 525 199 A1 describes colloidal, superparamagnetic metal oxide dispersions based on of polysaccharides which are either prepared as described in EP 516 198 or in which the polysaccharide component after the synthesis of the metal oxide particles on this is grafted chemically. In addition, low molecular weight, monocarboxylic acids integrated into the complexes. The colloidal dispersions produced in this way are physiological Environment not stable. The way of the crystallization process to produce the Metal oxide precursor is not described in detail. The proportion of magnetic metal oxide and the quality of the crystalline structure of the metal oxide particles remains unknown, the former lies however, probably with the usual 50% (cf. DE 43 09 333 A1).

In DE 41 30 268 A1 sind kolloidale Magnetit Dispersionen beschrieben, die eine Drei-Phasen-Struktur aufweisen. Sie bestehen aus dem superparamagnetischen Kern, einer polymeren Antiagglomerationsschicht und einem polymeren Dispersionshilfsmittel, das die Wasserlöslichkeit verbessert. Bei der Herstellung der Kolloide sollen multicarboxyl funkionalisierte Polymer in den Ausgangslösungen der Metallsalze anwesend sein. Wie bereits erwähnt bedingt eine solche Konstellation das unmittelbare Ausfallen von Metall/Carboxylgruppen-haltigen Polymerkomplexen. Insoweit ist diese Patentanmeldung also unglaubwürdig. Es werden keine Angaben über den Kristallwachstumsprozeß der Metalloxid-Precursor, die erzielten Kristallisationsgrade und den Anteil an Metalloxid in den resultierenden kolloidalen Metalloxidteilchen gemacht. Insoweit ist auch hier von einem Metalloxidgehalt von 50% bei undefinierter Kristallstruktur auszugehen.DE 41 30 268 A1 describes colloidal magnetite dispersions which have a three-phase structure exhibit. They consist of the superparamagnetic core, a polymeric one Anti-agglomeration layer and a polymeric dispersion aid that the Water solubility improved. The colloids are said to be multicarboxylated functionalized polymer be present in the starting solutions of the metal salts. As before mentions such a constellation that Metal / carboxyl group-containing polymer complexes. So far this patent application is unbelievable. There is no information about the crystal growth process of the metal oxide precursors, the degrees of crystallization achieved and the proportion of metal oxide in the resulting made of colloidal metal oxide particles. To this extent, a metal oxide content of 50% with an undefined crystal structure.

Massart et al. (DE 41 16 093 A1) beschreiben elektrostatisch stabilisierte Ferrofluide, die u. a. auch in physiologischer Lösung stabil sein sollen. Die Autoren haben dabei allerdings übersehen, daß in physiologischer Lösung keine elektrostatische Doppelschicht mehr vorhanden ist, die Stabilität der Kolloide also nicht mehr gegeben sein kann. Die Herstellung der superparamagnetischen Partikel selbst wird nicht beschrieben, es fehlen somit auch Hinweise auf die Kristallstruktur und den Anteil an Metalloxid.Massart et al. (DE 41 16 093 A1) describe electrostatically stabilized ferrofluids, which u. a. should also be stable in physiological solution. The authors have, however overlook the fact that in physiological solution there is no longer an electrostatic double layer is present, so the stability of the colloids can no longer be given. The production the superparamagnetic particle itself is not described, so it is also missing Indications of the crystal structure and the proportion of metal oxide.

Groman et al. (WO 88/00060 A1, US 5,069,216 und US 5,219,554 A1) beschreiben im Prinzip "normale" Dextranmagnetite, d. h. solche, bei denen das Magnetit in Anwesenheit von Dextran u. a. polymeren Stabilisatoren ausgefällt wurde. Außerdem werden sogenannte Magnetit Dispersoide, d. h. größere (5-400 nm), klumpenartige Magnetitteilchen, die beim Ausfällprozeß unmittelbar an der Eintropfstelle der Base entstehen, beschrieben. Letztere sollen elektrostatisch stabilisierbar und dann in physiologischen Lösungen dispergierbar sein. Interessant ist an diesen Arbeiten, daß die Autoren (als erste überhaupt) auf die Struktur der kolloidalen Magnetitpartikel eingehen, soll heißen, sie beschreiben die Magnetitteilchen als solche, die sowohl Magnetit als auch Eisenoxihydrat enthalten. Ferner versuchen sie den Oxidanteil in den resultierenden Teilchen durch eine Ultraschallbehandlung, die im Anschluß an die Partikelsynthese stattfindet, zu erhöhen. Andererseits geht jedoch aus den gegebenen Beispielen hervor, daß sich diese Erfinder in keinem Fall um ein definiertes Kristallwachstum der Metalloxid-Precursor bemüht haben. I.a. findet die Fällung der Eisenionen sehr schnell statt. Das Ergebnis sind (zwangsweise ) undefiniert aufgebaute magnetische Nanoteilchen. Mit Blick auf spezielle biologische und/oder medizinische Anwendungen von sterisch stabilisierten Kolloiden findet sich die Anmerkung "die sterischen Stabilisatoren können auch zur Funktionalisierung mit biologischen Molekülen benutzt werden". Ferner werden sterische Stabilisatoren auf der Basis von wasserlöslichen Silan-Polymeren beansprucht, an die kovalent biologische Moleküle (Antikörper) gebunden sind. Die Struktur dieser Stabilisatoren wird jedoch nicht beschrieben.Groman et al. (WO 88/00060 A1, US 5,069,216 and US 5,219,554 A1) describe in Principle of "normal" dextran magnetites, i.e. H. those in which the magnetite is present in the presence of Dextran u. a. polymeric stabilizers was precipitated. In addition, so-called Magnetite dispersoids, i. H. Larger (5-400 nm), lump-like magnetite particles that the Precipitation process arise immediately at the drop-in point of the base. Latter should be electrostatically stabilizable and then dispersible in physiological solutions. It is interesting about this work that the authors (as the first ever) on the structure of the colloidal magnetite particles, that is, they describe the magnetite particles as those containing both magnetite and iron oxyhydrate. They also try that Oxide content in the resulting particles by an ultrasonic treatment, which follows particle synthesis takes place to increase. On the other hand, however, comes from the given Examples show that these inventors are in no way a defined crystal growth have tried the metal oxide precursor. I.a. finds the precipitation of the iron ions very quickly instead of. The result is (forcibly) undefined magnetic nanoparticles. With View of special biological and / or medical applications of sterically stabilized For colloids there is the remark "the steric stabilizers can also be used for Functionalization with biological molecules can be used ". Furthermore, steric Stabilizers based on water-soluble silane polymers claimed to be covalent biological molecules (antibodies) are bound. The structure of these stabilizers will however not described.

EP 516 252 A2 und DE 41 17 782 A1 beschreiben wäßrige Ferrofluide auf der Basis von Fe₃O₄ und γ-Fe₂O₃, die für die medizinische Diagnostik und Therapie einsetzbar sind. Es wird behauptet, die darin enthaltenen superparamagnetischen Teilchen könnten bei Anwesenheit eines (anionischen) Polyelektrolyten (d. h. Chondrotinsulfat, Molekulargewicht unbekannt) durch übliche Fällung und mittels eines neuer Verfahrens, das die Fällung im neutralen pH-Bereich ermöglicht, erzeugt werden. Allgemein erstreckt sich der Patentanspruch auf sterische Stabilisatoren, die in der Stoffklasse der Glycosaminoglycane enthalten sind, insbesondere auf solche, die mit biologischen Molekülen funktionalisiert sind, wobei die Art und Weise der Funktionalisierung nicht beschrieben ist. Allerdings ist davon auszugehen, daß die Funktionalisierung durch statistische, polymeranaloge Umsetzungen erfolgt. "Normale" Dextran-Magnetite werden von den Autoren als medizinisch nicht anwendbar bezeichnet, da sie zuviel schädliche Nebenwirkungen besitzen. Die Art und Weise der Herstellung der kolloidalen Partikel des superparamagnetischen Materials wird absolut ungenau beschrieben. Mit Blick auf den Wachstumsprozeß der Metalloxid-Precursor finden sich die Bemerkungen "3N NaOH-Lösung wird langsam zugegeben" und "das fertige Magnetit wird gereinigt und autoklaviert, wodurch auch die Ausheilung eventueller Fehlstellen der Magnetitkristalle beschleunigt wird". Es ist also von dem Vorliegen eines genauso undefinierten Kristallwachstumsprozesses, wie er schon in allen Vorgängerpatenten beschrieben wurde, auszugehen.EP 516 252 A2 and DE 41 17 782 A1 describe aqueous ferrofluids based on Fe ₃ O ₄ and γ-Fe ₂ O ₃ , which can be used for medical diagnosis and therapy. It is claimed that the superparamagnetic particles contained therein could be generated in the presence of an (anionic) polyelectrolyte (ie chondrotin sulfate, molecular weight unknown) by conventional precipitation and by a new process which enables precipitation in the neutral pH range. In general, the patent claim extends to steric stabilizers which are included in the class of glycosaminoglycans, in particular to those which are functionalized with biological molecules, the manner of functionalization not being described. However, it can be assumed that the functionalization takes place through statistical, polymer-analogous reactions. The authors call "normal" dextran magnetites medically inapplicable because they have too many harmful side effects. The way in which the colloidal particles of the superparamagnetic material are produced is described with absolute imprecision. With regard to the growth process of the metal oxide precursors, the comments "3N NaOH solution is added slowly" and "the finished magnetite is cleaned and autoclaved, which also accelerates the healing of any defects in the magnetite crystals". It can therefore be assumed that the crystal growth process is as undefined as that described in all previous patents.

Kresse et al. (WO 96/04017 A1 und DE 44 28 851 A1) beschreiben in ihren Anmeldungen Drei-Komponenten-Partikel, die für die medizinische Anwendung optimiert sind und als superparamagnetisches Material Magnetit enthalten. Derartige Partikel bestehen aus a) einem Kern aus superparamagnetischem Magnetit (Durchmesser <30 nm), b) einem polymeren, sterisch stabilisierenden Primärcoating und c) einem niedermolekularen oder polymeren Topcoat, der physikalisch adsorptiv auf dem Primärcoat aufgebracht wird, gegebenenfalls auch mit Hilfe von (niedermolekularen) Adsorptionsvermittlern. Der Topcoat bedingt die biologische Funktionalisierung der Partikel, d. h. die Möglichkeit zum gewebespezifischen Einsatz. Der Primärcoat ist für die Stabilität der kolloidalen Teilchen im physiologischen Medium verantwortlich. Die Herstellung der primargecoateten Magnetitteilchen erfolgt über eine "Ein-Topf-Synthese", bei der die Magnetit-Precursor Synthese in Anwesenheit von stabilisierendem Polymer stattfindet. Interessanterweise wird hier auch wieder behauptet, anionische Gruppen enthaltende Polymere könnten in diesem Zusammenhang verwendet werden. Ferner soll die Stabilisation mit Molekulargewichten der benutzten Polymere, die im Bereich <15000 liegen, möglich sein. Das beides unsinnig ist, wurde bereits weiter oben dokumentiert. Was die Herstellung der Metalloxid-Precursor und deren Umwandlung in kristallines Metalloxid anbelangt, so ist der Kenntnisstand der Autoren über Möglichkeiten, definierte Kristallstrukturen und Metalloxidgehalte zu erzeugen, unklar. Einerseits wird viel über die Bedeutung der Kristallstruktur des Magnetits für die herzustellenden Partikel gesprochen (z. B. "Die allgemeine Herstellung der Eisen enthaltenden Kerne hat zum Ziel, ein magnetitartiges Kristallgitter zu synthetisieren" und "Als Kristallgitter wird die Bildung von Magnetit bevorzugt"), andererseits dokumentiert das "wilde" Zusammenschütten der Eisensalzlösungen und der alkalischen Fällungsmittel, daß hier nur sehr unzureichende Informationen bezüglich einer definierten Kristallzuchtung vorhanden sein können.Kresse et al. (WO 96/04017 A1 and DE 44 28 851 A1) describe in their applications Three-component particles that are optimized for medical use and as superparamagnetic material magnetite included. Such particles consist of a) one Core made of superparamagnetic magnetite (diameter <30 nm), b) a polymeric, sterically stabilizing primary coating and c) a low molecular weight or polymeric Topcoat that is physically adsorptively applied to the primary coat, if necessary with the help of (low molecular weight) adsorption mediators. The top coat determines that biological functionalization of the particles, d. H. the possibility of tissue-specific Commitment. The primary coat is for the stability of the colloidal particles in the physiological Medium responsible. The primary coated magnetite particles are manufactured by a "one-pot synthesis" in which the magnetite precursor synthesis in the presence of stabilizing polymer takes place. Interestingly, it is also said here Polymers containing anionic groups could be used in this context will. Furthermore, the stabilization with molecular weights of the polymers used, which in Range <15000 may be possible. That both are nonsensical has already been mentioned above documented. As for the manufacture of the metal oxide precursors and their conversion into As far as crystalline metal oxide is concerned, the authors' level of knowledge about possibilities Generate defined crystal structures and metal oxide levels, unclear. On the one hand, a lot will happen on the importance of the crystal structure of magnetite for the particles to be produced spoken (e.g. "The general production of the iron containing cores aims at a to synthesize magnetite-like crystal lattice "and" The formation of Magnetite preferred "), on the other hand documents the" wild "spilling of the Iron salt solutions and the alkaline precipitants that are only very inadequate here Information regarding a defined crystal growth may be available.

Pilgrimm (EP 284 549 A2, DE 37 09 851 A1 und US 5,160,725 A1) beschreibt in seinen Patentanmeldungen kolloidale Partikel von superparamagnetischen Metall- und Metalloxidmaterialien. Die Herstellung letzterer Partikel kann mit allen im Stand der Technik enthaltenen Verfahren erfolgen. Es ist jedoch signifikant, daß die vorliegende Erfindungen in keinem Fall die Synthesen definierter Kristallanordnungen und Zusammensetzungen superparamagnetischer Partikel beschreiben. Die Stabilisation erfolgt durch chemisch kovalente Verankerung von geeigneten Stabilisatoren auf den Partikeloberflächen, wobei auch mehrere verschiedene Stabilisatoren und statistische, biologisch funktionalisierte Stabilisatoren verwendet werden können. Das Größenspektrum der beanspruchten superparamagnetischen Partikel (Durchmesser von 5 bis 20 nm) korreliert jedoch nicht mit den Molekulargewichten der vorgeschlagenen Stabilisatoren, soll heißen, bestenfalls die Partikel am unteren Ende des genannten Größenspektrums lassen sich effektiv mit den vorgeschlagenen Stabilisatoren sterisch stabilisieren. Alle anderen Partikel/Stabilisator-Kombinationen stellen instabile kolloidale Dispersionen dar.Pilgrimm (EP 284 549 A2, DE 37 09 851 A1 and US 5,160,725 A1) describes in his Patent applications for colloidal particles of superparamagnetic metal and Metal oxide materials. The production of the latter particles can be done with all of the prior art contained procedures take place. However, it is significant that the present inventions in never the syntheses of defined crystal arrangements and compositions describe superparamagnetic particles. The stabilization is carried out by chemically covalent Anchoring suitable stabilizers on the particle surfaces, including several various stabilizers and statistical, biologically functionalized stabilizers can be used. The size range of the claimed superparamagnetic Particles (diameter from 5 to 20 nm) do not correlate with the molecular weights of the proposed stabilizers, that is to say, at best the particles at the bottom of the size range can be effectively with the proposed stabilizers stabilize sterically. All other particle / stabilizer combinations are unstable colloidal dispersions.

Die DE 37 09 852 A1 beschreibt ähnliche Ferrofluide, wie sie in den Anmeldungen EP 284 549 A2, DE 37 09 851 A1 und US 5,160,725 A1 beschrieben sind, jedoch mit technischen Anwendungen als Zielgruppe. Die vorgeschlagenen bzw. beschriebenen sterischen Stabilisatoren sind in keinem Fall in der Lage superparamagnetische Teilchen mit Durchmessern <10 nm, die im Anspruch der Anmeldung ebenfalls enthalten sind, effektiv sterisch zu stabilisieren. Es sind keine Hinweise enthalten, wie definiert zusammengesetzte und kristallisierte superparamagnetische Materialien erzeugt werden können und daß die Verwendung derartiger Materialien in Ferrofluiden wünschenswert ist.DE 37 09 852 A1 describes ferrofluids similar to those in applications EP 284 549 A2, DE 37 09 851 A1 and US 5,160,725 A1 are described, but with technical Applications as a target group. The proposed or described steric Stabilizers are in no way capable of containing superparamagnetic particles Diameters <10 nm, which are also included in the claim of the application, effectively to stabilize sterically. There are no indications as to how defined and composed crystallized superparamagnetic materials can be produced and that the Use of such materials in ferrofluids is desirable.

Die DE 43 09 333 A1 und DE 44 07 338 A1 beschreiben Aggregate superparamagnetischer Teilchen auf Eisen-, Eisenoxid- und Eisenmischoxidbasis, wobei die einzelnen superparamagnetischen Teilchen Durchmesser zwischen 5 und 20 nm besitzen und die Aggregate zwischen 10 und 1000 nm groß sind. Es wird behauptet, derartige Teilchen könnten mit sterischen Stabilisatoren, die für verschiedene technische, biologische und medizinische Anwendungen funktionalisiert sind und Molekulargewichte von < ca. 20000 haben, effektiv sterisch stabilisiert werden. Letzteres ist jedoch entsprechend der Grundlagen der Kolloidchemie unmöglich. Bei den beschriebenen funktionalisierten Stabilisatormolekülen handelt es sich um Polyalkylencopolymere, die über statistische polymeranaloge Umsetzungen funktionalisiert werden. Weiter wird behauptet der Anteil an superparamagnetischem Material in den Aggregaten läge zwischen 90 und 98%. Es wird jedoch kein Verfahren beschrieben, welches derartige Gehalte an magnetischem Material erzeugen könnte. Auf die Bedeutung des Kristallisationsprozesses für die Entstehung optimaler superparamagnetischer Partikel wird mit keinem Wort eingegangen.DE 43 09 333 A1 and DE 44 07 338 A1 describe superparamagnetic units Particles based on iron, iron oxide and mixed iron oxide, the individual superparamagnetic particles have diameters between 5 and 20 nm and the Aggregates are between 10 and 1000 nm in size. It is claimed that such particles could with steric stabilizers for various technical, biological and medical Applications are functionalized and have molecular weights of <approximately 20,000, effectively be sterically stabilized. However, the latter is according to the basics of Colloid chemistry impossible. With the functionalized stabilizer molecules described are polyalkylene copolymers which have statistical polymer-analogous reactions be functionalized. The proportion of superparamagnetic material is also claimed in the aggregates would be between 90 and 98%. However, no method is described which could produce such levels of magnetic material. On the importance of Crystallization process for the formation of optimal superparamagnetic particles is included not received a word.

Mair und Steck (US 4,810,401) beschreiben in ihrem Patent neue Mangan-Zink-Ferrite u. a. Mischoxide, die zur Herstellung von superparamagnetischen Flüssigkeiten mit hohen Sättigungsmagnetisierungen (60 nTm3/g) benutzt werden können. Entsprechend der Niederschrift werden Partikel der vorgenannten Ferrite, die Durchmesser von 5 bis 15 nm besitzen, mittels niedermolekularer, anionischer Surfactants in verschiedenen Dispersionsmedien, die einen Siedepunkt von mindestens 100°C haben, dispergiert. Dieses ist entsprechend der Theorie der Kolloidchemie jedoch faktisch unmöglich. Das angewandte Dispersionsverfahren erscheint im Zusammenhang ebenfalls konstruiert und dürfte wohl nur dem Zwecke dienen Konflikte mit Anmeldungen/Patenten anderer Anmelder zu umgehen. Mit Blick auf die Kristallisationsprozesse, die während der Herstellung der kolloidalen Ferritpartikel stattfinden müssen, finden sich nur Hinweise für solche, die während üblicher Metallsalzfällungen auftreten. Es läßt sich ableiten, daß infolge viel zu drastischer Fällungsbedingungen nur Kristallordnungen sehr beschränkter Qualität erzeugt werden.Mair and Steck (US 4,810,401) describe new manganese-zinc ferrites and the like in their patent. a. Mixed oxides used in the production of superparamagnetic liquids with high Saturation magnetizations (60 nTm3 / g) can be used. According to the Particles of the aforementioned ferrites with a diameter of 5 to 15 nm are recorded possess, by means of low molecular weight, anionic surfactants in different Dispersed dispersion media that have a boiling point of at least 100 ° C. This is However, according to the theory of colloid chemistry, this is actually impossible. The applied Dispersion processes also appear to be constructed in the context and are probably only the purpose is to avoid conflicts with applications / patents of other applicants. With Look at the crystallization processes that take place during the manufacture of the colloidal Ferrite particles have to take place, there are only indications for those that occur during normal Metal salt precipitation occurs. It can be deduced that as a result far too drastic Precipitation conditions only crystal orders of very limited quality are generated.

Kormann et al (DE 43 27 223 A1, DE 41 15 608 A1, DE 43 27 225 A1, EP 580 878 A1, DE 42 13 513 A1 und DE 44 30 285 A1) beschreiben in ihren Anmeldungen verschiedene superparamagnetische und ferromagnetische kolloidale Teilchen, die i.a. nach den bekannten Fällungsverfahren im alkalischen Medium erzeugt werden, und ihre wäßrigen Dispersionen. In keiner der Anmeldungen wird dabei ein Hinweis auf die Notwendigkeit definierter Kristallwachstumsprozesse für optimale superparamagnetische oder ferromagnetische Partikel gegeben. Die Herstellung der wäßrigen Dispersionen wird mittels von Polyelektrolyten bzw. Copolymeren mit hoher Zahl an Monomeren mit anionischen Gruppen erreicht, die unterschiedliche Molekulargewichte bis M.W. = 250000 haben. Im Zusammenhang mit physiologisch verträglichen kolloidalen Dispersionen wird dabei fälschlicherweise behauptet, derartig stabilisierte Kolloide (Stabilisatormolekulargewichte in diesen Fällen ≦25000) seien in physiologischer Umgebung stabil. Letzteres ist jedoch unmöglich, da der wirksame kombinierte sterische & elektrostatische Stabilisationsmechanismus der Polyelektrolyten in stark elektrolythaltiger Umgebung unwirksam ist. Die Herstellung aller vorgenannten kolloidalen Dispersionen erfolgt stets durch die mechanische Vermischung der kolloidalen magnetischen Partikel mit den Stabilisatorsubstanzen im Ultraschallfeld.Kormann et al (DE 43 27 223 A1, DE 41 15 608 A1, DE 43 27 225 A1, EP 580 878 A1, DE 42 13 513 A1 and DE 44 30 285 A1) describe various in their applications superparamagnetic and ferromagnetic colloidal particles, which i.a. according to the known Precipitation processes are generated in an alkaline medium, and their aqueous dispersions. In none of the registrations is an indication of the need defined Crystal growth processes for optimal superparamagnetic or ferromagnetic particles given. The aqueous dispersions are produced by means of polyelectrolytes or Copolymers with a high number of monomers with anionic groups achieved different molecular weights up to M.W. = 250000. In connection with physiologically compatible colloidal dispersions are wrongly claimed Colloids stabilized in this way (stabilizer molecular weights in these cases 000 25000) stable in a physiological environment. However, the latter is impossible because of the effective Combined steric & electrostatic stabilization mechanism of the polyelectrolytes in strong environment containing electrolytes is ineffective. The manufacture of all of the aforementioned colloidal Dispersions always occur through the mechanical mixing of the colloidal magnetic Particles with the stabilizer substances in the ultrasonic field.

Der Stand der Technik läßt sich also wie folgt zusammenfassen:
The state of the art can thus be summarized as follows:

1) Colloidal superparamagnetic and ferromagnetic particles often contain Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , mixed oxides of these two substances, other mixed oxides based on iron and metallic particles of ferromagnetic elements.
2) In the production of such superparamagnetic or ferromagnetic particles did not pay attention that the resulting particles a particularly favorable (desired) content of superparamagnetic or ferromagnetic material and a particularly favorable (desired) crystal structure (with a defined number of crystal defects) have.
3) As far as stable colloidal dispersions of superparamagnetic or ferromagnetic Particles are described which are sterically stabilized and in which the steric Stabilizer layers contain biofunctional molecules (target molecules), so the Biofunctionalization either
a) by directly anchoring the functionalizing molecules on the particles themselves,
b) on precursors of the stabilizers via statistical polymer-analogous reactions,
c) via statistical copolymerization and
d) (cress patent) by physical adsorption of the target molecules or molecules that containing the target molecules on the layers of the (actual) steric stabilizer.
4) In the field of water soluble colloidal dispersions, the superparamagnetic or Ferromagnetic particles are included in a variety of the present patents and applications contain information on the general laws of chemistry (especially colloid chemistry). Such patents and applications are thus "fictitious" and of no value.
5) The production of colloidal dispersions of superparamagnetic or ferromagnetic Particles take place either according to the one-pot method or the two-pot method. At the former finds the generation of superparamagnetic or ferromagnetic particles in The presence of the steric stabilizer molecules takes place, while in the latter the steric Stabilization after the generation of superparamagnetic or ferromagnetic particles is carried out. As a result of one or the other "tailoring" of the colloids produced for special applications, especially in the medical sector, the Number of work steps to be carried out in general significantly over "one" or "two", according to the naming of the different manufacturing processes.

5. The invention

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel, insbesondere kolloidale, und Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen, die hinsichtlich ihres Kristallbaus und des Gehaltes an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material auf die jeweilige Anwendung hin optimiert sind. Vor allem werden superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel, insbesondere kolloidale, bereitgestellt, bei denen definierte Gehalte an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material zwischen 0,001 und 99,999 Vol.-%, insbesondere 30 bis 90 Vol.-%, und Kristallstrukturen mit einem Anteil an Kristallbaufehlern in der superparamagnetischen oder ferromagnetischen Phase zwischen 0,001 und 99,999 Vol.-%, insbesondere 1-10 Vol.-%, vorliegen.It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art eliminate, especially superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, in particular colloidal, and to provide processes for their preparation, which with respect their crystal structure and the content of superparamagnetic and / or ferromagnetic Material are optimized for the respective application. First of all superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, especially colloidal, provided at which defined levels of superparamagnetic and / or ferromagnetic material between 0.001 and 99.999% by volume, in particular 30 to 90% by volume, and crystal structures with a share of crystal defects in the superparamagnetic or ferromagnetic phase between 0.001 and 99.999% by volume, in particular 1-10% by volume, available.

Außerdem werden Verfahren zur Herstellung derartig definierter Partikel superparamagne tischen und/oder ferromagnetischen Materials vorgestellt.In addition, methods for producing such defined particles are superparamagne tables and / or ferromagnetic material presented.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung spezieller, maßgeschneiderter di-, tri- und mehr-Block-Copolymerer, die als sterische Stabilisatoren in technischen, biologischen und medizinischen Anwendungen stabiler oder unstabiler, Dispersionen, insbesondere kolloidaler, ganz speziell solcher superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel, in polaren oder unpolaren Dispersionsmedien wirken können, für die jeweilige Anwendung optimiert sind und den folgenden Aufbau besitzen:
Another object of the present invention is to provide special, tailor-made di-, tri- and multiblock copolymers which, as steric stabilizers in technical, biological and medical applications, are more stable or unstable, dispersions, in particular colloidal, very particularly such superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, can act in polar or non-polar dispersion media, are optimized for the respective application and have the following structure:

(I) A first or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks that are physically adsorptive or chemically covalent or otherwise dispersible particles, especially colloidal, especially those superparamagnetic and / or ferromagnetic material, interact can and thereby a stable anchorage of the block copolymer with the aforementioned Result in particles in the sense of the steric stabilization mechanism of colloidal dispersions,
(II) a second or more poly (oligo) mere and / or copoly (oligo) mere linear or branched main chain blocks which - in the case of stable dispersions, in particular colloidal ones, especially such superparamagnetic and / or ferromagnetic material - for those steric stabilization in the respective dispersion medium are responsible and (optional),
(III) a third or more poly (oligo) mer or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks in which physically and / or chemically and / or otherwise reactive Groups are included, which are used throughout the use of the particles, especially colloidal ones especially of superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, or their Dispersions in polar or non-polar dispersion media in technical, biological, medical or veterinary field with substances or bodies or Body parts can react, either deliberately inserted into the dispersion media or with which the particles or their dispersions come into contact.

Insbesondere werden di,- tri- und mehr-Block-Copolymere bereitgestellt, die als sterische Stabilisatoren in biologischen und medizinischen Anwendungen stabiler oder unstabiler, wäßriger, Dispersionen, insbesondere kolloidaler, ganz speziell solcher superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel, benutzt werden können, für die jeweilige Anwendung optimiert sind und den folgenden Aufbau besitzen:
In particular, di-, tri- and more-block copolymers are provided which can be used as steric stabilizers in biological and medical applications of stable or unstable, aqueous, dispersions, in particular colloidal, very particularly such superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, for the respective application are optimized and have the following structure:

(I) A first or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks that are physically adsorptive or chemically covalent or otherwise Particles, especially colloidal, very specifically such superparamagnetic and / or ferromagnetic material, can interact and thereby a stable Anchoring the block copolymer with the aforementioned particles in the sense of steric Mechanism of stabilization of colloidal dispersions,
(II) a second or more poly (oligo) merer and / or copoly (oligo) mer, linear or branched main chain blocks which - in the case of stable dispersions, in particular colloidal ones, especially such superparamagnetic and / or ferromagnetic particles - for those steric stabilization in the respective dispersion medium are responsible and (optional),
(III) a third or more poly (oligo) mer or copoly (oligo) mer graft, side or Main chain blocks in which physically and / or chemically and / or otherwise reactive Groups are included, which are quite during the use of the particles, especially colloidal ones especially of superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, or their Dispersions in aqueous dispersion media in biological, medical or in the veterinary field react with substances or bodies or parts of the body can either be deliberately inserted into the dispersion media or with which the Particles or their dispersions come into contact.

Weiter werden Verfahren zur Herstellung derartiger spezieller, maßgeschneiderter di-, tri- und mehr-Block-Copolymerer bereitgestellt.Furthermore, processes for the production of such special, tailor-made di, tri and more block copolymers are provided.

Desweiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Herstellung stabiler oder unstabiler Dispersionen, insbesondere kolloidaler, ganz speziell superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien, in polaren oder unpolaren Dispersionsmedien zu liefern. Insbesondere ist es dabei Aufgabe ein universell anwendbares Zwei-Schritt-Verfahren zur Herstellung stabiler oder unstabiler Dispersionen, insbesondere kolloidaler, ganz speziell superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien, in polaren oder unpolaren Dispersionsmedien zu liefern, die als superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel die vorgenannten definiert aufgebauten Teilchen superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien enthalten. Eine ganz besondere Aufgabe ist es ein universell anwendbares Zwei-Schritt-Verfahren zur Herstellung stabiler oder unstabiler Dispersionen, insbesondere kolloidaler, ganz speziell superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien in wäßrigen Dispersionsmedien zu liefern, die als superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel die vorgenannten definiert aufgebauten Teilchen superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien enthalten und als sterische Stabilisatoren die vorgenannten, maßgeschneiderten di-, tri- und mehr-Block-Copolymere enthalten.Furthermore, it is an object of the present invention to produce stable or unstable dispersions, especially colloidal, especially superparamagnetic and / or ferromagnetic materials, in polar or non-polar dispersion media deliver. In particular, it is the task of a universally applicable two-step process for the production of stable or unstable dispersions, especially colloidal, very specifically superparamagnetic and / or ferromagnetic materials, in polar or non-polar To deliver dispersion media as superparamagnetic and / or ferromagnetic particles the aforementioned defined superparamagnetic and / or particles contain ferromagnetic materials. A very special task is a universal one applicable two-step process for the production of stable or unstable dispersions, in particular colloidal, very particularly superparamagnetic and / or ferromagnetic To deliver materials in aqueous dispersion media, which as superparamagnetic and / or ferromagnetic particles the aforementioned defined structured particles contain superparamagnetic and / or ferromagnetic materials and as steric Stabilizers the aforementioned, tailored di, tri and more block copolymers contain.

Eine ganz andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liefert Anwendungen der vorgenannten definiert aufgebauten superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel und ihrer stabilen und instabilen Dispersionen in unpolaren und polaren Dispersionsmedien im technischen, biologischen, medizinischen und veterinärmedizinischen Bereich.An entirely different object of the present invention provides applications of the aforementioned Defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles and their stable and unstable dispersions in nonpolar and polar dispersion media in technical, biological, medical and veterinary field.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liefert Anwendungen von stabilen und unstabilen Dispersionen dispergierbarer Partikel in unpolaren und polaren Dispersionsmedien im technischen, biologischen, medizinischen und veterinärmedizinischen Bereich, die die vorgenannten, maßgeschneiderten di-, tri- und mehr-Block-Copolymere enthalten.Another object of the present invention provides applications of stable and unstable dispersions of dispersible particles in non-polar and polar dispersion media in the technical, biological, medical and veterinary field, which the contain the aforementioned, tailored di, tri and more block copolymers.

6. Detailed description

Superparamagnetische und ferromagnetische Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle kristallinen Atom-, Molekül- oder Molekülgruppenanordnungen, wobei die einzelnen Atome, Moleküle oder Molekülgruppen zumindest ein nicht-kompensiertes elementares magnetisches Moment tragen und durch interatomare oder intermolekulare Wechselwirkung im Kristallverband eine permanente, gegenseitige Ausrichtung der elementaren magnetischen Momente erfolgen kann. In derartigen ferromagnetischen Materialien liegt eine permanente, gegenseitige Ausrichtung der elementaren magnetischen Momente vor. In derartigen superparamagnetischen Materialien liegt eine (teilweise) permanente, gegenseitige Ausrichtung nur bei Einwirkung äußerer Magnetfelder mit beliebig kleiner magnetischer Induktion vor, da bei Abwesenheit äußerer Magnetfelder die thermische Energie der elementaren magnetischen Momente eine permante, gegenseitige Ausrichtung verhindert. Insbesondere sind superparamagnetische und ferromagnetische Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung Partikel von: Fe₃O₄, γ-Fe₂O₃, Mischkristalle von Fe₃O₄ und γ-Fe₂O₃, Mangan-Eisen-Ferrit, Cobalt-Eisen-Ferrit, Nickel-Eisen-Ferrit, Zink-Eisen-Ferrit, hexagonale Ferrite, z. B. solche der Zusammensetzung BaFe_12-x-y M_x ^IIM_y ^IVO₁₉ oder SrFe_12-x-yM_x ^IIM_y ^IVO₁₉, mit x=0-1, y=0-1 und M^II=Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Mg, Cd und M^IV=Ti, Zr, Sn, Nb, Berthollide, kubische Ferrite der Zusammensetzung M_aMn_bZn_cFe_dO_e, mit a, b, c=0,00-0,99, d=2,00-2,99, e=3,01-4, a+b+c=0,01-0,99 und a+b+c+d=2,00-3,00 und Eisen, Cobalt, Nickel, Gadolinium sowie deren Mischkristalle. Ganz besonders bevorzugte superparamagnetische und ferromagnetische Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Fe₃O₄, γ-Fe₂O, Mischkristalle von Fe₃O₄ und γ-Fe₂O₃, und Eisen, Cobalt, Nickel, Gadolinium sowie deren Mischkristalle.Superparamagnetic and ferromagnetic materials in the sense of the present invention are all crystalline arrangements of atoms, molecules or groups of molecules, the individual atoms, molecules or groups of molecules carrying at least one non-compensated elementary magnetic moment and permanent interrelation due to interatomic or intermolecular interaction in the crystal structure of the elementary magnetic moments can take place. In such ferromagnetic materials there is a permanent, mutual alignment of the elementary magnetic moments. In such superparamagnetic materials, there is a (partial) permanent, mutual alignment only when exposed to external magnetic fields with any small magnetic induction, since in the absence of external magnetic fields, the thermal energy of the elementary magnetic moments prevents a permanent, mutual alignment. In particular, superparamagnetic and ferromagnetic materials in the sense of the present invention are particles of: Fe ₃ O ₄ , γ-Fe ₂ O ₃ , mixed crystals of Fe ₃ O ₄ and γ-Fe ₂ O ₃ , manganese-iron-ferrite, cobalt-iron- Ferrite, nickel-iron ferrite, zinc-iron ferrite, hexagonal ferrites, e.g. B. those of the composition BaFe _12-xy M _x ^II M _y ^IV O ₁₉ or SrFe _12-xy M _x ^II M _y ^IV O ₁₉ , with x = 0-1, y = 0-1 and M ^II = Mn, Fe , Co, Ni, Zn, Cu, Mg, Cd and M ^IV = Ti, Zr, Sn, Nb, Berthollide, cubic ferrites of the composition M _a Mn _b Zn _c Fe _d O _e , with a, b, c = 0, 00-0.99, d = 2.00-2.99, e = 3.01-4, a + b + c = 0.01-0.99 and a + b + c + d = 2.00- 3.00 and iron, cobalt, nickel, gadolinium and their mixed crystals. Very particularly preferred superparamagnetic and ferromagnetic materials in the sense of the present invention are Fe ₃ O ₄ , γ-Fe ₂ O, mixed crystals of Fe ₃ O ₄ and γ-Fe ₂ O ₃ , and iron, cobalt, nickel, gadolinium and their mixed crystals.

Kristallbaufehler im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Störungen der Kopplung elementarer magnetischer Dipole von ferromagnetischen Substanzen, die durch die Präsenz von Fremdatomen, Molekülen oder Molekülverbänden im Kristallgitter, in dem die jeweiligen Substanzen ferromagnetisches (Festkörper-)Verhalten zeigen. Außerdem können derartige Störungen durch Verzerrungen der Kristallgitter hervorgerufen sein, die infolge von unsachgemäßer Kristallisation auftreten. Typische Kristallbaufehler kristalliner (anorganischer) Stoffe sind z. B. in R. Zimmermann, K. Günther, Metallurgie und Werkstofftechnik, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1975, S. 161 beschrieben. Allgemein können Kristallbaufehler das makroskopische magnetische Moment der Kristalle erhöhen oder erniedrigen, da antiparallele Anordnungen elementarer magnetischer Dipole entweder entstehen oder aufgehoben werden. Der Begriff "Störung" im Sinne der vorangegangenen Definition bezieht sich daher auf das Abweichen des makroskopischen magnetischen Momentes von jenem, das in dem Stand der Technik ferromagnetischer Materialien als das (theoretisch) größtmögliche für die jeweilige spezifische, kristallbaufehlerfreie Materialzusammensetzung bekannt ist. Das Ausmaß der Kristallbaufehler wird als Quotient "Nicht-gestörtes, kristallines Partikel-Volumen/Volumen des Gesamtpartikels" ausgedrückt und läßt sich über den Vergleich der vorliegenden Sättigungsmagnetisierung mit jener (theoretischen) ermitteln, die im Stand der Technik als die höchstmögliche für die jeweilige Materialzusammensetzung bekannt ist. Kristallbaufehler im Sinne der vorliegenden Erfindung sind nur solche, die in der superparamagnetischen oder ferromagnetischen Phase der jeweils vorliegenden Partikel auftreten. Die Zusammensetzung und Struktur anderer Phasen in den jeweils vorliegenden Partikeln ist beliebig und i.a. so eingestellt, daß die Gesamtheit des dispergierbaren Partikels eine optimale Funktionsweise im Sinne der jeweiligen Anwendung gewährleistet.Crystal defects in the sense of the present invention are all interference in the coupling elementary magnetic dipoles of ferromagnetic substances by the presence of foreign atoms, molecules or molecular assemblies in the crystal lattice in which the respective Substances show ferromagnetic (solid state) behavior. In addition, such Disturbances can be caused by distortions of the crystal lattice, which result from improper crystallization occur. Typical crystalline defects (Inorganic) substances are e.g. B. in R. Zimmermann, K. Günther, Metallurgy and Material technology, VEB German publishing house for basic material industry, 1975, p. 161 described. In general, crystal construction errors can affect the macroscopic magnetic moment of the crystals increase or decrease, since anti-parallel arrangements of elementary magnetic dipoles either arise or be canceled. The term "disorder" in the sense of previous definition therefore refers to the deviation of the macroscopic magnetic moment of that which is more ferromagnetic in the prior art Materials as the (theoretically) largest possible for the specific, Material composition free of crystal defects is known. The extent of crystal defects is quoted as the "undisturbed, crystalline particle volume / volume of the Total particle "and can be compared by comparing the present Determine saturation magnetization with that (theoretical) that in the prior art as the highest possible for the respective material composition is known. Crystal defects in the sense of the present invention are only those in the superparamagnetic or ferromagnetic phase of the particles present occur. The composition and structure of other phases in each one Particles is arbitrary and generally adjusted so that the entirety of the dispersible particle ensures optimal functionality in terms of the respective application.

Die superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung werden durch die an sich bekannten Methoden zur Herstellung dispergierbarer Partikel, die im Stand der Technik dispergierbarer Partikel enthalten sind, erzeugt. Dieses sind die mechanischen Verfahren zur Zerkleinerung größerer ferromagnetischer Teilchen und diverse Nukleierungsverfahren, bei denen die superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel aus atomaren oder molekularen Spezies erzeugt werden. Die Güte der Kristallordnungen wird dabei zu unterschiedlichen Zeitpunkten festgelegt. Im Falle der mechanischen Zerkleinerungsverfahren ist die kristalline Struktur bereits im zu zerkleinernden Material vor dem Mahlprozeß definiert, im Verlaufe der Zerkleinerung wird sie nur unwesentlich verändert, da die so behandelten Materialien i.a. sehr spröde sind, mithin eher zerbrechen als (über die Erzeugung von Gitterfehlern) plastische Verformungen zu erfahren. Anders ist die Situation bei den Nukleierungsverfahren. Hier wird die Kristallstruktur i.w. während der Synthese der Partikel durch atomare und/oder molekulare Wachstumsprozesse festgelegt. Häufig handelt es sich bei den entstehenden Kristallordnungen aber noch nicht um jene der superparamagnetischen oder ferromagnetischen Substanz, vielmehr um jene von Precursorn derselben. In solchen Fällen wird die Qualität der Kristallordnung der superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel dann auch durch den Umwandlungsprozeß "Precursor → superparamagnetisches/ferromagnetisches Matenal" mitbeeinflußt. The superparamagnetic and / or ferromagnetic particles of the present invention are known by the methods known per se for producing dispersible particles State of the art dispersible particles are generated. These are the ones mechanical processes for crushing larger ferromagnetic particles and various Nucleation processes in which the superparamagnetic and / or ferromagnetic Particles are generated from atomic or molecular species. The goodness of Crystal orders are determined at different times. In case of mechanical grinding process, the crystalline structure is already in the process of grinding Material defined before the grinding process, it is only in the course of grinding insignificantly changed, since the materials treated in this way generally are very brittle, so rather break as experiencing plastic deformations (via the generation of lattice defects). The situation is different with the nucleation processes. Here the crystal structure i.w. during the synthesis of the particles by atomic and / or molecular growth processes fixed. Often, however, the resulting crystal orders are not yet that of the superparamagnetic or ferromagnetic substance, rather that of Precursors of the same. In such cases the quality of the crystal order of the superparamagnetic and / or ferromagnetic particles then also by the Conversion process "precursor → superparamagnetic / ferromagnetic material" influenced.

Die Entstehung und das Wachstum der Kristalle der superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Stoffe, bzw. die Herstellung der dispergierbaren Partikel selbigen Materials im Sinne der vorliegenden Erfindung, geschieht prinzipiell nach den wohlbekannten thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten (vgl. z. B. R. Zimmermann, K. Günther, Metallurgie und Werkstofftechnik, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1975, S. 161). Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich, daß die Kristallqualität, d. h. insbesondere das Ausmaß an Gitterbaufehler, sehr stark von den jeweils vorliegenden experimentellen Bedingungen abhängt. Eine allgemeingültige Vorschrift zur Erzeugung definierter Kristallstrukturen bei unterschiedlichen Randbedingungen kann nicht gegeben werden bzw. nur insoweit daß man diese mit den abstrakten physikalisch-chemischen Größen der Thermodynamik der Kristallisation bezeichnet, die sich aber nur schwer auf spezifische, empirische Kristallzüchtungen übertragen lassen. Optimale empirische Kristallisationsbedingungen für die Herstellung definiert aufgebauter superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Materialien sind folglich i.a. mit Verfahrensparametern beschrieben, unter denen sich die gewünschten Materialqualitäten reproduzierbar herstellen lassen.The emergence and growth of the crystals of superparamagnetic and / or ferromagnetic substances, or the production of the dispersible particles of the same material in the sense of the present invention, happens in principle according to the well-known thermodynamic laws (see e.g. R. Zimmermann, K. Günther, Metallurgie and materials technology, VEB German publishing house for basic material industry, 1975, p. 161). Out These relationships show that the crystal quality, i. H. especially the extent Lattice construction errors, very much depends on the respective experimental conditions. A general rule for the creation of defined crystal structures different boundary conditions can not be given or only to the extent that one this with the abstract physical-chemical quantities of the thermodynamics of the Crystallization referred to, but is difficult to specific, empirical Have crystal growths transferred. Optimal empirical crystallization conditions for the production of superparamagnetic and / or ferromagnetic structures Materials are therefore generally described with process parameters, among which the have the desired material qualities reproducibly manufactured.

Das Wachstum/Kristallisation der superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materialien, d. h. die Entstehung dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung, geschieht unter systemspezifisch optimierten Verfahrensparametern, die sich von Material zu Material unterscheiden und unter Bedingungen stattfinden, bei denen - systemspezifisch - feste und/oder flüssige und/oder gasförmige Stofflüsse, die neutral-atomaren, neutral-molekularen, ionisch-atomaren, ionisch-molekularen, radikal-atomaren, radikal-molekularen, radikalionisch atomaren, radikalionisch-molekularen, radioaktiv-atomaren, radioaktiv-molekularer Charakter und kombinierte Charakter der vorgenannten Arten besitzen können, derart zusammengeführt werden, daß die gewünschten, definierten Gehalte an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, und die gewünschten definierten Kristallstrukturen mit Anteilen an Kristallbaufehlern im Bereich zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, reproduzierbar erzeugt werden.The growth / crystallization of the superparamagnetic and / or ferromagnetic Materials, d. H. the formation of dispersible particles in the sense of the present invention, happens under system-specific optimized process parameters that vary from material to material Differentiate material and take place under conditions in which - system-specific - fixed and / or liquid and / or gaseous material flows, the neutral-atomic, neutral-molecular, ionic-atomic, ionic-molecular, radical-atomic, radical-molecular, radicalionic atomic, radicalionic-molecular, radioactive-atomic, radioactive-molecular character and can have combined character of the aforementioned types, brought together in this way be that the desired, defined levels of superparamagnetic and / or ferromagnetic material between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and the desired defined crystal structures with proportions of crystal defects in the area between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 0.001-10 vol .-%, reproducibly generated will.

Ein besonderes Verfahren des Wachstums/Kristallisation von superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materialien, d. h. die Entstehung dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung, ist ein Nukleierungsverfahren, mit dem sich superparamagnetische und/oder ferromagnetische Metall-, Metalloxid- und Metallmischoxid-Partikel mit definiertem Gehalt an Metall, Metalloxid oder Metallmischoxid zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, und definierter Kristallstruktur, die einen Anteil an Kristallbaufehlern zwischen 0.001 und 99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, aufweist, herstellen lassen. Das Verfahren beinhaltet
A special method of growth / crystallization of superparamagnetic and / or ferromagnetic materials, ie the formation of dispersible particles in the sense of the present invention, is a nucleation method with which superparamagnetic and / or ferromagnetic metal, metal oxide and metal mixed oxide particles with a defined content of metal, metal oxide or mixed metal oxide between 0.001-99.999% by volume, preferably 30-98% by volume, and a defined crystal structure which has a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999% by volume, preferably 0.001-10% by volume , has, manufactured. The process includes

a) polar and / or non-polar liquids,
b) suitable salts and / or compounds of ferromagnetic elements and
c) (optional) suitable precipitation and / or reducing agents. In addition, other auxiliaries used in the prior art of ferrofluid production are known, apply.

Ein ganz besonderes Verfahren des Wachstums/Kristallisation von superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materialien, d. h. die Entstehung dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung, ist ein Nukleierungsverfahren, mit dem sich superparamagnetische und/oder ferromagnetische Metalloxid- und Metallmischoxid-Partikel mit definiertem Gehalt an Metalloxid oder Metallmischoxid zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, und definierter Kristallstruktur, die einen Anteil an Kristallbaufehlern zwischen 0.001 und 99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, aufweist, herstellen lassen. Das Verfahren beinhaltet,
A very special method of growth / crystallization of superparamagnetic and / or ferromagnetic materials, ie the formation of dispersible particles in the sense of the present invention, is a nucleation method with which superparamagnetic and / or ferromagnetic metal oxide and metal mixed oxide particles with a defined content of metal oxide or mixed metal oxide between 0.001-99.999% by volume, preferably 30-98% by volume, and a defined crystal structure which has a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999% by volume, preferably 0.001-10% by volume to let. The process involves

a) polar and / or non-polar liquids,
b) suitable salts of ferromagnetic elements and
c) suitable means of precipitation.

Außerdem können noch andere Hilfsstoffe, die im Stand der Technik der Ferrofluidherstellung bekannt sind, Anwendung finden.In addition, other auxiliaries used in the prior art of ferrofluid production are known, apply.

Das am meisten bevorzugte Verfahren des Wachstums/Kristallisation von superparamagnestischen und/oder ferromagnetischen Materialien, d. h. die Entstehung dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung, ist ein Nukleierungsverfahren, mit dem sich superparamagnetische und/oder ferromagnetische Eisenoxid-Partikel mit definiertem Gehalt an Eisenoxid zwischen 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, und definierter Kristallstruktur, die einen Anteil an Kristallbaufehlern zwischen 0.001 und 99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, aufweist, herstellen lassen. Das Verfahren beinhaltet,
The most preferred method of growth / crystallization of superparamagnetic and / or ferromagnetic materials, ie the formation of dispersible particles in the sense of the present invention, is a nucleation method with which superparamagnetic and / or ferromagnetic iron oxide particles with a defined content of iron oxide between 0.001 -99,999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and defined crystal structure, which has a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999 vol .-%, preferably 0.001-10 vol .-%, can be produced. The process involves

a) water,
b) iron (II) and iron (III) salts and
c) ammonia, NaOH or KOH.

Die aus den vorgenannten Herstellungsverfahren hervorgehenden superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel haben eine beliebige Größe im Bereich <1 nm, bevorzugt 1-350 nm, bei gleichzeitig beliebiger Geometrie. Im Falle anisotroper Geometrien gilt die Partikelgröße für die größte dimensionale Ausdehnung. Ganz besondere Partikel, die aus den vorgenannten Herstellungsverfahren hervorgehen, sind superparamagnetisch und/oder ferromagnetisch und haben eine plättchenförmige Geometrie und Größen im Bereich <1 nm, bevorzugt 1-350 nm. Die zweidimensionale Geometrie der Plättchen ist "rechteckig ↔ ellipsenförmig".The superparamagnetic resulting from the aforementioned manufacturing processes and / or ferromagnetic particles have any size in the range <1 nm, preferably 1-350 nm, with any geometry at the same time. In the case of anisotropic geometries the particle size applies to the largest dimensional expansion. Very special particles that emerge from the aforementioned manufacturing processes, are superparamagnetic and / or ferromagnetic and have a platelet-shaped geometry and sizes in the range <1 nm, preferably 1-350 nm. The two-dimensional geometry of the platelets is "rectangular ↔ elliptical ".

Eine ganz andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liefert spezielle, maßgeschneiderte di-, tri- und mehr-Blockcopolymere, die zur sterischen Stabilisation dispergierbare Partikel, insbesondere kolloidaler, ganz speziell superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer Partikel, in Dispersionen in polaren oder unpolaren Medien dienen können. Die Dispersionen können dabei stabil oder unstabil sein. Die mit derartigen sterischen Stabilisatoren beschichtbaren Partikel umfassen ganz allgemein alle Arten von dispergierbaren Partikeln, insbesondere kolloidale, und ganz speziell solche superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials, die im Stand der Technik stabiler und unstabiler Dispersionen superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel beschrieben sind. Ganz besondere superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel, die mit derartigen Stabilisatoren beschichtet werden können sind definiert aufgebaute superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel mit Größen <1 nm, bevorzugt 1-350 nm, und beliebiger Geometrie. Derartig definiert aufgebaute kolloidale Partikel weisen einen definierten Anteil an ferromagnetischem Material zwischen 0.001 und 99.999 Vol.-%, bevorzugt 30-98 Vol.-%, bei gleichzeitig definierter Kristallstruktur in der superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Phase, mit einem Anteil an Kristallbaufehlern von 0.001-99.999 Vol.-%, bevorzugt 0.001-10 Vol.-%, auf.A completely different object of the present invention provides special, tailor-made di, tri- and more block copolymers, the dispersible particles for steric stabilization, in particular colloidal, very particularly superparamagnetic and / or ferromagnetic Particles can be used in dispersions in polar or non-polar media. The dispersions can be stable or unstable. Those with such steric stabilizers coatable particles generally include all types of dispersible particles, in particular colloidal, and especially such superparamagnetic and / or ferromagnetic material, which are stable and unstable dispersions in the prior art superparamagnetic and / or ferromagnetic particles are described. Very special superparamagnetic and / or ferromagnetic particles with such stabilizers superparamagnetic and / or can be coated ferromagnetic particles with sizes <1 nm, preferably 1-350 nm, and any Geometry. Colloidal particles of this type have a defined proportion ferromagnetic material between 0.001 and 99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, with a simultaneously defined crystal structure in the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase, with a share of crystal defects of 0.001-99.999 vol .-%, preferably 0.001-10% by volume.

Die spezifischen, maßgeschneiderten di-, tri- und mehr-Blockcopolymere besitzen i.a. eine Pfropf-Hauptketten- und /oder Seitenketten-Hauptketten- und/oder eine einfache Hauptkettenstruktur, in der ein oder mehrere Pfropf- und/oder Seitenketten und/oder Hauptkettenblöcke für die Verankerung der di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere auf den jeweiligen, zu stabilisierenden Partikeln benutzt wird. Diese Verankerung kann durch eine chemisch kovalente, physikalisch adsorptive oder andersartige Bindung erfolgen. Insbesondere erfolgt sie über physikalisch adsorptive Bindungen.The specific, tailor-made di, tri and more block copolymers generally have a Graft main chain and / or side chain main chain and / or a simple one Main chain structure in which one or more graft and / or side chains and / or Main chain blocks for anchoring the di, tri or more block copolymers to the respective particles to be stabilized is used. This anchoring can be done by a chemically covalent, physically adsorptive or other types of binding. Especially it takes place via physically adsorptive bonds.

Der Begriff "Pfropf-Hauptkettenstruktur" ist im Zusammenhang mit dem Verankerungsblock und im Sinne der vorliegenden Erfindung so definiert, daß die Anordnung des zur Verankerung benutzten Pfropf-Kettenblocks in den di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren derart ausgeprägt ist, daß die jeweiligen Teile des sterisch stabilisierend wirkenden Hauptkettenmittelblocks noch die sterische Stabilisation bewirken können, wenn es darum geht stabile sterisch stabilisierte Dispersionen herzustellen. Außerdem darf die Anordnung nicht die beabsichtigte Targeting-Wirkung, die durch optionale Targetingblöcke, die in den di-, tri- oder mehr-Block copolymeren vorhanden sind, bewirkt wird, beeinträchtigen. Dagegen sind im Falle von unstabil beschichteten Dispersionen die Anordnungsmöglichkeiten nur insoweit beschränkt, daß die beabsichtigte Targetingwirkung nicht schädlich beeinflußt wird.The term "graft backbone structure" is related to the anchor block and defined in the sense of the present invention so that the arrangement of the anchoring used graft chain blocks in the di, tri or more block copolymers so pronounced is that the respective parts of the sterically stabilizing main chain middle block still can bring about steric stabilization when it comes to stable sterically stabilized To produce dispersions. In addition, the order must not have the intended targeting effect, through optional targeting blocks that are in the di, tri or more block copolymers are present, is caused to impair. In contrast, in the case of unstably coated dispersions only limit the arrangement options to the extent that the intended targeting effect is not adversely affected.

Der Begriff "Seitenketten-Hauptkettenstruktur" ist im Zusammenhang mit dem Verankerungsblock und im Sinne der vorliegenden Erfindung so definiert, daß die Anordnung des zur Verankerung benutzten Seitenkettenblocks in den di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren derart ausgeprägt ist, daß die jeweiligen Teile des sterisch stabilisierend wirkenden Hauptkettenmittelblocks noch die sterische Stabilisation bewirken können, wenn es darum geht stabile sterisch stabilisierte Dispersionen herzustellen. Außerdem darf die Anordnung nicht die beabsichtigte Targeting-Wirkung, die durch optional vorhandene Targetingblöcke, die in den di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren vorhanden sind, bewirkt wird, beeinträchtigen. Dagegen sind im Falle von unstabil beschichteten Dispersionen die Anordnungsmöglichkeiten nur insoweit beschränkt, daß die beabsichtigte Targetingwirkung nicht schädlich beeinflußt wird.The term "side chain main chain structure" is related to the Anchoring block and defined in the sense of the present invention so that the arrangement of the side chain block used for anchoring in the di, tri or More block copolymers is so pronounced that the respective parts of the sterically stabilizing acting main chain middle blocks can still cause steric stabilization if it this is about producing stable, sterically stabilized dispersions. In addition, the Arrangement does not have the intended targeting effect provided by optional Targeting blocks present in the di, tri or more block copolymers will affect. In contrast, in the case of unstably coated dispersions Arrangement options only limited to the extent that the intended targeting effect is not adversely affected.

Sollte ein Hauptkettenblock für die Verankerung der maßgeschneiderten di,- tri- oder mehr-Blockcopolymere auf den jeweiligen dispergierbaren Partikeln verantwortlich sein, so ist seine Anordnung im di-, tri- oder mehr-Blockcopolymer derart, daß (I) - im Falle von stabilen sterisch stabilisierten Dispersionen - die sterisch stabilisierende Wirkung des sterisch stabilisierenden Hauptkettenblocks (oder der Blöcke) und eine beabsichtigte Targeting-Wir kung, die durch optional vorhandene Targetingblöcke, die in den di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren vorhanden sind, bewirkt wird, nicht beeinträchtigt werden und (II) - im Falle von unstabil beschichteten Dispersionen - eine beabsichtigte Targetingwirkung nicht nachteilig beeinflußt wird.Should a main chain block for anchoring the custom di, - tri- or more block copolymers to be responsible for the respective dispersible particles, so is his Arrangement in the di, tri or more block copolymer such that (I) - in the case of stable sterically stabilized dispersions - the sterically stabilizing effect of sterically stabilizing backbone blocks (or the blocks) and an intended targeting wir kung by optional targeting blocks in the di, tri or more block copolymers are present, is caused, not impaired and (II) - im In the case of unstably coated dispersions - an intended targeting effect is not is adversely affected.

Die Strukturen der Verankerungsblöcke in den maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren ist derart ausgeprägt, daß sie entweder linear ist oder auch (mehrere) Verzweigungen und/oder aufgepfropfte Blöcke vorhanden sein können. Einschränkungen hinsichtlich möglicher Strukturen ergeben sich nur aus der Regel, daß die Funktionsweise zur Verankerung auf den jeweiligen Partikeln nicht wesentlich beeinträchtigt werden darf.The structures of the anchoring blocks in the tailored di, tri or more block copolymers is so pronounced that it is either linear or (several) Branches and / or grafted blocks can be present. restrictions With regard to possible structures, it only follows from the rule that the mode of operation is Anchoring on the respective particles must not be significantly impaired.

Die Struktur des (optional) sterisch stabilisierenden Hauptkettenblocks in den maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren ist derart ausgeprägt, daß sie entweder linear ist oder auch (mehrere) Verzweigungen und/oder aufgepfropfte Blöcke vorhanden sein können.The structure of the (optionally) sterically stabilizing main chain block in the tailor-made di, tri or more block copolymers is so distinctive that it is either linear or (multiple) branches and / or grafted blocks can be present.

Die in den maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren vorhanden Einzelblöcke können einen polymeren und/oder copolymeren und/oder oligomeren und/oder cooligomeren Charakter besitzen und entweder in den polaren oder unpolaren flüssigen Medien, in denen die resultierenden Partikel stabil oder unstabil dispergiert werden sollen, löslich oder unlöslich sein. Im Falle von stabilen Dispersionen gilt dabei die Beschränkung, daß zumindest ein derartiger Einzelblock, der im Hautkettenteil der di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere vorhanden ist, in dem polaren oder unpolaren flüssigen Medium gut löslich sein muß und zwar derart, daß eine stabile Dispersion der Partikel entsteht.The individual blocks available in the tailored di, tri or more block copolymers can be a polymer and / or copolymer and / or oligomer and / or cooligomer Possess character and either in the polar or non-polar liquid media in which the resulting particles should be dispersed stably or unstably, be soluble or insoluble. In the case of stable dispersions, there is the restriction that at least one of them Single block, which is present in the skin chain part of the di, tri or more block copolymers, in the polar or non-polar liquid medium must be readily soluble in such a way that a stable dispersion of the particles is created.

Der strukturelle Aufbau des Komplexes "(superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer und/oder andersartiger) Partikel/maßgeschneidertes di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymer" ist i.a. so ausgeprägt, daß die Verankerung durch einen "entständigen" Block erfolgt, der chemisch kovalent, physikalisch adsorptiv oder andersartig mit den dispergierbaren Partikeln wechselwirkt. Eine mögliche sterische Stabilisation erfolgt durch einen (linearen) mittelständigen Block, für den das vorgesehene Dispersionsmedium ein solches Lösungsmittel ist, daß seine hydrodynamische Ausdehnung für einen sterischen Stabilisationprozeß ausreichend ist. An den "Stabilisationsblock" schließt sich ein Deckblock an, der den linearen mittelständigen Block fortsetzt und in dem spezifische Atome, Moleküle u. a. vorhanden sind, die ein Targeting des Komplexes im Sinne der jeweiligen, spezifischen Anwendung im technischen, biologischen, medizinischen oder veterinärmedizinischen Bereichs ermöglichen. The structural structure of the complex "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other) particles / tailor-made di, tri and / or more block copolymer " is generally so pronounced that it is anchored by an "independent" block, the chemically covalent, physically adsorptive or otherwise with the dispersible particles interacts. A possible steric stabilization takes place through a (linear) middle block, for which the intended dispersion medium such a solvent is that its hydrodynamic expansion for a steric stabilization process is sufficient. The "stabilization block" is followed by a cover block, which is the linear one continues middle block and in which specific atoms, molecules u. a. available, targeting the complex in terms of the specific application in technical, biological, medical or veterinary field.

Es ist jedoch für denjenigen, der sich im Stand der Technik der Kolloidchemie und der Polymerchemie auskennt, offensichtlich, daß der vorgenannte strukturelle Aufbau der Komplexe "(superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer und/oder andersartiger) Partikel/maßgeschneidertes di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymer" vielfältig variieren kann, bedingt einzig durch unterschiedliche Strukturen der benutzten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere.However, it is for those who are familiar with the art of colloid chemistry and Knows polymer chemistry, obviously that the aforementioned structural structure of the Complexes "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other) Particles / customized di-, tri- and / or more block copolymer "can vary in many ways, only due to different structures of the used di, tri or more block copolymers.

Ganz allgemein sind daher maßgeschneiderte di-, tri- und mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung alle solche, die Pfropf-, Seiten- und Hauptkettenstrukturen besitzen und derartig mit dispergierbaren Partikeln beliebigen Materials, insbesondere kolloidalen, ganz speziell superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials, kombiniert werden können, daß stabile oder unstabile Dispersionen der resultierenden Komplexen entstehen und sie im Sinne der jeweiligen beabsichtigen (Targeting-)Anwendung benutzbar sind.Customized di-, tri- and more-block copolymers are therefore very general in the sense of present invention all those which have graft, side and main chain structures and such with dispersible particles of any material, especially colloidal, whole especially superparamagnetic and / or ferromagnetic material can be combined can form stable or unstable dispersions of the resulting complexes and they can be used in the sense of the respective intended (targeting) application.

Die Blöcke der Targeting-Komponente, die optional in den di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren vorhanden sind, sind i.a. als Komponenten der (linearen ) Hauptkette der di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere vorhanden (vgl. oben). Sie können aber auch als Pfropf- oder Seitenketten vorhanden sein, solange dadurch (I) eine sterisch stabilisierende Wirkung des Hauptkettenblocks nicht beeinträchtigt wird und/oder (II) die Ankopplung auf den dispergierbaren Partikeln, insbesondere kolloidaler, ganz speziell von superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikeln, mittels der Verankerungsblöcke nicht beeinträchtigt wird und/oder (III) die Targetingwirkung, die ganz wesentlich darauf beruht, das die Targetingblöcke in der äußeren Hülle der Komplexe "(superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer und/oder andersartiger) Partikel/maßgeschneidertes di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymere" vorhanden sind, nicht beeinträchtigt werden.The blocks of the targeting component, optionally in the di, tri or More block copolymers are generally available. as components of the (linear) main chain of di, tri or more block copolymers present (see above). But you can also as a graft or Side chains are present, as long as this (I) has a sterically stabilizing effect of the main chain block is not impaired and / or (II) the coupling to the dispersible particles, especially colloidal ones, especially superparamagnetic ones and / or ferromagnetic particles, not adversely affected by the anchoring blocks and / or (III) the targeting effect, which is based essentially on the fact that the Targeting blocks in the outer shell of the complexes "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or different) Particles / custom di, tri and / or more block copolymers "are not present be affected.

In speziellen Fällen kann der (optional) sterisch stabilisierende Hauptkettenblock auch gleichzeitig für das Targeting der dispergierbaren Partikel in stabilen oder unstabilen Dispersionen verantwortlich sein.In special cases, the (optionally) sterically stabilizing main chain block can also at the same time for targeting the dispersible particles in stable or unstable Dispersions may be responsible.

Die Strukturen der Targetingblöcke in den maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren ist derart ausgeprägt, daß sie entweder linear ist oder auch (mehrere) Verzweigungen und/oder aufgepfropfte Blöcke vorhanden sein können. Einschränkungen hinsichtlich möglicher Strukturen ergeben sich nur aus der Regel, daß die Funktionsweise zum Targeting im Sinne der jeweilig beabsichtigten Anwendung der resultierenden Partikel oder ihrer stabilen oder unstabilen Dispersionen in polaren oder unpolaren Medien nicht wesentlich beeinträchtigt werden darf.The structures of the targeting blocks in the tailored di, tri or more block copolymers is so pronounced that it is either linear or (several) Branches and / or grafted blocks can be present. restrictions With regard to possible structures, it only follows from the rule that the mode of operation is Targeting in the sense of the intended application of the resulting particles or their stable or unstable dispersions in polar or non-polar media are not essential may be affected.

Die Aufgabe der Targeting-Blöcke in den maßgeschneiderten di-, tri- und mehr-Blockcopolymeren ist es i.a. unstabil oder stabil sterisch stabilisierte (beschichtete) Komplexe der Art "(superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer und/oder andersartiger) Partikel/maßgeschneidertes di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymere" mit spezifischen Molekülen, die entweder in die Dispersionsmedien bewußt eingefügt werden oder mit denen die superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen und/oder andersartigen Partikelkomplexe oder ihre Dispersionen in Kontakt kommen, in physikalisch adsorptive, chemisch kovalente o.a. Wechselwirkung zu bringen. Somit enthalten die Targeting-Blöcke nicht notwendigerweise Wirkstoffe, die nach dem erfolgten Targeting am jeweiligen Einsatzort freigesetzt (z. B. abgespalten) werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung können daher maßgeschneiderte di-, tri- und mehr-Blockcopolymere, die wohl einen oder mehrere Targeting-Blöcke enthalten, letztere aber keine Wirkstoffe enthalten, die nach dem erfolgten Targeting freigesetzt (z. B. abgespalten) werden können, optional auch im Molekülgerüst noch Blöcke o.a. enthalten, in denen derartige Wirkstoffe chemisch kovalent, physikalisch adsorptiv oder andersartig eingebunden sind. Die Art der Inkooperation ist nur dadurch beschränkt, daß durch sie (I) weder die Verankerung der maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren auf den jeweiligen dispergierbaren Partikeln und/oder (II) eine beabsichtige sterische Stabilisation der erzeugten Komplexe "(superparamagnetischer und/oder ferromagnetischer und/oder andersartiger) Partikel/maßgeschneidertes di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymere" nicht nachteilig beeinflußt wird und/oder (III) die Targeting-Wirkung der entsprechenden Blöcke der maßgeschneiderten, di-, tri- und mehr-Blockcopolymere selbst nicht nachteilig beeinflußt werden.The task of targeting blocks in the tailored di, tri and more block copolymers it is generally unstable or stable sterically stabilized (coated) complexes of the kind "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or different) Particle / custom di-, tri- and / or more block copolymers "with specific Molecules that are either deliberately inserted into the dispersion media or with them the superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other types Particle complexes or their dispersions come into contact in physically adsorptive, chemically covalent or the like To bring interaction. The targeting blocks thus contain not necessarily active substances that have been targeted at the respective site released (e.g. split off). For the purposes of the present invention, therefore bespoke di, tri and more block copolymers, which probably have one or more targeting blocks contain, but the latter do not contain any active ingredients after targeting can be released (e.g. cleaved), optionally also blocks in the molecular framework o.a. contain, in which such active substances are chemically covalent, physically adsorptive or are involved differently. The type of cooperation is only limited by: they (I) do not anchor the custom di, tri or more block copolymers an intended steric on the respective dispersible particles and / or (II) Stabilization of the generated complexes "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other) particles / tailor-made di, tri and / or more block copolymer " is not adversely affected and / or (III) the targeting effect of the corresponding Blocks of the tailor-made, di, tri and more block copolymers themselves are not disadvantageous to be influenced.

Die Herstellung der maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere geschieht mittels der Vielfalt chemischer Reaktionen, die im Stand der Technik der allgemeinen anorganischen und organischen Chemie, der Biochemie, der Polymerchemie u. a. speziellerer Gebiete enthalten sind. Diese Reaktionen sind hinlänglich beschrieben in Lehrbüchern und Monographien der jeweiligen Gebiete (z. B. H. Becker et al. Organikum, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1969 und G. Jander und E. Blasius, Einführung in das anorganisch chemische Praktikum, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1980) und müssen daher an dieser Stelle nicht speziell beschrieben werden, insbesondere auch aus dem Grund, daß sie je nach dem speziellen Fall stark variieren.The tailor-made di, tri or more block copolymers are produced by means of the variety of chemical reactions that are common in the art of general inorganic and organic chemistry, biochemistry, polymer chemistry u. a. more specific areas included are. These reactions are well described in textbooks and monographs from respective areas (e.g. H. Becker et al. Organikum, VEB Deutscher Verlag der Sciences, Berlin 1969 and G. Jander and E. Blasius, introduction to inorganic chemical internship, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1980) and must therefore at this point are not specifically described, especially for the reason that, depending on the vary greatly in the specific case.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Begriff "Herstellung" nicht nur die Durchführung der verschiedenen polymerbildenden u. a. polymermodifizierenden Reaktionen. Vielmehr beinhaltet sie auch die Vielzahl verschiedenerartiger Reaktionen, die zur Darstellung von Monomeren, Oligomeren u. a. Molekülen, die zur Polymerisation selbst oder für andere Reaktionsschritte benötigt werden.In connection with the present invention, the term "manufacture" does not include only the implementation of the various polymer-forming u. a. polymer-modifying Reactions. Rather, it also includes the variety of different types of reactions that lead to Representation of monomers, oligomers and. a. Molecules that are used for polymerization themselves or are required for other reaction steps.

Beispiele für di-, tri- und mehr-Blockcopolymere inklusive ihrer Herstellung im Sinne der vorliegenden Erfindung für den technischen Bereich sind z. B. in der parallelen deutschen Patentanmeldung 19 63 15 563.8-44 beschrieben. Beispiele di-, tri- und mehr-Block copolymerer und ihrer Herstellung für die Anwendung im medizinischen Bereich sind in der vorliegenden Erfindung beschrieben. Anwendungsbeispiele für weitere di-, tri- und mehr-Blockcopolymere im medizinischen Bereich sind z. B. in den Patentanmeldungen WO 96/04017 A1, DE 43 09 333 A1 und DE 44 07 338 A1 beschrieben. Dort sind auch eine Vielzahl von Substanzen aufgelistet, die sich im Sinne der vorliegenden Erfindung miteinander chemisch kovalent verbinden lassen mit dem Endergebnis von weiteren, neuartigen, maßgeschneiderten di-, tri- und mehr-Blockcopolymeren für die Anwendung im medizinischen Bereich.Examples of di, tri and more block copolymers, including their production in the sense of The present invention for the technical field are e.g. B. in the parallel German Patent application 19 63 15 563.8-44 described. Examples di, tri and more block copolymers and their manufacture for use in the medical field are in of the present invention. Application examples for further di, tri and More block copolymers in the medical field are e.g. B. in patent applications WO 96/04017 A1, DE 43 09 333 A1 and DE 44 07 338 A1. There are also a variety of Substances listed that chemically interact with each other in the sense of the present invention let covalently connect with the end result of further, new, tailor-made di, tri and more block copolymers for use in the medical field.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung sind stabile oder unstabile Dispersionen von Partikeln, die definiert aufgebaute Partikel superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials im Sinne der vorliegenden Erfindung und/oder spezielle, maßgeschneiderte di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten und ein universell anwendbares Zwei-Schritt Verfahren zur Herstellung solcher stabiler oder unstabiler Dispersionen, die definiert aufgebaute Partikel superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten.Another object of the present invention are stable or unstable dispersions of Particles, the defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles Materials in the sense of the present invention and / or special, tailor-made di, tri and / or Contain more and block copolymers within the meaning of the present invention and a universally applicable two-step process for producing such stable or unstable Dispersions, the defined superparamagnetic and / or particles contain ferromagnetic material in the sense of the present invention.

Stabile oder unstabile Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten somit zumindest entweder die definiert aufgebauten Partikel superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials im Sinne der vorliegenden Erfindung oder die speziellen, maßgeschneiderten di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung. Stable or unstable dispersions of dispersible particles in the sense of the present Invention thus contain at least either the defined particles superparamagnetic and / or ferromagnetic material in the sense of the present Invention or the special, tailored di, tri and / or more block copolymers in The meaning of the present invention.

Unstabile Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, die definiert aufgebaute Partikel superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten, die keine Beschichtung mit sterischen Stabilisatoren, die entweder im Stand der Technik der Ferrofluidherstellung für den technischen, biologischen und medizinischen Bereich bekannt sind oder bei denen es sich um solche maßgeschneiderten di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymeren im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt, besitzen. Optional können in derartigen unstabilen Dispersionen auch noch elektrostatische Doppelschichten auf den einzelnen Partikeln des definiert aufgebauten superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials vorhanden sein. Die Dicke derartiger elektrostatischer Doppelschichten ist jedoch durch die speziellen Bedingungen, unter denen die Instabilität der Dispersionen vorliegt, nicht mehr ausreichend um eine elektrostatische Stabilisation der vorliegenden, unbeschichteten Partikel zu gewährleisten. Andere unstabile Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, in denen Partikel, insbesondere kolloidale, und ganz speziell solche aus superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material, mit maßgeschneiderten di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymeren im Sinne der vorliegenden Erfindung derartig beschichtet sind, daß keine effektive sterische Stabilisation zustande kommen kann. Die Ursachen für derartige ineffektive sterische Stabilisationsprozesse sind im Stand der Technik der Kolloidchemie beschrieben (vgl. Stand der Technik). Ganz besondere unstabile Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, in denen dispergierbare Partikel superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Materials, die einen definierten Gehalt an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material und einen definierten Kristallbau, beides im Sinne der vorliegenden Erfindung, enthalten und derartig mit sterisc 13808 00070 552 001000280000000200012000285911369700040 0002019702710 00004 13689hen Stabilisatoren, die entweder im Stand der Technik der Ferrofluidherstellung für den technischen, biologischen und medizinischen Bereich bekannt sind oder mit solchen maßgeschneiderten di-, tri- und/oder mehr-Blockcopolymeren im Sinne der vorliegenden Erfindung, beschichtet sind, daß keine effektive sterische Stabilisation zustande kommen kann.Unstable dispersions of dispersible particles for the purposes of the present invention those that have defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles Contain materials within the meaning of the present invention that do not have a coating with steric Stabilizers, either in the prior art of ferrofluid production for technical, biological and medical field are known or which are such tailor-made di-, tri- and / or more block copolymers in the sense of the present invention. Optionally, such unstable ones Dispersions also electrostatic double layers on the individual particles of the superparamagnetic and / or ferromagnetic material with a defined structure be. However, the thickness of such electrostatic double layers is due to the special Conditions under which the instability of the dispersions is no longer sufficient to ensure electrostatic stabilization of the present, uncoated particles. Other unstable dispersions of dispersible particles for the purposes of the present invention are those in which particles, especially colloidal ones, and especially those superparamagnetic and / or ferromagnetic material, with tailor-made di-, tri- and / or More block copolymers coated in the sense of the present invention are that no effective steric stabilization can occur. The causes of such ineffective steric stabilization processes are known in the art Colloid chemistry described (see prior art). Very special unstable dispersions For the purposes of the present invention, dispersible particles are those in which dispersible particles of superparamagnetic and / or ferromagnetic material a defined content of superparamagnetic and / or ferromagnetic material and contain a defined crystal structure, both in the sense of the present invention, and such with sterisc 13808 00070 552 001000280000000200012000285911369700040 0002019702710 00004 13689hen stabilizers, either in the prior art of Ferrofluid production for the technical, biological and medical fields are known or with such tailored di-, tri- and / or more block copolymers in the sense of present invention, are coated that no effective steric stabilization occurs can come.

Der Begriff "Dispersion" beinhaltet dabei in jedem Fall, daß die vorliegenden unbeschichteten oder beschichteten Partikel in ein flüssiges, polares oder unpolares, insbesondere wäßriges, Dispersionsmedium eingebracht und dispergiert werden, d. h. evtl. vorliegende Aggregate mehrerer Partikel werden zerstört bzw. die Größe der Aggregate liegt im tolerablen Bereich der jeweiligen Anwendung. Im Anschluß an diesen Dispersionsprozeß zeigt sich die Instabilität der jeweiligen Dispersionen dann daran, daß sie vollständig oder teilweise innerhalb eines Zeitraumes von bis zu 6 Monaten nach der Dispersion bei Raumtemperatur, d. h. 20-25°C, unter Erdgravitationsbedingungen ausfallen.In any case, the term “dispersion” means that the present ones are uncoated or coated particles into a liquid, polar or non-polar, especially aqueous, Dispersion medium are introduced and dispersed, d. H. possibly existing aggregates Several particles are destroyed or the size of the aggregates is in the tolerable range the respective application. Following this dispersion process, the instability becomes apparent of the respective dispersions then that they are completely or partially within a Period of up to 6 months after dispersion at room temperature, i.e. H. 20-25 ° C, fail under gravitational conditions.

Stabile Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind prinzipiell solche, wie sie oben im Zusammenhang mit unstabilen Dispersionen dispergierbarer Partikel beschrieben worden sind, in diesem Fall jedoch mit der Prämisse, daß entweder der elektrostatische Stabilisationsmechanismus oder der sterische Stabilisationsmechanismus oder eine Kombination beider Stabilisationsmechanismen wirksam ist, d. h. das Ausfallen der jeweiligen Partikel oder ihrer Aggregate über einem Zeitraum von sechs Monaten bei 20-25°C unter Erdgravitationsbedingungen verhindert.Stable dispersions of dispersible particles for the purposes of the present invention in principle those as dispersible above in connection with unstable dispersions Particles have been described, but in this case with the premise that either the electrostatic stabilization mechanism or the steric stabilization mechanism or a combination of both stabilization mechanisms is effective, d. H. the failure of the respective particles or their aggregates over a period of six months at 20-25 ° C prevented under gravitational conditions.

Unpolare flüssige Dispersionsmedien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, deren dielektrische Konstante kleiner als 22 ist. Derartige unpolare Flüssigkeiten können aus einer einzigen Flüssigkeit bestehen oder eine Mischung mehrerer unpolaren und/oder polarer Flüssigkeiten sein. Weiterhin können unpolare flüssige Medien im Sinne der vorliegenden Erfindung auch gelöste oder dispergierte Stoffe enthalten, wobei ihr unpolarer Charakter aber nicht verändert werden soll. Derartige gelöste oder dispergierte Stoffe können auch in Gestalt von Mizellen im jeweiligen Dispersionsmedium vorliegen. Soweit dispergierte Stoffe in den unpolaren Dispersionsmedien im Sinne der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, sind diese artfremd zu den eigentlich zu dispergierenden Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung. Spezielle unpolare Dispersionsmedien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Emulsionen aus unmischbaren, unpolaren und/oder polaren Flüssigkeiten, die optional auch oberflächenaktive Substanzen und/oder dispergierte Stoffe und/oder gelöste Stoffe enthalten können.Non-polar liquid dispersion media in the sense of the present invention are those whose dielectric constant is less than 22. Such non-polar liquids can be made from a single liquid or a mixture of several non-polar and / or polar Be liquids. Furthermore, non-polar liquid media in the sense of the present Invention also contain dissolved or dispersed substances, but their non-polar character should not be changed. Such dissolved or dispersed substances can also take the form of micelles are present in the respective dispersion medium. As far as dispersed substances in the nonpolar dispersion media in the sense of the present invention are present Alien to the particles to be actually dispersed in the sense of the present invention. Special non-polar dispersion media in the sense of the present invention are emulsions from immiscible, non-polar and / or polar liquids, which are also optional Contain surface-active substances and / or dispersed substances and / or dissolved substances can.

Polare flüssige Dispersionsmedien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, wie sie im Zusammenhang mit den unpolaren flüssigen Dispersionsmedien beschrieben worden sind, jedoch mit einer dielektrischen Konstante ≧22.Polar liquid dispersion media in the sense of the present invention are those as in Have been described in connection with the non-polar liquid dispersion media, however with a dielectric constant ≧ 22.

Die Definition des Begriffs "Mizellen" ist im Stand der Technik oberflächenaktiver Substanzen/der Kolloidchemie definiert. The definition of the term "micelles" is more surface-active in the prior art Substances / colloid chemistry defined.

Wäßrige Disperionsmedien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind i.a. solche, die aus reinem Wasser bestehen. Optional können im Wasser aber auch Elektrolyte und/oder Polymere o.a. Stoffe gelöst und/oder dispergiert, auch mizellenartig, vorhanden sein.Aqueous dispersion media in the sense of the present invention are generally those that come from consist of pure water. Optionally, electrolytes and / or polymers can also be used in the water o.a. Substances can be dissolved and / or dispersed, also micelle-like.

Eine andere Art wäßriger Dispersionsmedien sind solche, die zumindest aus 50 Vol.-%, bevorzugt 80-90 Vol.-%, Wasser bestehen. Der Rest besteht aus polaren, mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, wobei die Zulässigkeit von organischen Lösungsmitteln als Bestandteil des Dispersionsmediums von der jeweiligen speziellen Anwendung abhängig ist. Andererseits können organische Lösungsmittel auch erwünscht sein, um den resultierenden Dispersionen bestimmte Eigenschaften, z. B. rheologische, zu verleihen. Optional können in diesen Dispersionsmedien aber auch Elektrolyte und/oder Polymere o.a. Stoffe gelöst und/oder dispergiert, auch mizellenartig, vorhanden sein.Another type of aqueous dispersion media are those which consist of at least 50% by volume, preferably 80-90 vol .-%, water exist. The rest consists of polar, with water miscible organic solvents, the permissibility of organic Solvents as part of the dispersion medium of the particular one Application is dependent. On the other hand, organic solvents may also be desirable properties resulting from the resulting dispersions, e.g. B. rheological. Optionally, electrolytes and / or polymers or the like can also be used in these dispersion media. Substances can be dissolved and / or dispersed, also micelle-like.

Eine weitere Art wäßriger Dispersionsmittel bilden emulsionsartige Dispersionsmittel, worin die wäßrige Phase mindestens 50 Vol.-%, bevorzugt 80-90 Vol.-%, ausmacht. Die Zusässigkeit von emulsionsartigen Dispersionsmedien als Dispersionsmedien für die jeweiligen dispergierbaren Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist von der jeweiligen Anwendung abhängig. Mögliche Zusammensetzungen geeigneter emulsionsartiger Dispersionsmedien sind z. B. alle jene, die im Stand der Technik von Emulsionen und Suspensionen inbegriffen sind. Optional können in diesen Dispersionsmedien aber auch Elektrolyte und/oder Polymere o.a. Stoffe gelöst und/oder dispergiert, auch mizellenartig, vorhanden sein.Another type of aqueous dispersing agent form emulsion-like dispersing agents, in which the aqueous phase makes up at least 50% by volume, preferably 80-90% by volume. The Admissibility of emulsion-like dispersion media as dispersion media for the respective dispersible particles in the sense of the present invention is of the respective Application dependent. Possible compositions of suitable emulsion-like Dispersion media are e.g. B. all those in the prior art of emulsions and Suspensions are included. Optionally, you can also in these dispersion media Electrolytes and / or polymers or similar Substances dissolved and / or dispersed, also micelle-like, to be available.

Die Herstellung der vorgenannten stabilen und unstabilen Dispersionen dispergierbarer Partikel erfolgt im Falle das
The above-mentioned stable and unstable dispersions of dispersible particles are prepared in the case of that

(I) the particles, in particular colloidal ones, and especially those superparamagnetic and / or ferromagnetic material, and their manufacture in the state the technology of dispersible particles and their production are described and
(II) the intended stabilization is steric and the tailored di, tri and More block copolymers in the sense of the present invention are used for this according to the methods for producing such dispersions, as in the prior art of Production of stable and unstable dispersions of dispersible particles are described, instead of.

Ein ganz besonderes Zwei-Schritt Verfahren zur Herstellung von stabilen und unstabilen Dispersionen dispergierbarer Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung findet dagegen Anwendung, wenn in den stabilen oder unstabilen Dispersionen superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel mit definiertem Gehalt an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material und definiertem Kristallbau, beides im Sinne der vorliegenden Erfindung, vorhanden sind bzw. Anwendung finden. In diesem Fall findet in einem ersten Herstellungsschritt die Synthese der definiert aufgebauten superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel statt. In dem anschließenden zweiten Herstellungsschritt findet dann die Dispergierung - und soweit erwünscht die elektrostatische, sterische oder elektrostatisch/sterische Stabilisation der definiert aufgebauten superparamagnetischen und/oder ferromagnetischen Partikel - im jeweiligen Dispersionsmedium statt. Die Anzahl von durchzuführenden Arbeitsschritten für diese Dispergierung hängt von dem speziellen Fall ab, liegt i.a. jedoch unterhalb von vier Schritten. Nach Durchführung des vorgenannten Zwei-Schritt Verfahrens liegen stabile oder unstabile Dispersionen, die superparamagnetische und/oder ferromagnetische Partikel mit definiertem Gehalt an superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material und definiertem Kristallbau im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten, in gebrauchsfertiger Form vor.A very special two-step process for the production of stable and unstable In contrast, dispersions of dispersible particles in the sense of the present invention are found Use when superparamagnetic in stable or unstable dispersions and / or ferromagnetic particles with a defined superparamagnetic content and / or ferromagnetic material and defined crystal structure, both in the sense of present invention, are present or find application. In this case, In a first manufacturing step, the synthesis of the superparamagnetic structures and / or ferromagnetic particles instead. In the subsequent second manufacturing step then finds the dispersion - and if desired electrostatic, steric or electrostatic / steric stabilization of the defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles - instead of in the respective dispersion medium. the number of steps to be carried out for this dispersion depend on the specific case, generally lies but below four steps. After performing the above Two-step processes are stable or unstable dispersions, the superparamagnetic and / or ferromagnetic particles with a defined superparamagnetic content and / or ferromagnetic material and defined crystal structure in the sense of the present Invention included, ready to use.

Schließlich ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Anwendungsgebiete für die definiert aufgebauten Partikel aus superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material im Sinne der vorliegenden Erfindung sowie von stabilen und unstabilen Dispersionen, die entweder die vorgenannten definiert aufgebauten Partikel oder maßgeschneiderte di,- tri- oder mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung oder beide Komponenten enthalten, zu liefern.Finally, it is the object of the present invention to define areas of application built up particles of superparamagnetic and / or ferromagnetic material in the For the purposes of the present invention and of stable and unstable dispersions which either the above-defined particles or customized di, - tri or more block copolymers in the sense of the present invention or both components included to deliver.

I.a. können die vorangehend beschriebenen definiert aufgebauten Partikel aus superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material und stabile oder unstabile Dispersionen, die diese Partikel enthalten oder maßgeschneiderte di-, tri- oder mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten oder die beide Stoffarten enthalten, in jeder technischen, biologischen oder medizinischen Anwendung benutzt werden, in der die vorhandenen Materialeigenschaften der Partikel und/oder der stabilen oder unstabilen Dispersionen nutzbringend verwertet werden können.I.a. can consist of the particles of defined structure described above superparamagnetic and / or ferromagnetic material and stable or unstable Dispersions containing these particles or customized di-, tri- or More block copolymers in the sense of the present invention contain or both types of substances included, used in any technical, biological or medical application, in which the existing material properties of the particles and / or the stable or unstable Dispersions can be used to advantage.

Ganz spezielle Anwendungen von definiert aufgebauten Partikeln aus superparamagnetischem und/oder ferromagnetischem Material im technischen Bereich werden in der parallelen deutschen Patentanmeldung 19 63 15 563.8-44 beschrieben. Dort werden auch spezielle Anwendungen von maßgeschneiderten di-, tri- oder mehr-Blockcopolymeren genannt.Very special applications of defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material in the technical field are in the parallel German patent application 19 63 15 563.8-44. There will also be special ones Applications of tailor-made di, tri or more block copolymers called.

Spezielle Anwendungen von stabilen und unstabilen Dispersionen, die entweder die vorgenannten definiert aufgebauten kolloidalen Partikel oder maßgeschneiderte di,- tri- oder mehr-Blockcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung oder beide Komponenten enthalten, im medizinischen Bereich finden sich in der NMR-Diagnostik und anderen Anwendungen, in denen es darum geht die Aussagekraft von Diagnoseuntersuchungen zu erhöhen und/oder medizinische Wirkstoffe mittels von stabilen oder unstabilen Dispersionen gezielt zum erkrankten Körperbereich(-teil) zu transportieren. Beispiele für derartige Anwendungen sind in großer Zahl z. B. in den Patentanmeldungen WO 96/04017 A1, DE 43 09 333 A1 und DE 44 07 338 A1 beschrieben.Special applications of stable and unstable dispersions, either the The aforementioned defined colloidal particles or customized di, - tri or more block copolymers in the sense of the present invention or both components contained in the medical field can be found in NMR diagnostics and others Applications in which the significance of diagnostic examinations is important increase and / or medicinal agents by means of stable or unstable dispersions targeted to transport to the diseased body area (part). Examples of such Applications are in large numbers, for. B. in the patent applications WO 96/04017 A1, DE 43 09 333 A1 and DE 44 07 338 A1.

6. Examples example 1 Manufacture of defined ferromagnetic reacting (superparamagnetic) Particles

Eisen(III)chlorid, Hexahydrat und Eisen(II)chlorid, Tetrahydrat wurden in destilliertem Wasser gelöst. Dann wurde der pH-Wert der resultierenden Lösung durch Zutropfen von NaOH auf einen Wert zwischen 10 und 11 eingestellt, wobei mittels eines mechanischen Rührwerks homogenisiert wurde und die Reaktion bei Raumtemperatur stattfand. Die Zugabegeschwindigkeit der Base wurde variiert. Die Gesamtmenge der Base wurde innerhalb von 2.5 h zugegeben. Nach Beendigung der Partikelsynthese wurde die Eisenoxidsuspension für weitere 2 h gerührt. Schließlich wurde der pH-Wert der Suspension auf einen neutralen Wert gesenkt, was durch Dekantieren und Verdünnen mit destilliertem Wasser geschah. Die erzeugten Eisenoxidpartikel bestehen zu 75 Vol.-% aus ferromagnetisch reagierendem Material, wobei ein Kristallbaufehlergehalt von 10% festgestellt wurde.Iron (III) chloride, hexahydrate and iron (II) chloride, tetrahydrate were in distilled water solved. Then the pH of the resulting solution was raised by dropping NaOH set a value between 10 and 11, using a mechanical stirrer was homogenized and the reaction took place at room temperature. The Base addition rate was varied. The total amount of base was within added from 2.5 h. Upon completion of particle synthesis, the iron oxide suspension stirred for a further 2 h. Finally, the pH of the suspension was neutralized Lowered the value of what was done by decanting and diluting with distilled water. The generated iron oxide particles consist of 75 vol .-% of ferromagnetic reacting Material with a crystal defect content of 10%.

Example 2 Production of a customized tri-block copolymer, the styrene-4-sulfonate, sodium salt, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, acrylamide and (with glucamine) amidized Contains acrylic acid Step 1: amidization of acrylic acid with D-glucamine

2 g D-Dlucamin wurden in 400 ml wasserfreiem DMF bei 4°C gelöst. Dann wurde 1 g Acrylsäurechlorid in 100 ml wasserfreiem DNW bei 4°C gelöst. Nach Vereinigung beider Lösungen wurde die Mischung bei 4°C für 24 h in getrockneter Stickstoffatmosphäre gerührt. Das Reaktionsprodukt wurde mit 1.5 l Aceton ausgefällt und bei 4°C gefriergetrocknet.2 g of D-dlucamine were dissolved in 400 ml of anhydrous DMF at 4 ° C. Then 1 g Acrylic acid chloride dissolved in 100 ml of anhydrous DNW at 4 ° C. After combining both Solutions, the mixture was stirred at 4 ° C for 24 h in a dried nitrogen atmosphere. The reaction product was precipitated with 1.5 l acetone and freeze-dried at 4 ° C.

Step 2: Synthesis of oligomeric / short-chain polymeric styrene-4-sulfonate, sodium salt / 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid molecules

8.26 g Styrol-4-sulfonat, Natriumsalz und 1687 g 2-Acrylamido-2-methyl-1-pro pansulfonsäure wurden in 400 ml destiliertem Wasser bei Raumtemperatur gelöst. Anschließend wurden 3.1 g Ammoniumperoxodisulfat in destilliertem Wasser gelöst und darauf folgend in die Styrol-4-sulfonat, Natriumsalz/2-Acrylamido-2-methyl-1-pro pansulfonsäure-Lösung gegossen. Die resultierende Reaktionslösung wurde magnetisch gerührt und ihre Temperatur auf 60-70°C erhöht. Die Polymerisation wurde für eine angemessene Zeitdauer durchgeführt. Anschließend wurde das Reaktionsprodukt mit einem Überschuß an Aceton ausgefällt, in einem Trichter gesammelt und bei Umgebungstemperatur über 4 Wochen getrocknet.8.26 g of styrene-4-sulfonate, sodium salt and 1687 g of 2-acrylamido-2-methyl-1-pro Pan sulfonic acid was dissolved in 400 ml of distilled water at room temperature. Then 3.1 g of ammonium peroxodisulfate were dissolved in distilled water and then in the styrene-4-sulfonate, sodium salt / 2-acrylamido-2-methyl-1-pro pansulfonic acid solution poured. The resulting reaction solution became magnetic stirred and their temperature increased to 60-70 ° C. The polymerization was carried out for a reasonable time. Then the reaction product with a Excess acetone precipitated, collected in a funnel and at ambient temperature dried over 4 weeks.

Step 3: graft block copolymerization of acrylamide and amidized Acrylic acid / glucamine molecules on the molecules from step 2

5 g des oligomeren oder kurzkettigen Polyelektrolyten, das in Schritt 1 synthetisiert wurde und 14.71 g Acrylamid wurden in 400 ml destilliertem Wasser gelöst. Anschließend wurde, unter magnetischer Rührung, die adequate Menge Ammoniumcer(IV)nitrat, gelöst in 250 ml destilliertem Wasser, in die resultierende Lösung des Polyelektrolyten/Acrylsäureamid-Ge misches gegossen. Dann wurde die Reaktionstemperatur auf 60-70°C erhöht und dadurch die Pfropfcopolymerisation gestartet. Nach einer angemessenen Zeitdauer wurden 2.86 g Acrylsäure-D-Glucamin, gelöst in 100 ml destilliertem Wasser, zu der Reaktionslösung gegossen. Am Ende der Gesamtpolymerisationszeit wurde das resultierende tri-Block-Pfropf copolymer mit einem Überschuß an Methanol gefällt, in einem Trichter gesammelt und schließlich bei 70°C im Vakuumtrockenschrank für 24 h getrocknet.5 g of the oligomeric or short chain polyelectrolyte that was synthesized in step 1 and 14.71 g of acrylamide were dissolved in 400 ml of distilled water. Subsequently, with magnetic stirring, the adequate amount of ammonium cerium (IV) nitrate, dissolved in 250 ml distilled water, in the resulting solution of the polyelectrolyte / acrylic acid amide Ge mixed poured. Then the reaction temperature was raised to 60-70 ° C and thereby the graft copolymerization started. After a reasonable period of time, 2.86 g Acrylic acid-D-glucamine, dissolved in 100 ml of distilled water, to the reaction solution poured. At the end of the total polymerization time, the resulting tri-block graft became copolymer precipitated with an excess of methanol, collected in a funnel and finally dried at 70 ° C in a vacuum drying cabinet for 24 h.

Example 3 Production of a stable, physiologically compatible ferrofluid that is suitable for medical Is suitable for use in hyperthermia and defines superparamagnetic structures Particles and a customized, steric tri-block stabilizer contains

Superparamagnetische Partikel, die entsprechend Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung hergestellt waren, wurden mit einer Lösung des maßgeschneiderten tri-Blockcopolymers, das nach Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, kontaktiert, wobei die Stabilisation in flüssiger, wäßriger Phase erfolgte. Nach erfolgter Stabilisation wurde das resultierende kolloidale Material in 10 Zentrifugier/Redispersionszyklen (mit destilliertem Wasser) von nicht adsorbiertem tri-Blockcopolymer befreit. Abschließend erfolgte die Redispersion in destilliertem Wasser.Superparamagnetic particles corresponding to Example 1 of the present invention were made with a solution of the tailored tri-block copolymer that prepared according to Example 2 of the present invention, wherein the Stabilization took place in the liquid, aqueous phase. After stabilization, the resulting colloidal material in 10 centrifugation / redispersion cycles (with distilled Water) freed of non-adsorbed tri-block copolymer. Finally, the Redispersion in distilled water.

Claims

1. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media, characterized in that

(I) the particles consist of defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material, the delineated contents of superparamagnetic and / or ferromagnetic material and a defined crystal structure of the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase, and these particles are optionally either electrostatic, steric or combined electrostatically / sterically stabilized, the steric stabilization by means of steric stabilizers which are contained in the prior art of steric stabilizers and / or which are tailor-made di-, tri- and more-block copolymers, or the particles are not thermodynamically stable dispersed in the dispersion medium and can carry electrostatic or steric or combined electrostatic / steric coatings, steric cover layers being those which are described in the prior art of unstable colloidal dispersions and / or which are m tailor-made di, tri or more block copolymers, or
(II) the particles are those which are contained in the prior art of dispersible particles, in particular those of superparamagnetic and / or ferromagnetic material, and which are coated with tailored di-, tri- or more-block copolymers in such a way that stable or unstable dispersions arise when the respective coated particles are dispersed in dispersion media.

2. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claim 1, characterized in that it is the Dispersion medium is aqueous media.

3. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claim 1 and 2, characterized in that it is in the defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles around them acts that have a defined content of superparamagnetic or ferromagnetic Have material between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and their Crystal structure in the superparamagnetic or ferromagnetic phase defined in this way is that the proportion of crystal construction errors in the range between 0.001-99,999 vol .-%, preferred 0.001-10% by volume.

4. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-3, characterized in that the composition and structure of the non-superparamagnetic and / or ferromagnetic areas of the any defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles.

5. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-4, characterized in that the production Defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic Material takes place under system-specific optimized process parameters that differ from Distinguish material from material, d. H. under conditions where - system specific - fixed and / or liquid and / or gaseous material flows, the neutral-atomic, neutral-moles kular, ionic-atomic, ionic-molecular, radical-atomic, radical-molecular, radical ionic atomic, radical ionic molecular, radioactive atomic, radioactive can have molecular character and combined character of the aforementioned species, be brought together in such a way that defined contents of superparamagnetic and / or ferromagnetic material between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and defined crystal structures in the superparamagnetic and / or ferromagnetic phases with proportions of crystal defects in the range between 0.001-99,999 vol .-%, preferred 0.001-10 vol .-%, reproducible.

6. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-5, characterized in that the defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material are metal, metal oxide and metal mixed oxide. Particles with a defined content of metal, metal oxide or mixed metal oxide between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and defined crystal structure in the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase with a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999 vol .-%, preferably 0.001-10 vol .-%, and the particles are generated with the aid of a nucleation process which has the following ingredients:

a) polar and / or non-polar liquids,
b) suitable salts and / or compounds of ferromagnetic elements and
c) (optional) suitable precipitation and / or reducing agents and
optionally, auxiliaries which are known in the prior art of ferrofluid production can also be used.

7. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-5, characterized in that it is in the defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material to metal oxide and metal mixed oxide particles with a Defined content of metal oxide or mixed metal oxide between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and defined crystal structure in the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase with a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999 vol .-%, preferred 0.001-10% by volume, and the particles are generated using a nucleation process that has the following ingredients:

a) polar and / or non-polar liquids,
b) suitable salts of ferromagnetic elements and
(c) appropriate means of precipitation and
optionally other auxiliaries known in the prior art of ferrofluid production can also be used.

8. particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-5, characterized in that it is in the defined particles made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material to iron oxide particles with a defined content of Iron oxide between 0.001-99.999 vol .-%, preferably 30-98 vol .-%, and defined crystal structure in the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase with a proportion of crystal defects between 0.001 and 99.999 vol .-%, preferably 0.001-10 vol. -%, and the particles are generated using a nucleation process which has the following ingredients:

a) water,
b) iron (II) and iron (III) salts and
c) ammonia, NaOH or KOH.

9. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-8, characterized in that defines superparamagnetic and / or ferromagnetic particles of any size in the range <1 nm, preferably 1-350 nm, with any geometry and in the case of anisotropic geometries, the particle size for the largest dimensional expansion applies.

10. Particles and their stable and unstable dispersions in polar and non-polar Dispersion media according to claims 1-8, characterized in that defines superparamagnetic and / or ferromagnetic particles have platelet-shaped geometry and sizes in the range <1 nm, preferably 1-350 nm and the two-dimensional geometry of the platelets is "rectangular ↔ elliptical".

11. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-10, characterized in that the special, tailor-made di, tri and more block copolymers are those which are composed of:

(I) a first or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer graft, side or main chain blocks which are physically adsorptive and / or chemically covalent and / or otherwise with particles, especially colloidal ones, very specifically such superparamagnetic and / or ferromagnetic material can interact and thereby result in a stable anchoring of the block copolymer with the aforementioned particles in the sense of the steric stabilization mechanism of colloidal dispersions,
(II) a second or more poly (oligo) mer and / or copoly (oligo) mer linear or branched main chain blocks which - in the case of stable dispersions, in particular colloidal, especially such superparamagnetic and / or ferromagnetic particles - for the steric Stabilization in the respective dispersion medium are responsible and (optional),
(III) a third or more poly (oligo) mer or copoly (oligo) mer graft, side or main chain blocks, in which physically and / or chemically and / or otherwise reactive groups are contained, which are present during the use of the particles , in particular colloidal, very particularly of superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, or their dispersions in nonpolar or polar dispersion media in the technical, biological, medical or veterinary field can react with substances or bodies or body parts that are either deliberately inserted into the dispersion media or with which the particles or their dispersions come into contact with.

12. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the arrangement of one or more graft chain blocks used for anchoring in the di-, tri- or more-block copolymers in such a way is pronounced that

(I) the respective parts of the sterically stabilizing main chain middle blocks can still bring about the steric stabilization when it comes to producing stable sterically stabilized dispersions and, in addition, the arrangement does not have the intended targeting effect, which can be achieved by optional targeting blocks in the di-, tri- or more block copolymers are present, is caused, may be impaired or
(II) in the case of unstably coated dispersions, the arrangement possibilities are limited only to the extent that the intended targeting effect is not adversely affected.

13. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claim 1-11, characterized in that the arrangement of one or more side chain blocks used for anchoring in the di-, tri- or more-block copolymers is so pronounced is that

(I) the respective parts of the sterically stabilizing main chain middle blocks can still bring about the steric stabilization when it comes to producing stable sterically stabilized dispersions and, moreover, due to the arrangement not the intended targeting effect, which is caused by optional targeting blocks which are present in the di- , tri- or more block copolymers are present, is caused, may be impaired or
(II) in the case of unstably coated dispersions, the arrangement possibilities are limited only to the extent that the intended targeting effect is not adversely affected.

14. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the arrangement of one or more main chain blocks, which are used for anchoring the tailored di, - tri- or more block copolymers are responsible for the respective particles, so that

(I) - in the case of stable sterically stabilized dispersions - the sterically stabilizing effect of the sterically stabilizing main chain block (or the blocks) and an intended targeting effect by optional targeting blocks present in the di, tri or more block copolymers are present, is caused, not impaired and
(II) - in the case of unstably coated dispersions - an intended targeting effect is not adversely affected.

15. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the structures of the anchoring blocks in the customized di, tri or more block copolymers are so pronounced that they are either linear or (several) Branches and / or grafted blocks may exist and restrictions with regard to possible structures only result from the rule that the mode of operation Anchoring on the respective particles must not be significantly impaired.

16. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the structures of the (optionally) sterically stabilizing main chain blocks in the tailor-made di, tri or more block copolymers is so pronounced that it is either linear or (multiple) branches and / or grafted blocks can be present.

17. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the blocks of the targeting component, which are optionally present in the di, tri or more block copolymers, are arranged so that

(a) a sterically stabilizing effect of the main chain block is not impaired and / or
(b) the coupling to the particles, in particular colloidal, very particularly superparamagnetic and / or ferromagnetic particles, is not impaired by means of the anchoring blocks and / or
(c) the targeting effect, which is based essentially on the fact that the targeting blocks are present in the outer shell of the complexes "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other types of particles / tailor-made di-, tri- and / or more block copolymers") , is not affected.

18. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the structures of the targeting blocks in the tailored di, tri or more block copolymers are so pronounced that they are either linear or (several) Branches and / or grafted blocks may exist and restrictions with regard to possible structures only result from the rule that the mode of operation to Targeting in the sense of the intended application of the resulting particles or their stable or unstable dispersions in polar or non-polar media are not essential may be affected.

19. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or tripolar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that in special cases (optional) sterically stabilizing main chain blocks also for targeting the particles in stable or unstable dispersions are responsible.

20. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the tailor-made di-, tri- and more-block copolymers, which probably contain one or more targeting blocks, the latter, however, do not contain any active substances that can be released (e.g. cleaved) after the targeting has taken place, optionally also contain blocks or the like in the molecular framework in which such active substances are chemically covalently, physically adsorptively or otherwise integrated and the type of incooperation is only limited by that

(I) neither the anchoring of the tailored di, tri or more block copolymers on the respective particles and / or
(II) an intended steric stabilization of the complexes produced "(superparamagnetic and / or ferromagnetic and / or other types of particles / tailored di-, tri- and / or more block copolymers" is not adversely affected and / or
(III) the targeting effect of the corresponding blocks of the tailored, di-, tri- and more-block copolymers themselves must not be adversely affected.

21. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the production of tailor-made di, tri or more block copolymers by means of the variety chemical reactions that are common in the art of general inorganic and organic chemistry, biochemistry, polymer chemistry u. a. more specific areas included are happening.

22. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the preparation of the stable and unstable dispersions of the particles in the case that

(I) the particles, in particular colloidal ones, and especially those made of superparamagnetic and / or ferromagnetic material, and their production in the state of the art of dispersible particles and their production are described and
(II) the intended stabilization is steric and the tailor-made di-, tri- and more-block copolymers are used for the purposes of the present invention for this purpose, according to the methods for producing dispersions of the type used in the prior art for producing stable and unstable dispersions dispersible particles are described.

23. Particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar Dispersion media according to claims 1-11, characterized in that the preparation of the stable and unstable dispersions of the particles in the event that they superparamagnetic and / or ferromagnetic particles with a defined content of superparamagnetic and / or ferromagnetic material and defined crystal structure in contain the superparamagnetic and / or ferromagnetic phase, by means of a special two-step process for the production of stable and unstable dispersions dispersible particles takes place, the first step being the synthesis of the defined, colloidal, superparamagnetic and / or ferromagnetic particles takes place and in the subsequent second manufacturing step the dispersion - and if desired, electrostatic, steric or electrostatic / steric stabilization of the Defined superparamagnetic and / or ferromagnetic particles - im respective dispersion medium is reached.

24. Process for the preparation of stable and / or unstable dispersible dispersions Particles in polar and / or non-polar dispersion media according to claim 23 thereby characterized in that the number of work steps to be carried out for the manufacture the stable and unstable dispersions i.a. is less than four steps and then the stable or unstable dispersions in ready-to-use form.

25. Applications of dispersible particles and their stable and / or unstable dispersions in polar and / or non-polar dispersion media according to claims 1-11, characterized characterized in that the existing properties of the defined particles superparamagnetic and / or ferromagnetic material or more stable or unstable Dispersions containing these particles and / or customized di-, tri- or More block copolymers within the meaning of the present invention contain and / or the two types of substance contained, exploited in technical, biological or medical fields will.

26. Applications of dispersible particles and their stable and / or unstable dispersions in aqueous dispersion media according to claims 1-11 in the medical sector, thereby characterized in that the informative value of diagnostic examinations increases and / or the medicinally active substances by means of stable or unstable dispersions diseased body area (part) are transported.