EA015718B1 - Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение - Google Patents

Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение Download PDF

Info

Publication number
EA015718B1
EA015718B1 EA200870288A EA200870288A EA015718B1 EA 015718 B1 EA015718 B1 EA 015718B1 EA 200870288 A EA200870288 A EA 200870288A EA 200870288 A EA200870288 A EA 200870288A EA 015718 B1 EA015718 B1 EA 015718B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
poly
cells
iron oxide
solution
aqueous solution
Prior art date
Application number
EA200870288A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200870288A1 (ru
Inventor
Даниэль Хорак
Эва Сикова
Михал Бабич
Павла Йенделова
Милан Хайек
Original Assignee
Устав Макромолекуларни Хемие Академие Ведческе Републики, В.В.И
Устав Эспериментални Медицини Академие Ведческе Републики, В.В.И
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Устав Макромолекуларни Хемие Академие Ведческе Републики, В.В.И, Устав Эспериментални Медицини Академие Ведческе Републики, В.В.И filed Critical Устав Макромолекуларни Хемие Академие Ведческе Републики, В.В.И
Publication of EA200870288A1 publication Critical patent/EA200870288A1/ru
Publication of EA015718B1 publication Critical patent/EA015718B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22Compounds of iron
    • C09C1/24Oxides of iron
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1836Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a carboxylic acid having less than 8 carbon atoms in the main chain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1845Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a carbohydrate (monosaccharides, discacharides)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1854Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. poly(meth)acrylate, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylalcohol
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1863Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or derivative thereof, e.g. chitosan, chitin, cellulose, pectin, starch
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1866Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid
    • A61K49/1872Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid coated or functionalised with a polyamino acid, e.g. polylysine, polyglutamic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1896Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes not provided for elsewhere, e.g. cells, viruses, ghosts, red blood cells, virus capsides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/02Oxides; Hydroxides
    • C01G49/06Ferric oxide [Fe2O3]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/02Oxides; Hydroxides
    • C01G49/08Ferroso-ferric oxide [Fe3O4]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/42Magnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Для маркирования клеток предлагается использовать образцы суперпарамагнитных наночастиц с узким диапазоном размеров, приготовленные преосаждением коллоидного Fe(OH)путем обработки водного раствора соли Fe(III) с небольшим содержанием NHOH, к которому добавляют раствор соли Fe(II), и к смеси приливают избыток NHOH. После выдержки, магнитной сепарации и промывки к смеси добавляют цитрат натрия и затем водный раствор гипохлорита натрия до образования коллоидного маггемита, к которому добавляют водный раствор модифицирующего агента. Модифицирующий агент включает моно-, ди- или полисахариды из группы, состоящей из D-арабинозы, D-глюкозы, D-галактозы, D-маннозы, лактозы, мальтозы, декстранов и декстринов, или аминокислоты, или полиаминокислоты из группы, образованной аланином, глицином, глутамином, аспарагином, гистидином, аргинином, L-лизином, аспарагиновой или глутаминовой кислотой. Полимеры производных (мет)акриловой кислоты выбраны из группы, включающей поли(N,N-диметилакриламид), поли(N,N-диметилметакриламид), поли(N,N-диэтилакриламид), поли(N,N-диэтилметакриламид), поли(N-изопропилакриламид), поли(N-изопропилметакриламид).

Description

Область техники
Изобретение относится к образцам суперпарамагнитных наночастиц на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способу их получения и применению.
Уровень техники
За последние годы развитие медицинских методов диагностики направлено все больше и больше на раннее диагностирование зачастую очень серьезных заболеваний. Частью новых методик является мечение клеток или клеточное изображение с использованием магнитного резонанса. Магнитно-резонансная интроскопия (МРИ) позволила увидеть внутренние органы людей и, следовательно, является огромным усовершенствованием не только в диагностике, но и в терапии и хирургии. Медицинская диагностика требует использования наноразмерных частиц. МРИ использует тот факт, что магнитные наночастицы создают магнитное поле и воздействуют на окружающую среду (8йшка1 М., Еиис!юиа1 тадиейс рагйс1ех Гог те'юа1 аррйеайои, 1. Вюхск Вюеид. 94, 606-613, 2002). Диапазон размеров частиц может быть разделен в зависимости от применения на большие (диаметр >50 нм) и маленькие (диаметр <50 нм) частицы. МР диагностики печени и селезенки представляют основную область их применения, так как частицы данного размера легко и практически полностью поглощаются макрофагами этих органов (Кгеххе М., РГеГГегег И., Бацасхеск В., ЕР 516252 А2; Оготаи Е.У., 1охерйхои Ь., И.8. Ра1. 4770183). Частицы также нашли применения в клинической гипертермии (Нахеда^а М., Цадае Н., Йо Υ., М|/и1аш А., Нйохе К., Ойда1 М., Υатаχй^!а Υ., Тоха\уа Ν., Υатаάа К., Кйо К., Нокикоки 8., ХУО 92/22586 А1; Оог'ои В.Т., И.8. Ра1. 4731239).
Для мечения клеток ключевое значение имеет приготовление монокристаллических наночастиц оксида железа, диспергируемых в воде, которые также являются биосовместимыми, суперпарамагнитными, поверхностно-активными и которые при этом полностью поглощаются клетками.
В настоящее время суперпарамагнитные оксиды железа (без магнитной памяти) являются классом материалов с сильнейшей четкостью при МР (8!агк Ό.Ό., \Уе1хх1е'ег В., Ей/ои'о О., Найи Р.Е., 8а1ш 8., То Б.Е., ^й!еиЬегд 1., Ееггисс1 1.Т., 8иреграгатадиейс йои ох1'е: сйшса1 аррйсайои ах а сои!гах! адеи! Гог МВ 1тадтд оГ !йе йуег, Ва'ю1оду 168, 297-301, 1988), следовательно, в низких концентрациях они особенно удобны для тканеспецифических применений. То есть существует критический размер, ниже которого частицы могут иметь только один магнитный домен даже в нулевом магнитном поле. Условием для суперпарамагнетизма является КУ~кТ, где КУ - это энергия анизотропии (К - константа анизотропии, V - объем частицы) и кТ - это тепловая энергия движения (к - константа Больцмана, Т - абсолютная температура). Если данное условие выполнено, намагничивание частицы может быть вызвано тепловой энергией кТ при условии, что она превышает потенциальный барьер анизотропной энергии. Критический размер суперпарамагнитных частиц магнетита равен приблизительно 25 нм. Суперпарамагнитные оксиды железа позволили увеличить тканевый контраст путем увеличения скорости релаксации воды. Варьируя размер, покрытие, толщину, поверхностные химические реакции и нацеливая лиганды, образцы наночастицы могут быть нацелены на специфичные органы и клетки или даже могут стать ш у|уо молекулярными маркерами для различных заболеваний. Однако размер кристаллического центра оксидов железа, которые придают специфичный характер материалам, является проблемой, потому что он проявляет существенное воздействие на биологическое поведение. Маленький размер частиц улучшает их точное нацеливание, но эффективность материала уменьшается из-за взаимозависимости размера частицы и магнитного момента. Вследствие этого, необходимо найти компромисс между хорошим эффектом контрастирования материала и точной поражаемостью (Кгеххе М., РГеГГегег И., Бацасхеск В., ^адиег
8., ЕЬег! V., Е1х!е V., 8етт1ег V., Таирйг М., Оа1'а 1., Неггтаии А., ЕЬег! М., 8\\егхк| и., и.8. Ра!. Арр1. 2003, 0185757). Как правило, железосодержащий центр должен быть большим, насколько это возможно, чтобы получить высокий эффект отображения (контрастность), но общий диаметр должен быть маленьким.
Примеры МРИ контрастных агентов включают инъецируемые ядра, радионуклиды, диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные, суперпарамагнитные материалы, контрастные материалы, включающие ионы железа (например, оксид железа, ионы железа(111), цитрат аммония железа(111)), агенты гадолиния (например, диэтилентриаминопентаацетат гадолиния) и марганцевые парамагнитные материалы. Типичными МРИ контрастными агентами являются, например, Мадиеу1х!® и Вехоуй® (оба от 8сйегшд), Отшхсаи®, Еей'ех® и СотЫ'ех® (все три от А'уаисе' Мадиейсх), Еи'огет® и 8шегет® (от ОиегЬе!) и С1аг1хсаи® (от Цусоше'). Был описан ряд способов получения кристаллов, содержащих железо (оксиды железа), с парамагнитными свойствами. Они могут быть классифицированы в соответствии с различными аспектами. Два основных способа производства суперпарамагнитных кристаллов основаны на спекании при высоких температурах и последующем механическом измельчении или на химическом синтезе в водном растворе. Для применений в медицине эффективные частицы были произведены по способам синтеза в жидкой среде; в противоположность, спекание желательно для производства железных оксидов для технологических (аудио/видеомедиа, пигменты для красителей, тонеры) и биотехнологических применений, таких как магнитные разделения (8сйох!ек 8., Веег А., ЭЕ 3729697 А1; ВогеШ Ν.Ε., Ьи'егег А.А., Раи/алпо Ι.Ν., и.8. Ра!. 4323056; Охати I., Такехй Н., ТохЫЫго М., Коир Ν., 1Р 60260463 А2). Син
- 1 015718 тез с использованием жидких реактивов может быть разделен на двухступенчатый синтез, в котором сначала приготавливают содержащие оксид железа зародыши путем увеличения рН, к которым затем добавляют стабилизатор, обеспечивающий физические и другие требуемые свойства (Кгекке М., Р!е!!егег Ό., йанасхеск К., Уадпег 8., ЕЬей У., Е1кГе V., 8ешш1ег У., Таирйх М. Са1'а 1., Неггтапп А., ЕЬей М., 8н1'егкк1 и., и.8. РаГ. Арр1. 2003, 0185757). В одноступенчатом синтезе оксиды железа приготавливают осаждением солей железа в присутствии стабилизатора, который покрывает зародыши во время нуклеации и таким образом препятствует агрегации и седиментации нанокристалов. Кроме классификации на двухступенчатый и одноступенчатый существует другое разделение в соответствии с видом использованного растворителя на методы, использующие воду (Накедана М., Нокикоки 8., и.8. Ра1. 4101435; Еир КеЬю К.К., 1Р 59195161) или органические растворители (РогаГй 1., МаГк Ь., ЕР 179039 А2; Аоуата
8., КгкЫтоЮ М., МапаЬе Т., 1пГегасйоп ЬеГнееп ро1утегк ап' тадпейс рагйс1ек - е!!есГ оп ГНе ргорегйек о! рагйси1аГе тадпе'с гесог'шд те'1а, 1. Ма1ег. СНет. 2, 277-280, 1992; Ыопо Н., 8а1иго О., 1Р 05026879 А2). Сырой продукт должен быть тщательно очищен и избыток смесей и примесей, таким образом, удален. Предпочтительным методом является термическая стерилизация. Используемые в настоящее время оксиды железа характеризуют полидисперсностью частиц, выраженной коэффициентом полидисперсности, ПДК>1,3 (ПДК=Пнп, где Όη=ΣΌ1/Ν и ΌΗ=ΣΌ1 4/ΣΌ13, где N - число частиц, Ό1 - диаметр отдельной частицы). Полидисперсные частицы имеют разные физические и химические свойства по сравнению с монодисперсными частицами, свойства которых, включая магнитные, одинаковые. Недостатком классических магнитных частиц также является то, что они меняют свои свойства на воздухе. Их химическая неустойчивость вызывает неконтролируемое окисление кислородом воздуха, магнитная чувствительность уменьшается, коллоид теряет стабильность, и наночастицы соединяются, что неприемлемо для применений в медицине. Таким образом, лучше использовать свежеполученные частицы магнетита немедленно после синтеза, чтобы контролировать окисление до маггемита (у-Ее2О3), который устойчив в воздухе и не изменяет своих свойств.
Как правило, поверхность магнитных частиц для обеспечения визуализации при использовании в медицине покрыта полимерами.
Практически все наночастицы, обычно используемые в медицине в настоящее время, являются оксидами железа, полученными в присутствии полисахаридного декстрана в качестве стабилизатора (Васю С., Мектап М.К., ВеппеГГ Н.Е., Мадш КЬ., 8с11\уагх Н.М., Мо'и1айоп о! наГег ргоГоп ге1ахайоп гаГек Ьу Нрокотек сопГашшд рагатадпейс та1епа1к. Мадп. Кекоп. Ме'. 6, 445-58, 1988; ОйдикЫ М., №дауата К., Уа'а А., ИехКап-тадпеШе: а пен ге1ахайоп адепГ ап' Пк аррйсайоп 1о Т2 теакигетейк ш де1 кук1етк, 1. Мадп. Кекоп. 29, 599-601, 1978; Ропйдпеп Ό., Ье 1еипе 1.1., Рег'г1ко( К., Егт1ак А., 1а11еГ Р., 1гоп ох1'е папорайю1ек Гог ике ак ап МК1 сопГгакГ адепГ: рйагтасокше'ск ап' те!аЬо11кт, Мадп. Кекоп. 1тадшд 9, 275-283, 1991; Ееггиса 1.Т., 8Гагк Ό.Ό., 1гоп ох1'е-епйапсе' МК тадшд о! ГНе Йуег ап' кр1ееп: ге\зен о! !Не йгкГ 5 уеагк, Ат. 1. КоепГдепо1. 155, 943-950, 1990). Синтез таких частиц обычно проводят по методу Молдея (Мо1'ау К.8., МасКеп/1е Ό., 1тшипокрес1йс Гегготадпейс иоп-'ехйап адепГк Гог ГНе 1аЬе1шд ап' тадпе'с керагайоп о! се11к, 1. 1шшипо1. МеГНо'к 52, 353-367, 1982), требующему трудоемкие и дорогие методы очистки. Декстран, однако, химически неустойчив, например, он деполяризуется в кислотной среде, и другие различные реакции могут привести к его полному разложению в щелочной среде. Более того, клетки плохо поглощают покрытые декстраном наночастицы, что не способствует безупречному МР мониторингу клеток, возможно, из-за относительно слабого эндоцитоза. Кроме декстрана описано использование других полисахаридов, таких как арабиногалактан (1окерйкоп Ь., Сготап Е.У, Мепх Е., йен' 1.М., Вепде1е Н., А Дтс'опаНхе' киреграгатадпейс поп ох1'е со11о1' ак а гесерГог 'песГе' МК сопГгакГ адепГ, Мадп. Кекоп. 1тадшд 8, 637-646, 1990), крахмал (ЕайМс А.К., Ной/ Е., 8сНго'ег и., К1ауепекк
1., Мадпейс кГагсй тюгокрйегек, Ью'1кГйЬийоп ап' Ыо1гапк!огта11оп. А пен огдап-кресШс сопйакГ адепГ !ог тадпейс гекопапсе ГтадГпд, 1пуекГ. Ка'ю1. 25, 793-797, 1990), глюкосаминоглюканы (Кгекке М., XV ад пег
8., Р!е!!егег Ό., йанасхеск К., Е1к!е V., 8етт1ег У., Тагдейпд о! и1йакта11 киреграгатадпейс поп ох1'е (И8РЮ) рагйс1ек Го Гитог се11к ш у1уо Ьу икшд йапк!етпд гесерГог раГйнаук, Мадп. Кекоп. Ме'. 40, 236242, 1998) или белки (У1''ег Ό.Ι., Сге1! У.Й., У1''ег К.1., Е'е1тап К.К., Вга'у Т.1., МадпейГе а1Ьитш ппсгокрйегек: а пен МК сопГгакГ та1епаГ Ат. 1. КоепГдепо1. 148, 399-404,1987), такие как альбумин, или синтетические полимеры, такие как полиметакрилаты и полисиланы. Также описаны трансфекционные агенты, включающие также поли(аминокислоту)ы, (полиаланины, поли(Ь-аргинин)ы), ДНК лососиной икры, поли(Ь-орнитин)ы), дендримеры, полинуклеотиды (Егапс 1.А., Ви1Ге 1.У.М., РаГ. УО 02100269 А1), полиглютамат, полиимины (νηπ 2Цк Р., Со!!епеу Ν., Ииуп 1.Н., Ви1Ге 1.У.М., РаГ. УО 3049604 А3).
Полимерное покрытие существенно увеличивает размер частицы, что может влиять на их проникновение и скорость их метаболического удаления в теле. Недавно были описаны дисперсии непокрытых суперпарамагнитных наночастиц (непокрытых полимером) для МР представления (СНепд Ε.-Υ., 8и С.-Н., Υπί'ΐβ Υ.-8., Υей С.-к., Тка1 с.-Ь., Уи М.-Т., 8Ыей Ό.-В., СйагасГей/айоп о! адпеопк Фкрегкюпк о! Ее3О4 папорагйс1ек ап' Гйеп Ыоте'|са1 аррйсайопк, Вюта1епа1к 26, 729-738, 2005). Они были получены в воде и стабилизированы, например, мономером цитрата (Таирйх М., 8сНпогг 1., Уадпег 8.А., АЬгащщс С., Рйдптт Н., Кгуе1'х Ό., 8сЫпс Т., Напке1 1., ЬаиЬ С., Нитодеп Н., Натт В., Согопагу МК апдюдгарйу: ех
- 2 015718 рептеп!а1 гези1!з \νίΐΗ а топотег-з1аЬЙ1хеб Ь1ооб ροοί соп!газ! тебшт, Вабю1оду 222, 120-126, 2002) или гидроксидом тетраметиламмония СЬепд Р.-Υ., 8и С.-Н., Υηπβ Υ.-8., ΥеЬ С.-з., Тза1 с.-Ь., \¥и М.-Т., 8ЫеЬ Ό.-Β., С’НагасЮпхаЬоп оГ адиеоиз б1зрегзюпз оГ Ре3О4 папорагйс1ез апб (Ней Ыотеб1са1 аррйсайопз, Вюта!епа1з 26, 729-738, 2005). Как утверждают, наночастицы привнесли некоторые преимущества сверх тех, что требует присоединение полимера, чтобы быть защищенными от агрегации.
Стволовые клетки проявляют способность видоизменяться в любые специализированные клетки организма и поэтому они находятся в центре внимания человеческой медицины, индивидуальной регенеративной медицины и клеточной терапии, где может быть допущено их использование.
(Рагк Н.С., 8Ытз Υ.8., На Υ., Υοοη 8.Н., Рагк 8.В., СЬо1 В.Н., Рагк Н.8., Тгеа1теп1 оГ сотр1е!е зрша1 согб щ)шу ра!1еп!з Ьу аи!о1одоиз Ьопе тагготе се11 !гапзр1ап!а!1оп апб абт1шз!га!юп оГ дгапи1осу!етасгорЬаде со1опу з!1ти1а!1пд Гас!ог, Т1ззие Епд. 11, 913-922, 2005; Акуата Υ., Ваб1ке С., Ноптои О., Косз1з Ι.Ό., Ветуе1та!юп оГ !Ье зрша1 согб Го11о\\зпд т!гауепоиз бейуегу оГ Ьопе тагготе се11з, Ска 39, 229236, 2002; Акуата Υ., Ваб!ке С., Косз1з Ι.Ό., ВетуеИпабоп оГ !Ье га! зрта1 согб Ьу !гапзр1ап!а!юп оГ 1беп!1йеб Ьопе тагготе з!гота1 се11з, 1. №игозс1 22, 6623-6630, 2002; НоГз!е!!ег С.Р., 8сЬ\\'агх Е.1., Незз Ό., ^1бепГа1к 1., Е1 Машга А., Ргоскор Ι.Ό., О1зоп Ь., Магготе з!гота1 се11з Ггот дшбшд з!гапбз ш !Ье тщгеб зрша1 согб апб ргото!е гесоуегу, Ргос. Иа!1. Асаб. 8ск И8А 96, 2199-2204, 2002; СЬеп 1., Ь1 Υ., Ка!акотезк1 М., СЬеп X., \Уапд Ь., Ьи Ό., 1п!гауепоиз абт1шз!га!юп оГ Ьитап Ьопе тагготе з!гота1 се11з шбисез апдюдепез1з ш !Ье 1зсЬет1с Ьоипбагу хоне айег з!гоке ш га!з, Сйс. Вез 92, 692, 2003; СЬеп 1., Ζΐκιοβ ΖΌ., Ь1 Υ., \Уапд Ь., Хи Υ.Χ., Саи!ат 8.С., 1п!гааг!епа1 абт1шз!га!юп оГ тагготе з!гота1 се11з т а га! тобе1 оГ !гаита!1с Ьгат Щ)игу, 1. ИеигозсгВез. 73, 778-786, 2003; СЬорр М., Ь1 Υ., Тгеа!теп! оГ пеига1 тд|игу тейЬ тагготе з!гота1 се11з, Ьапсе! №иго1. 1, 92-100, 2002; СЬорр М., Ζΐκιοβ Х.Н., Ь1 Υ., \Уапд Ь., СЬеп 1., Ьи Ό., 8рша1 согб 1И)шу т га!: !геа!теп! тейЬ Ьопе тагготе з!гота1 се11 !гапзр1ап!а!юп, Иеигогерог! 11, 3001-3-5, 2000; Ватоп-Сие!о А., Р1ап! С.^., Дуба 1., Випде М.В., Еопд-б1з!апсе ахопа1 гедепега!юп ш !Ье !гапзес!еб аби1! га! зрта1 согб 1з ргото!еб Ьу о1Гас!огу епзЬеа!Ыпд дПа !гапзр1ап!з, 1. Иеигозсг 18, 3803-3815, 1998; 8укоуа Е., игбх1кога Ь., 1епбе1оуа Р., Випап М., С1одагоуа К., На)ек М., Вопе тагготе се11з - а !оо1 Гог зрша1 согб Щ)шу !ера1г, Ехр. №иго1. 193, 261-262, 2005).
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения являются образцы модифицированных суперпарамагнитных наночастиц на основе оксидов железа для диагностического и терапевтического применений. Образцы суперпарамагнитных наночастиц на основе оксидов железа, в основном магнетит или маггемит с модифицированной поверхностью, образованы коллоидом, включающим частицы, размер которых меняется от 0,5 до 30 нм, преимущественно 1-10 нм, и их коэффициент полидисперсности меньше 1,3. Их поверхность покрыта моно-, ди- или полисахаридами, аминокислотами или поли(аминокислотой)ами или синтетическими полимерами на основе (мет)акриловой кислоты и их производными. Сахариды выбраны из группы, образованной Ό-арабинозой, Ό-глюкозой, Ό-галактозой, Ό-маннозой, лактозой, мальтозой, декстранами, декстринами. Аминокислота или поли(аминокислота) выбраны из группы, образованной аланином, глицином, глутамином, аспарагином, гистидином, аргинином, Ь-лизином, аспарагиновой или глутаминовой кислотой. Полимеры производных (мет)акриловой кислоты выбраны из группы, включающей поли(К,Идиметилакриламид), поли(К,И-диметилметакриламид), поли(Х,Х-диэтилакриламид), поли(Х,И-диэтилметакриламид), поли(И-изопропилакриламид), поли(И-изопропилметакриламид).
Поверхностный слой модифицирующего вещества составляет 0,1-30 мас.%, преимущественно 10 мас.%, оксид железа составляет 70-99,9 мас.%, преимущественно 90 мас.%. Вещества на поверхности частиц способствуют их проникновению в клетки.
Согласно изобретению образцы суперпарамагнитных наночастиц получают преосаждением коллоидного Ре(ОН)3 путем обработки водного 0,1-0,2М раствора соли Ре(Ш), преимущественно РеС13, с содержанием ИН4ОН меньше эквимолярного, при 21°С, под 2-минутным ультразвуком при 350 Вт. К гидрооксиду добавляют 0,1-0,2М раствор соли Ее(П), преимущественно РеС12, с мольным соотношением Ре(111)/Ре(11)=2 под 2-минутным ультразвуком, и смесь приливают от 5- до 10-кратного, преимущественно 8-кратный молярный избыток 0,5М ИН4ОН. Смесь выдерживают 0-30 мин, преимущественно 15 мин и затем осадок многократно, преимущественно 7-10 раз, магнитно отделяют и промывают деионизированной водой с сопротивлением 18 МОхсм-1. В отличие от настоящего уровня техники 1-3-кратное количество, преимущественно 1,5-кратное количество относительно количества магнетита добавляют 0,1М водного раствора цитрата натрия и затем по каплям 1-3-кратное количество, преимущественно 1,5кратное количество относительно количества магнетита 0,7М водного раствора гипохлорита натрия. Осадок многократно, преимущественно 7-10 раз, промывают деионизированной водой с сопротивлением 18 МОхсм-1 при образовании коллоидного маггемита, к которому после разбавления добавляют по каплям, возможно под 5-минутным ультразвуком, водный раствор модифицирующего агента в весовом соотношении модифицирующий агент/оксид железа 0,1-10, преимущественно 0,2 для аминокислот и поли(аминокислот)ы и 5 для сахаридов.
Приготовленные таким образом наночастицы достигают размера примерно 10 нм согласно трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) с относительно узким размером распределения, характе
- 3 015718 ризуемым ПДК<1,3 (фиг. 1). Коллоидная устойчивость частиц в воде является следствием присутствия зарядов, возникающих от Ее(Ш), и цитрата ионов.
Существенная особенность приготовления образцов суперпарамагнитных наночастиц с модифицированной поверхностью согласно изобретению заключается в том, что за осаждением следует медленное добавление раствора модифицирующего агента. Модифицирующий агент при этом неспецифично адсорбируется на поверхности оксида железа. Взаимодействие является результатом водородных связей между полярными ОН группами модифицирующего агента и гидроксилированными и протонированными участками на поверхности оксида или взаимодействия заряда агента с цитратом, комплексно связанного на поверхности оксида железа. Частицы, покрытые модифицирующим агентом, не агрегируют, как было подтверждено ТЭМ микрофотографиями, в соответствии с которыми размер поверхностномодифицированных частиц был таким же, как и размер исходных частиц оксида железа.
Альтернативный способ, который делает возможным при его применении, в отличие от текущего состояния, обеспечение очень малых, приблизительно 2 нм, образцов суперпарамагнитных наночастиц с модифицированной поверхностью и с очень узким распределением размеров ПДК<1,1, заключается в осаждении оксида железа ίη δίΐιι в растворе модифицирующего агента. Метод приготовления состоит в том, что 1 объемную долю 10-60 мас.%, преимущественно 50 мас.%, водного раствора сахарида или полисахарида смешивают с 1 объемной долей водного раствора Ре(П) и Ре(Ш) соли, преимущественно РеС12 и РеС13, где мольное соотношение Ре(111)/Ре(11)=2, при 21°С, 5-15%, преимущественно 7,5%, раствор ΝΗ4ΟΗ добавляют до тех пор, пока не будет достигнут рН 12, и смесь нагревают при 60°С в течение 15 мин. Затем смесь подвергают действию ультразвука при 350 Вт в течение 5 мин и затем промывают в течение 24 ч при помощи диализа в воде, используя мембраны с номинально отсекаемой молекулярной массой 14000, пока не достигнут рН 7. Объем раствора уменьшают выпариванием, таким образом, содержание конечного сухого материала 50-100 мг, преимущественно 80 мг, на 1 мл.
Наночастицы модифицированы агентом на основе поли(аминокислот)ы, как полиаланин, полиглицин, полиглутамин, полиаспарагин, полиаргинин, полигистидин или полилизин, аспарагиновой или глутаминовой кислот, моносахаридов (например, арабиноза, глюкоза, манноза, галактоза), дисахаридов (например, лактоза, мальтоза) и полисахаридов, включающих крахмал, декстраны и декстрины, и полимеры производных (мет)акриловой кислоты (например, поли(^№диметилакриламид), поли(^№диметилметакриламид), поли(^№диэтилакриламид), поли(^№диэтилметакриламид), поли(№изопропилакриламид), поли(№изопропилметакриламид)).
Образцы суперпарамагнитных наночастиц с модифицированной поверхностью согласно изобретению созданы для маркирования живых клеток, в частности стволовых клеток. Метод может найти широкое применение в мониторинге клеток, пригодных для клеточной терапии, включая эмбриональные стволовые клетки, зародышевые стволовые клетки, стволовые клетки взрослого человека (например, стволовые клетки костного мозга, обонятельные глиальные клетки, клетки жировой ткани). После введения клеток их судьба может быть проконтролирована в теле реципиента нонинвазивным методом, магнитным резонансом.
Было обнаружено экспериментально, что способность нацеливания образцов суперпарамагнитных наночастиц согласно изобретению в клетки значительно лучше, чем с частицами оксида железа в соответствии с использовавшимися прежде методами. Поглощение наночастиц оксида железа, модифицированных поли(аминокислотой), клетками сделалось возможным благодаря их взаимодействию с отрицательно заряженной поверхностью клетки и последующей эндосомолитической абсорбции. Таким путем наночастицы переносятся в эндосомы, сливаются с лизосомами при одновременном разрушении везикулярных мембран. Иной механизм транспорта образцов наночастиц в клетки может заключаться в наличии переносчика маннозы, который находится на поверхности многих видов клеток млекопитающего. В сравнении с Епйогеш® (0,11 мг Ее3О4 на 1 мл среды), относительно низкие концентрации наночастиц оксида железа, модифицированных в соответствии с изобретением, были достаточны для полного маркирования клеток. Дополнительным преимуществом является то, что организм пациента относительно менее перегружается примененными частицами, чем требуется при применении коммерчески доступных на данный момент веществ.
Изобретение обеспечивает средство для мониторинга истории, судьбы и дифференциации клеток, трансплантированных в организм, включая их миграцию ίη νίνο. В соответствии с изобретением образцы наночастиц пригодны для определения диагнозов патологий, связанных с клеточной дисфункцией. Вопервых, стволовые клетки пациента маркируют ех νίνο. В клеточном маркировании, 5-20 мкл, преимущественно 10 мкл, коллоида, содержащего 0,05-45 мг оксида железа на 1 мл, преимущественно 1-5 мг оксида железа на 1 мл среды, добавляют к готовой питательной среде и клетки культивируют в течение 1-7 дней, преимущественно 1-3 дня, при 37°С и 5% СО2. Во время культирования клетки захватывают методом фагоцитоза наночастицы из среды в цитоплазму. Маркированные таким образом клетки вводят в организм пациента, при этом применение магнитного поля позволяет отслеживать движение, локализацию и продолжительность существования экзогенных клеток путем МРИ представления и таким образом выявлять патологии, связанные с клеточными дисфункциями.
- 4 015718
Описание чертежей
Фиг. 1 - ТЭМ микрофотография исходных (непокрытых) суперпарамагнитных наночастиц оксида железа;
фиг. 2 - микроскопическое наблюдение стволовых клеток костного мозга, маркированных (а) Еп6огеет® (контрольный эксперимент, концентрация 0,11 мг Ее3О4/мл), (Ь) исходные (непокрытые) суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, (с) суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, модифицированные Ό-маннозой согласно одностадийному методу (концентрация 0.022 мг оксида железа/мл), (6) суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, модифицированные Ό-маннозой согласно двустадийному методу (концентрация 0,022 мг оксида железа/мл), и (е) суперпарамагнитные частицы оксида железа, модифицированные поли(Ь-лизином) (концентрация 0,022 мг оксида железа/мл). Масштаб (а-6) 100 мкм, (е) 50 мкм;
фиг. 3 - ТЭМ микрофотографии, маркированные суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными (а) Ό-маннозой и (Ь) поли(Ь-лизином);
фиг. 4 - А: желатиновые фантомы, содержащие (а) 100000, (Ь) 200000, (с) 400000, (6) 600000, (е) 800000, (1) 1000000 и (д) 2000000 клеток, маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными поли(Ь-лизином), и контроли с (к) 100000, (1) 600000 (|) 2000000 немаркированными клетками;
В: желатиновые фантомы, содержащие (а, Ь) 100000 клеток, маркированных суперпарамагнитными частицами оксида железа, модифицированными поли(Ь-лизином), и (с, 6) немаркированные клетки в 0,5 мл. Развёртки (а, с) были получены в стандартной турбоспиновой эхочастоте, (Ь, 6) при градиентной эхочастоте. Даже хотя градиентная эхочастота дала худшее соотношение сигнал/шум, наибольшая чувствительность наночастиц оксида железа, модифицированных поли(Ь-лизином), заметно увеличила соотношение сигнал/шум;
С: полушария крысы с (а) 90000 введёнными немаркированными клетками и (Ь) 22000, (с) 45000 и (6) 90000 клетками, маркированными суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными поли(Ь-лизином). МР изображения снимали в течение 3 дней после имплантации.
Примеры
Пример 1. Приготовление исходных (непокрытых) суперпарамагнитных наночастиц оксида железа.
мл водного 0,2М ЕеС13 смешали с 12 мл водного 0,5М ΝΗ4ΟΗ под ультразвуком (Аппарат δοηίсаЮг ЭД-385; Неа1 8у51ет5-иИга5ОШС5, 1пс., Еагтшд6а1е, ΝΥ, И8А) при лабораторной температуре в течение 2 мин. Затем 6 мл водного 0,2М ЕеС12 прибавили под ультразвуком и смесь влили в 36 мл водного 0,5М ΝΗ4ΟΗ. Полученный осадок магнетита оставили на окисление в течение 15 мин, магнитно отделили и многократно (7-10 раз) промыли деионизированной водой с сопротивлением 18 МОхсм-1, чтобы удалить все остаточные примеси (включая ΝΗ4ΟΗ). Затем 1,5 мл водного 0,1М цитрата натрия добавили под ультразвуком и окислили магнетит путем медленного прибавления 1 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия. Вышеприведенная процедура многократного промывания обеспечила исходный первичный коллоид.
Для определения размера наночастицы использовали динамическое рассеяние света (ДРС), которое представило средний гидродинамический диаметр частиц в размере 90±3 нм, предполагая узкое распределение по размерам. Из ТЭМ микрофотографии, фиг. 1, следует, что Όη=6,5 и ПДК=1,26. ПДК - это коэффициент полидисперсности, характеризующий ширины распределения размера, ПДК=О,,,./Оп. где Ό, и Όη - это массово- и численно-средний диаметр частицы.
Пример 2. Обработка суперпарамагнитных наночастиц оксида железа поли(аминокислотой)ами двуступенчатый синтез.
К 10 мл исходного коллоидного раствора, содержащего наночастицы оксида железа, приготовленного по примеру 1 и разбавленного до концентрации 2,2 мг оксид железа/мл, добавили по каплям при перемешивании 0,01-2 мл (как правило, 0,2 мл) водного раствора поли(аминокислоты) с концентрацией 0,5-10 мг/мл (как правило, 1 мг/мл) и смесь подвергли действию ультразвука в течение 5 мин.
Поли(аминокислотой) может быть полиаланин, полиглицин, полиглутамин, полиаспарагин, полиаргинин, полигистидин или поли(Ъ-лизин), аспарагиновая и глутаминовая кислота.
Пример 3. Обработка суперпарамагнитных наночастиц оксида железа сахаридами - двуступенчатый синтез.
Различные объемы (0,1-5 мл) 4 мас.% водного раствора сахарида добавляли по каплям при перемешивании к 10 мл исходного коллоидного раствора, содержащего наночастицы оксида железа, приготовленного по примеру 1 и разбавленного до концентрации 2,2 мг оксид железа/мл, и смесь подвергли действию ультразвука в течение 5 мин. Затем частицы многократно промыли.
Сахаридом может быть Ό-арабиноза, Ό-глюкоза, Ό-галактоза, Ό-манноза, лактоза, мальтоза, декстраны, декстрины.
Пример 4. Обработка суперпарамагнитных наночастиц оксида железа производными (мет)акриловой кислоты - двуступенчатый синтез.
К 0,003-0,07 мас.% (как правило, 0,03 мас.%) раствору 4,4'-азобис(4-цианопентановой кислоты)
- 5 015718 прибавили соответствующее количество коллоида, содержащего 0,1-2 г (как правило, 0,5 г) частиц, приготовленного по примеру 1, таким образом, что общий объем смеси составил 30 мл. К раствору добавили 0,1-2 г (как правило, 1 г) производного (мет)акриловой кислоты, раствор барботировали азотом в течение 10 мин и грели при 70°С 8 ч при перемешивании (400 об/мин). Полученный продукт многократно (3-5 раз) магнитно отделили или центрифугировали (14000 об/мин), промыли водой или изотоническим 0,15М хлоридом натрия и подвергли действию ультразвука до образования коллоидального раствора.
Производным (мет)акриловой кислоты может быть поли(М,М-диметилакриламид), поли(Ы,Мдиметилметакриламид), поли(М,М-диэтилакриламид), поли(М,М-диэтилметакриламид), поли(Ы-изопропилакриламид), поли(Ы-изопропилметакриламид).
Пример 5. Осаждение ίη 8Йи суперпарамагнитных наночастиц оксида железа в растворе сахарида.
мл 50 мас.% водного раствора сахарида смешали при перемешивании с 10 мл водного раствора, содержащего 1,51 г ЕеС13хбН2О и 0,64 г ЕеС12х4Н2О. 15 мл 7,5% водного ΝΗ4ΟΗ медленно прибавили, пока не достигли рН 12, и смесь нагрели при 60°С в течение 15 мин. Большие агрегаты были разбиты ультразвуком (8ошса1ог \У-385; Неа! Буйетк-иИгакошсй 1пс., Багшшдба1е, ΝΥ, И8Л) в течение 5 мин. Для того чтобы удалить водорастворимые соли и избыток сахарида, частицы промыли водным диализом на мембране Вискинга (номинально отсекаемая молекулярная масса 14000, Саг1 Ко1й СшЬН. Сегшапу) в течение 24 ч при комнатной температуре (воду меняли 5 раз, каждый раз 2 л), пока не достигли рН 7. Объем уменьшили выпариванием: сухой материал 80 мг оксида железа на 1 мл коллоида.
Сахаридом может быть Ό-арабиноза, Ό-глюкоза, Ό-галактоза, Ό-манноза, лактоза, мальтоза, декстран, декстрины.
Пример 6. Оптическая микроскопия маркированных клеток.
Стволовые клетки костного мозга (МСК) крыс, маркированные как исходными непокрытыми, так и поверхностно-модифицированными суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, наблюдали в оптический микроскоп. Клетки, маркированные Епбогеш® (0,11 мг Ее3О4/мл), выполняли функцию сравнения (фиг. 2а). Недостатком Епбогеш® являлась его склонность прилипать к клеточной поверхности, более того, он налипал также на дно сосуда.
Клетки во взаимодействии с исходными (непокрытыми) наночастицами, приготовленными в соответствии с примером 1, размножились и приблизительно одна из каждых десяти клеток эндоцитировала наночастицы оксида железа с оксида железа (фиг. 2Ь).
Клетки во взаимодействии с исходными (непокрытыми) наночастицами, модифицированными Όманнозой по одностадийному методу (приготовленными осаждением ίη-κίΐυ в концентрированном растворе Ό-маннозы в соответствии с примером 4), хорошо пролиферировали уже при концентрации 0,02 мг оксида железа/мл, без образования агрегатов частиц, прилипающих к клеточной поверхности (фиг. 2с).
Из наблюдения клеток во взаимодействии с суперпарамагнитными наночастицами, модифицированными Ό-маннозой по двустадийному методу (после синтеза), в соответствии с примером 3, оптимальная концентрация Ό-маннозы, добавленная к коллоиду, была определена в размере 12,8 мг Όманнозы на 1 мл коллоида, что обеспечивает маркирование примерно 50% популяции клеток (фиг. 26).
Максимальное маркирование клеток (около 100%) было достигнуто с наночастицами, модифицированными поли(Ъ-лизином) (0,02 мг поли(Ь-лизина) на 1 мл коллоида (фиг. 2е)).
Пример 7. Трансмиссионная электронная микроскопия клеток, маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа.
Трансмиссионная электронная микрофотография МСК клеток, маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированных Ό-маннозой в соответствии с примером 3, и поли(Ь-лизином) (ПЛЛ) в соответствии с примером 2, показана на фиг. 3. Видны многочисленные агрегаты обоих видов суперпарамагнитных наночастиц внутри клеток, маркированных наночастицами, модифицированными как Ό-маннозой, так и поли(Ь-лизином). Агрегаты наночастиц были равномерно распределены в клеточной цитоплазме; их накопление на клеточных мембранах не было заметно.
Пример 8. Количественное определение клеток, маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа.
Суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, модифицированные как поли(Ь-лизином, в соответствии с примером 2, так и Ό-маннозой в соответствии с примером 3, были успешно эндоцитированы МСК клетками (как следует из фиг. 2 и 3). МСК клетки были культивированы в двух экземплярах на шестилуночных культуральных пластинах при плотности 105 клеток на 1 мм2.
Епбогеш® и наночастицы, модифицированные поли(Ь-лизином) или Ό-маннозой, добавили к питательной среде (10 мкл/мл) и клетки выращивали в течение 72 ч. После вымывания избытка контрастного вещества с питательной средой клетки зафиксировали 4% раствором параформальдегида в 0,1М фосфатном буфере (РВ8) и протестировали на содержание железа образованием ферроцианида железа(111) (берлинская лазурь). Число маркированных и немаркированных клеток определили в отражающий световой микроскоп (Ахюуей 200, 2е188) путем подсчета произвольно выбранных пяти областей в лунке и двух лунок в каждом пробеге (табл. 1). Клетки в каждом образе маркировали вручную как берлинская лазурьположительные или -отрицательные; число маркированных клеток затем подсчитали, используя инстру
- 6 015718 ментальные средства анализа изображения в программе МабаЬ 6.1 (Тйе Ма1й\Уогк5. №Шск. МА, И8А).
Наилучшее маркирование клеток было получено при использовании наночастиц. содержащих 0,02 мг поли(Ь-лизина) на 1 мл коллоида.
Таблица 1 Процентное содержание стволовых клеток костного мозга (МСК).
маркированных ίη νίΙΐΌ суперпарамагнитными наночастицами
непокрытый оксид железа оксид железа, модифицированный ПЛЛ (0,02 мг ПЛЛ/мл) оксид железа, модифицированный Ώ-маннозой Епбоге ш®
МСК (крысы) 27,9 92,2 50,8 60,0
МСК (человека) не испытан 87,5 не испытан 65,2
Пример 9. Релаксация клеток. маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа. модифицированных поли(Ь-лизином).
Для дальнейшей проверки наличия суперпарамагнитных наночастиц оксида железа. модифицированных поли(Ь-лизином). приготовленных согласно примеру 2. в клетках костного мозга (МСК) были приготовлены образцы с суспензией Еиботеш® с суперпарамагнитными наночастицами. модифицированными поли(Ь-лизином) в 4% желатиновом растворе. и образцы с суспензиями клеток. маркированных Еиботеш®. и суперпарамагнитными наночастицами. модифицированными поли(Ь-лизином). с различными содержаниями клеток в желатиновом растворе. Затем было измерено время релаксации образцов и были получены их МР изображения.
Для определения времени релаксации Т1 и Т2 использовали релаксометр Вгикег Мшщрес 0.5 Т. Значения были пересчитаны на протонные релаксации К.1=1/Т1. К2=1Т2 и отнесены к истинным концентрациям Т1=К.1/с (с-1/ммоль). т2=К.2/с (с-1/ммоль) или были отнесены к числу клеток в 1 мл. где Κ2 и Κι приведены для желатина. Значения релаксаций представлены в табл. 2 и 3. Из табл. 3 следует. что значение г2 суперпарамагнитных наночастиц оксида железа. модифицированных поли(Ь-лизином) в соответствии с примером 2. значительно выше. чем с Еиботеш®.
Таблица 2
Значения η суперпарамагнитных наночастиц оксида железа. модифицированных поли(Ъ-лизином). (ПЛЛ) и Еиботеш®
Релаксация г, суспензии контрастного агента в желатине (с_1/моль Ге) Релаксация г; суспензии маркированных клеток в желатине (с’1/106 клеток на мл)
плл- 17,4 0,32
модифицированный
оксид железа
ЕпсЮгет® 19, 6 0,18
Таблица 3
Значения г2 суперпарамагнитных наночастиц оксида железа. модифицированных поли(Ъ-лизином). (ПЛЛ) и Еиботеш®
Релаксация л2 суспензии контрастного вещества в желатине (л_1/моль Ге) Релаксация г2 суспензии маркированных клеток в желатине (с_1/106 клеток на мл)
плл- 213 4,29
модифицированный
оксид железа
Епбогеш® 126 1,24
- 7 015718
Среднее содержание железа, определенное спектрофотометрически после минерализации, составило 35,9 пг Ее на клетку в суперпарамагнитных наночастицах оксида железа, модифицированных поли(Ълизином), и 14,6 пг Ее на клетку в клетках, маркированных Епбогет®.
Пример 10. Ιη νίΐτο МР изображение клеток, маркированных образцами суперпарамагнитных наночастиц.
Изображение маркированных клеток ίη νίίτο является полезным для проверки МРИ чувствительности и в то же время для имитации пути сигнала в мозговой ткани. МСК клетки крысы были маркированы суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными поли(Ъ-лизином) в соответствии с примером 2, и была приготовлена клеточная суспензия в 4% желатиновом растворе концентрации 4000, 2000, 1600, 1200, 800, 400 и 200 клеток на 1 мкл. Немаркированные МСК клетки крысы были суспендированы в 4% желатиновом растворе концентрации 4000, 1200 и 200 клеток на 1 мкл.
Клеточные образцы были затем отображены на спектрометре 4.7 Т Вгикег, используя стандарт турбоспиновой последовательности (частотные параметры: время повторения ТК=2000 мс, эффективное эховремя ТЕ=42,5 мс, турбофактор=4, число приобретений АС=16, область изображения Ε0ν=64χ64 мм, матрица МТХ=512х512, толщина слоя 0,75 мм, установленная геометрия обеспечила аналогичный размер воксела как при ίη νίνο измерении) и градиент эхочастоты (ТК=180 мс, ТЕ=12 мс, геометрия изображения та же).
При использовании обеих частот клетки, маркированные суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными поли(Ь-лизином) (фиг. 4А, В) или Ό-маннозой, дают превосходный контраст в сравнении с немаркированными клетками. Видимый контраст в МР изображении также наблюдали в образце, каждое изображение воксела которого содержало в среднем не более 2,3 клеток. Похожие серии экспериментов были представлены в предшествующей работе (1епбе1оуа Р., Негупес V., ИеСгоок 1., С1одагоуа К., Апбегккоп В., На)ек М., Зукоуа Е., 1тадтд 1йе 1а1е о! 1тр1ап1еб Ьопе тагготе к1гота1 се11к 1аЬе1еб \νί11ι киреграгатадпейс папорагйс1ек, Мадп. Векоп. Меб. 50, 767-776, 2003), где МР изображение желатиновых фантомов показало гипоинтенсивный сигнал при концентрациях свыше 625 клеток на 1 мкл.
Пример 11. 1п νί\Ό МР изображение клеток, маркированных образцами суперпарамагнитных наночастиц.
В процессе измерения использовались крысы Вистара, подвергнутые анестезии путем пассивной ингаляции 1,5-2% изофлорана в воздухе, при осуществлении контроля дыхания. За крысами осуществляли контроль в течение 3 дней после трансплантации на спектрометре Вгикег 4.7 Т, оборудованным поверхностной катушкой отечественного производства. Простая сагиттальная, корональная и поперечная развертки были получены быстрым градиентным эхосигналом для локализации последующих Т2- и Т2*утяжеленных изображений, измеренных стандартной турбоспиновой последовательностью (ТВ=2000 мс, ТЕ=42,5 мс, турбофактор=4, АС=16, Ε0ν=30χ30 мм, матрица МТХ 256x256, толщина слоя 0,75 мм), и градиент эхочастоты (ТК=180 мс, ТЕ=12 мс, геометрия изображения та же). Фиг. 4С доказывает, что клетки, маркированные суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, модифицированными поли(Ъ-лизином) согласно примеру 2, были отчетливо различимы также ш νί\Ό. Импланты немаркированных клеток были видны на МР изображениях как тканевая неоднородность без гипоинтенсивного сигнала (фиг. 4С).
Промышленное применение
Изобретение может быть использовано в человеческой и ветеринарной медицине, биологии и микробиологии.

Claims (7)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, отличающиеся тем, что они покрыты моно-, ди- или полисахаридами из группы, включающей Όарабинозу, Ό-глюкозу, Ό-галактозу, Ό-маннозу, лактозу, мальтозу, декстраны и декстрины, или аминокислотами или поли(аминокислотой)ами из группы, включающей аланин, глицин, глутамин, аспарагин, гистидин, аргинин, Ь-лизин, аспарагиновую и глутаминовую кислоту, или полимеры производных (мет)акриловой кислоты из группы, включающей поли(Х,Х-диметилакриламид), поли(№№ диметилметакриламид), поли(^№диэтилакриламид), поли(^№диэтилметакриламид), поли(Ыизопропилакриламид), поли(Ы-изопропилметакриламид), и образуют коллоид, состоящий из частиц с узким распределением размеров с коэффициентом полидисперсности менее 1,3, при этом средний размер частиц колеблется между 0,5 и 30 нм, содержание оксида железа составляет 70-99,9 мас.%, а содержание модифицирующего вещества составляет 0,1-30 мас.%.
  2. 2. Наночастицы по п.1, отличающиеся тем, что их размер меньше 2 нм и коэффициент полидисперсности менее 1,1.
  3. 3. Способ получения суперпарамагнитных наночастиц по п.1 или 2, отличающийся тем, что коллоидный Ее(ОН)3 осаждают обработкой водным 0,1-0,2М раствором соли Ее(Ш) при обработке ультразвуком с содержанием ΝΗ4ΟΗ меньше эквимолярного, при 21 °С, затем добавляют 0,1-0,2М раствор соли
    - 8 015718
    Ре(П) в мольном соотношении Ре(111)/Ре(11)=2 и смесь заливают в 5- до 10-кратного молярный избыток 0,5М ΝΗ4ΟΗ. смесь выдерживают 0-30 мин, затем осадок многократно магнитно отделяют и промывают деионизированной водой с сопротивлением 18 ΜΩ/см-1. затем прибавляют 1-3-кратное количество относительно количества магнетита 0.1М водного раствора цитрата натрия при обработке ультразвуком и затем после этого этапа по каплям 1-3-кратное количество относительно количества магнетита 0.7М водного раствора гипохлорита натрия. затем осадок многократно промывают деионизированной водой с сопротивлением 18 ΜΩ/см-1 при образовании коллоидного маггемита. к которому после разбавления добавляют по каплям. при необходимости под обработкой ультразвуком в течение 5 мин. водный раствор модифицирующего агента. в весовом соотношении модифицирующий агент/оксид железа 0.1-10.
  4. 4. Способ получения суперпарамагнитных наночастиц по п.1 или 2. отличающийся тем. что 1 объемную долю 10-60 мас.% водного раствора сахарида или полисахарида. такого как Б-арабиноза. Бглюкоза. Б-галактоза. Б-манноза. лактоза. мальтоза. декстран. декстрины. смешивают с 1 объемной долей водного раствора Ре(П) и Ре(Ш) соли. в котором мольное соотношение Ре(111)/Ре(11)=2. при 21°С. 515% раствор ΝΗ4ΟΗ добавляют до тех пор. пока не будет достигнут рН 12. и смесь нагревают при 60°С в течение 15 мин. затем смесь подвергают действию ультразвука при 350 Вт в течение 5 мин и затем промывают в течение 24 ч при помощи диализа в воде. используя мембраны с номинально отсекаемой молекулярной массой 14000. пока не достигнут рН 7. при этом объем раствора уменьшают выпариванием. таким образом обеспечивая содержание конечного сухого материала 50-100 мг на 1 мл.
  5. 5. Применение суперпарамагнитных наночастиц по п.1 или 2 для маркирования клеток. используемого в магнитно-резонансной интроскопии для мониторинга их движения. локализации. выживания и дифференциации.
  6. 6. Применение суперпарамагнитных наночастиц по п.1 или 2 для маркирования и мониторинга клеток. введенных в целях клеточной терапии. эмбриональных стволовых клеток. зародышевых стволовых клеток. стволовых клеток взрослого человека. включая стволовые клетки костного мозга. обонятельных глиальных клеток. клеток жировой ткани в теле реципиента методом магнитно-резонансной интроскопии.
  7. 7. Применение суперпарамагнитных наночастиц по п.1 или 2 для маркирования клеток для мониторинга изменения трансплантированных в организм клеток методом магнитно-резонансной интроскопии. отличающееся тем. что 5-20 мкл коллоида. содержащего 0.05-45 мг оксида железа на 1 мл среды. добавляют к готовой питательной среде и клетки культивируют в течение 1-7 дней при 37°С и 5% СО2.
EA200870288A 2006-02-24 2007-02-23 Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение EA015718B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060120A CZ301067B6 (cs) 2006-02-24 2006-02-24 Superparamagnetické nanocástice na bázi oxidu železa s modifikovaným povrchem, zpusob jejich prípravy a použití
PCT/CZ2007/000012 WO2007095871A2 (en) 2006-02-24 2007-02-23 Superparamagnetic nanoparticles based on iron oxides with modified surface, method of their preparation and application

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200870288A1 EA200870288A1 (ru) 2009-06-30
EA015718B1 true EA015718B1 (ru) 2011-10-31

Family

ID=38324204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200870288A EA015718B1 (ru) 2006-02-24 2007-02-23 Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090309597A1 (ru)
EP (1) EP1991503B1 (ru)
CA (1) CA2642779C (ru)
CZ (1) CZ301067B6 (ru)
DE (1) DE602007009052D1 (ru)
EA (1) EA015718B1 (ru)
WO (1) WO2007095871A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597093C1 (ru) * 2015-06-25 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) СПОСОБ СИНТЕЗА ПОРОШКА СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ Fe2O3
RU2644863C2 (ru) * 2013-10-07 2018-02-14 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Обработанные наполнители, композиции, содержащие их, и изделия, изготовленные из них

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7810743B2 (en) 2006-01-23 2010-10-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid delivery device
US7703698B2 (en) 2006-09-08 2010-04-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment chamber and continuous flow mixing system
US8034286B2 (en) 2006-09-08 2011-10-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system for separating compounds from aqueous effluent
US9283188B2 (en) 2006-09-08 2016-03-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US7673516B2 (en) 2006-12-28 2010-03-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment system
US7712353B2 (en) 2006-12-28 2010-05-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment system
US7785674B2 (en) 2007-07-12 2010-08-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US7998322B2 (en) 2007-07-12 2011-08-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber having electrode properties
US7947184B2 (en) 2007-07-12 2011-05-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Treatment chamber for separating compounds from aqueous effluent
US8454889B2 (en) 2007-12-21 2013-06-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Gas treatment system
US8858892B2 (en) 2007-12-21 2014-10-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Liquid treatment system
US8632613B2 (en) 2007-12-27 2014-01-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for applying one or more treatment agents to a textile web
US8215822B2 (en) 2007-12-28 2012-07-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing antimicrobial formulations
US9421504B2 (en) 2007-12-28 2016-08-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8057573B2 (en) 2007-12-28 2011-11-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for increasing the shelf life of formulations
US8206024B2 (en) 2007-12-28 2012-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for particle dispersion into formulations
US20090166177A1 (en) 2007-12-28 2009-07-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8685178B2 (en) 2008-12-15 2014-04-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of preparing metal-modified silica nanoparticles
US8163388B2 (en) 2008-12-15 2012-04-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compositions comprising metal-modified silica nanoparticles
US8580230B2 (en) 2009-02-23 2013-11-12 Kent State University Materials and methods for MRI contrast agents and drug delivery
RU2561035C2 (ru) * 2009-07-01 2015-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Восприимчивые к стимулирующему фактору носители для вмч-регулируемой доставки лекарственного средства
IT1397612B1 (it) * 2009-12-15 2013-01-18 Colorobbia Italia Spa Magnetite in forma nanoparticellare
KR101805873B1 (ko) * 2011-08-03 2018-01-10 한화케미칼 주식회사 단당류 인산 또는 그 유도체로 표면이 개질된 친수성 나노입자, 그의 콜로이드 용액 및 그 용도
KR101324170B1 (ko) * 2010-09-16 2013-11-05 한국과학기술연구원 표면 개질된 금속 입자 및 생분해성 고분자를 포함하는 생체 이식물, 이의 염증 억제용으로서의 용도 및 그 제조 방법
FR2968562B1 (fr) 2010-12-14 2013-01-11 Guerbet Sa Composes pour le diagnostic de maladies liees a l'expression de muc5ac
KR101642903B1 (ko) 2011-02-09 2016-07-27 한화케미칼 주식회사 친수성 물질이 코팅된 산화철 나노입자의 제조방법 및 이를 이용하는 자기공명영상 조영제
WO2012154555A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 The General Hospital Corporation Nanocompositions for monitoring polymerase chain reaction (pcr)
DE102011112898A1 (de) * 2011-09-08 2013-03-14 Charité - Universitätsmedizin Berlin Nanopartikuläres Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, dessen Herstellung und Verwendungen
KR20130045647A (ko) * 2011-10-26 2013-05-06 한국기초과학지원연구원 양쪽성 이온으로 코팅된 자기공명영상 조영제
US9581590B2 (en) 2011-11-09 2017-02-28 Board Of Trustees Of Michigan State University Metallic nanoparticle synthesis with carbohydrate capping agent
KR20130067615A (ko) * 2011-12-14 2013-06-25 한국전자통신연구원 금속 산화물 나노입자의 제조 방법
WO2013135737A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Fresenius Kabi Deutschland Gmbh Compositions for dysphagia assessment
GB201204579D0 (en) * 2012-03-15 2012-05-02 Univ Nottingham Trent Coating metal oxide particles
WO2016081833A2 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 The Trustees Of Dartmouth College System and method for magnetic assesment of body iron stores
CN102961763B (zh) * 2012-11-13 2014-11-12 中国科学院长春应用化学研究所 含天门冬氨酸-葡聚糖的顺磁性金属配合物磁共振成像造影剂及其制备方法
RU2533487C2 (ru) * 2013-02-18 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ получения наночастиц маггемита и суперпарамагнитная порошковая композиция
CN103449534B (zh) * 2013-08-06 2015-09-23 陕西科技大学 一种以离子液体为模板剂制备磁性纳米粒子的方法
US9409148B2 (en) 2013-08-08 2016-08-09 Uchicago Argonne, Llc Compositions and methods for direct capture of organic materials from process streams
CN103692519B (zh) * 2013-12-19 2015-10-21 东北林业大学 一种木材表面原位生长磁性纳米Fe3O4的方法
US9964608B2 (en) 2014-05-07 2018-05-08 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for nonlinear susceptibility magnitude imaging of magnetic nanoparticles
US20160008492A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Emory University Compositions of saccharide coated nanoparticles and uses
DE102015215736A1 (de) * 2015-08-18 2017-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von stabil dispergierbaren magnetischen Eisenoxid-Einkern-Nanopartikeln, stabil dispergierbare magnetische Eisenoxid-Einkern-Nanopartikel und Verwendungen hiervon
EP3655166A4 (en) 2017-07-19 2021-04-21 Auburn University MAGNETIC NANOPARTICLE SEPARATION PROCESSES
CN108519481B (zh) * 2018-03-08 2020-10-16 捷和泰(北京)生物科技有限公司 一种改善核心抗体磁微粒化学发光免疫分析精密度的方法
FR3079744B1 (fr) * 2018-04-05 2020-04-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de fabrication d’un fluide biocompatible comportant une poudre de particules magnetiques, fluide biocompatible comportant une poudre de particules magnetiques
CN110255625B (zh) * 2019-07-02 2021-10-22 浙江华源颜料股份有限公司 一种高活性催化剂氧化铁红的制备方法及其应用
CN110694591A (zh) * 2019-09-05 2020-01-17 武汉东湖科创中试基地科技有限公司 Fe-GO/Cs复合微球的制备方法及其用途
CN110723754B (zh) * 2019-09-19 2022-03-22 桂林理工大学 利用Fe(OH)3胶体和蔗糖制备α-Fe2O3电极材料的方法
CN111150884A (zh) * 2020-01-15 2020-05-15 东南大学 具有超顺磁性氧化铁磁性纳米涂层的磁感应线圈式椎体融合器
CN113281367B (zh) * 2021-05-10 2022-05-06 中山大学 一种过氧化氢或葡萄糖的检测方法
CN113558217B (zh) * 2021-08-24 2023-04-04 温州快鹿集团有限公司 一种味精的精制工艺
CN114620771B (zh) * 2022-03-25 2023-09-29 旷达汽车饰件系统有限公司 一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法
CN115043998B (zh) * 2022-04-07 2023-06-30 广州医科大学 利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用
CN114956278B (zh) * 2022-06-09 2023-06-02 河海大学 改性植物单宁环保磁絮凝剂及分步治理高藻水体的方法
CN114990022A (zh) * 2022-06-23 2022-09-02 中南大学 一种利用嗜中高温嗜酸古菌合成磁性纳米材料的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2642383A1 (de) * 1975-09-25 1977-03-31 Sherritt Gordon Mines Ltd Verfahren zur herstellung feiner magnetit-teilchen
US4101435A (en) * 1975-06-19 1978-07-18 Meito Sangyo Kabushiki Kaisha Magnetic iron oxide-dextran complex and process for its production
US4452773A (en) * 1982-04-05 1984-06-05 Canadian Patents And Development Limited Magnetic iron-dextran microspheres
US4827945A (en) * 1986-07-03 1989-05-09 Advanced Magnetics, Incorporated Biologically degradable superparamagnetic materials for use in clinical applications
WO1991002811A1 (en) * 1989-08-22 1991-03-07 Immunicon Corporation Resuspendable coated magnetic particles and stable magnetic particle suspensions
EP0516252A2 (de) * 1991-05-28 1992-12-02 INSTITUT FÜR DIAGNOSTIKFORSCHUNG GmbH AN DER FREIEN UNIVERSITÄT BERLIN Nanokristalline magnetische Eisenoxid-Partikel zur Anwendung in Diagnostik und Therapie
US5492814A (en) * 1990-07-06 1996-02-20 The General Hospital Corporation Monocrystalline iron oxide particles for studying biological tissues
WO1997035200A1 (de) * 1996-03-18 1997-09-25 Silica Gel Gmbh Superparamagnetische teilchen mit vergrösserter r1-relaxivität, verfahren zur herstellung und deren verwendung
US20050271593A1 (en) * 2003-07-31 2005-12-08 National Cheng Kung University Method for preparation of water-soluble and dispersed iron oxide nanoparticles and application thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4323056A (en) * 1980-05-19 1982-04-06 Corning Glass Works Radio frequency induced hyperthermia for tumor therapy
US4731239A (en) * 1983-01-10 1988-03-15 Gordon Robert T Method for enhancing NMR imaging; and diagnostic use
US4770183A (en) * 1986-07-03 1988-09-13 Advanced Magnetics Incorporated Biologically degradable superparamagnetic particles for use as nuclear magnetic resonance imaging agents
ES2110500T3 (es) * 1991-06-11 1998-02-16 Meito Sangyo Kk Material compuesto oxidado que comprende carboxipolisacarido soluble en agua y oxido de hierro magnetico.
DE4428851C2 (de) * 1994-08-04 2000-05-04 Diagnostikforschung Inst Eisen enthaltende Nanopartikel, ihre Herstellung und Anwendung in der Diagnostik und Therapie
US20030185757A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Mayk Kresse Iron-containing nanoparticles with double coating and their use in diagnosis and therapy

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101435A (en) * 1975-06-19 1978-07-18 Meito Sangyo Kabushiki Kaisha Magnetic iron oxide-dextran complex and process for its production
DE2642383A1 (de) * 1975-09-25 1977-03-31 Sherritt Gordon Mines Ltd Verfahren zur herstellung feiner magnetit-teilchen
US4452773A (en) * 1982-04-05 1984-06-05 Canadian Patents And Development Limited Magnetic iron-dextran microspheres
US4827945A (en) * 1986-07-03 1989-05-09 Advanced Magnetics, Incorporated Biologically degradable superparamagnetic materials for use in clinical applications
WO1991002811A1 (en) * 1989-08-22 1991-03-07 Immunicon Corporation Resuspendable coated magnetic particles and stable magnetic particle suspensions
US5492814A (en) * 1990-07-06 1996-02-20 The General Hospital Corporation Monocrystalline iron oxide particles for studying biological tissues
EP0516252A2 (de) * 1991-05-28 1992-12-02 INSTITUT FÜR DIAGNOSTIKFORSCHUNG GmbH AN DER FREIEN UNIVERSITÄT BERLIN Nanokristalline magnetische Eisenoxid-Partikel zur Anwendung in Diagnostik und Therapie
WO1997035200A1 (de) * 1996-03-18 1997-09-25 Silica Gel Gmbh Superparamagnetische teilchen mit vergrösserter r1-relaxivität, verfahren zur herstellung und deren verwendung
US20050271593A1 (en) * 2003-07-31 2005-12-08 National Cheng Kung University Method for preparation of water-soluble and dispersed iron oxide nanoparticles and application thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644863C2 (ru) * 2013-10-07 2018-02-14 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Обработанные наполнители, композиции, содержащие их, и изделия, изготовленные из них
RU2597093C1 (ru) * 2015-06-25 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) СПОСОБ СИНТЕЗА ПОРОШКА СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ Fe2O3

Also Published As

Publication number Publication date
EP1991503A2 (en) 2008-11-19
CA2642779C (en) 2013-05-14
WO2007095871A2 (en) 2007-08-30
EA200870288A1 (ru) 2009-06-30
CZ301067B6 (cs) 2009-10-29
CZ2006120A3 (cs) 2007-11-21
DE602007009052D1 (de) 2010-10-21
EP1991503B1 (en) 2010-09-08
US20090309597A1 (en) 2009-12-17
CA2642779A1 (en) 2007-08-30
WO2007095871A3 (en) 2007-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA015718B1 (ru) Суперпарамагнитные наночастицы на основе оксидов железа с модифицированной поверхностью, способ их получения и применение
Amiri et al. Protein corona affects the relaxivity and MRI contrast efficiency of magnetic nanoparticles
Nath et al. Synthesis, magnetic characterization, and sensing applications of novel dextran-coated iron oxide nanorods
Javed et al. MRI based on iron oxide nanoparticles contrast agents: effect of oxidation state and architecture
JP5569837B2 (ja) 表面被覆無機物粒子の製造方法
US9125941B2 (en) Aqueous method for making magnetic iron oxide nanoparticles
CN111330023B (zh) 一种磁性纳米复合材料及其制备方法与应用
US20060210986A1 (en) Method of determining state variables and changes in state variables
US7670676B2 (en) Pharmaceutical raw material
Stanicki et al. Carboxy-silane coated iron oxide nanoparticles: a convenient platform for cellular and small animal imaging
Wang et al. Durable mesenchymal stem cell labelling by using polyhedral superparamagnetic iron oxide nanoparticles
Martínez-Banderas et al. Magnetic core–shell nanowires as MRI contrast agents for cell tracking
Horák et al. Effect of different magnetic nanoparticle coatings on the efficiency of stem cell labeling
CN106913885B (zh) 一种磁性纳米粒子及其制备方法和应用
Guldris et al. Influence of the separation procedure on the properties of magnetic nanoparticles: Gaining in vitro stability and T1–T2 magnetic resonance imaging performance
Bridot et al. New carboxysilane‐coated iron oxide nanoparticles for nonspecific cell labelling
Zhang et al. Synthesis of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles Modified with MPEG‐PEI via Photochemistry as New MRI Contrast Agent
Zeng et al. Gadolinium hybrid iron oxide nanocomposites for dual T 1-and T 2-weighted MR imaging of cell labeling
Gharehaghaji et al. Nanoparticulate NaA zeolite composites for MRI: Effect of iron oxide content on image contrast
Feng et al. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for enhanced tumor penetration
Babic et al. The use of dopamine-hyaluronate associate-coated maghemite nanoparticles to label cells
CN101991866B (zh) 纳米γ-Fe2O3弛豫率标准物质及其制备方法
CN100491261C (zh) 悬浮稳定分散纳米Fe3O4的制备方法
Ha et al. Preparation and evaluation of poly (2-hydroxyethyl aspartamide)-hexadecylamine-iron oxide for MR imaging of lymph nodes
Cao et al. Preparation, characterization, and magnetic resonance imaging of Fe nanowires

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ MD RU