JP2009527768A - 超偏極方法、システムおよび組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2006年2月21日出願の米国仮特許出願第60/775,196号明細書および2006年5月23日出願の米国仮特許出願第60/802,699号明細書の優先権の利益を主張し、これらの開示は参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる。
S/N〜(Qf0texp/T1)1/2c(xyz)P
従って、スピンを(例えば)10%の値まで超偏極させることによって、信号対雑音比を標的核に応じて10,000倍以上増加させることができる。
1)交差分極
2)核オーバーハウザー効果
3)熱混合、および
4)ラーモア/ラビ周波数交差結合
がある。
交差分極では、高周波パルスを使用して、双極子結合した異なるスピン間に相互スピン・フリップを誘起し、ここで、1組のスピンは、より高い核秩序状態にあるか、又はより高い核秩序状態になる。スピンが互いに静的な運動関係にあり(即ち、相互の回転速度が低い)、条件γ1Bs=γSB1を満足することが仮定される。
前述の交差分極と対照的に、核オーバーハウザー効果は、双極子結合したスピン間の相互の「フリップ・フロップ」遷移によって進行する。物理的状況が、1組のスピンが他方に対して迅速に回転している状況(一緒に混合する2つの液体又は固体物体を流れ過ぎる1つの液体によってよく説明される状況)である場合、1組のスピンからの迅速に変化する双極子磁場が他方に遷移を引き起こし、異なる核間で超偏極を移動させるのに高周波パルスの照射は必要ではない。本明細書に具体的に示され用途では、例えば、超偏極物質112が第2の物質122と完全に混合することを確実にすることによって、この効果を促進することができる。
熱混合は、通常、短時間、別々の核のゼーマン・エネルギーが重なるように外部磁場を迅速に低下させることによって、異なる核間で偏極を移動させる行為を指す。主な基準は、一般に、異なる核I、Sのゼーマン・エネルギーの蓄積(Zeeman energy reservoirs)E=γI,SBができるだけぴったり一致することである。
γSBI=γIB0の条件で、スピンS、I間の結合を達成し得る。この方法は、単一のRF励起しか必要としないが、大きい磁場B0中で結合を実施する場合、BI傾斜磁場(tipping field)が非常に大きいことを必要とする。
1)第1の物質の高い超偏極度。これは前述の方法のいずれかで達成されてもよい。好ましい実施形態に従って、これは、極限(「BF」)量子緩和スイッチ(「QRS」)を使用することによって達成される。
当該技術分野では、前記方法は全て、典型的には分子結合している核間で超偏極を移動させるのに使用される。しかし、異種間での、および異なる物理的状態での超偏極移動は十分に実証されてきた。例えば、異なる固体種間での超偏極の移動は、「有機半導体界面における核スピン偏極移動」、化学物理誌、119巻、19号、2003年11月15日、ルーカス・ゲーリングおよびカールA.ミカル("Nuclear spin polarization transfer across an organic-semiconductor interface," Journal of Chemical Physics Volume 119, Number 19 15 November 2003, Lucas Goehring and Carl A. Michal)に実証された。この出版物は参照により明確に組み込まれる。この参考文献では、InPなどの偏極可能な基材上に有機物質が被覆された。高周波パルスの印加によりInP中の31P核からの偏極は有機被覆層のスピンに移動し、被覆された層自体での超偏極移動はスピン拡散により進行した。
式中、u=核の磁気回転比
B=印加された磁場
KB=ボルツマン定数
T=温度
これから、一般に、温度が低いほど、所与の磁場中で達成され得る偏極の程度が高くなることが分かる。
Claims (286)
- a)(i)標準条件で液体である物質、(ii)標準条件で非希ガスである物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第1の物質を準備する工程と、
b)前記第1の物質が超偏極状態になるまで、前記第1の物質の核超偏極を増大させる工程と、
c)前記第1の物質から第2の物質に核超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - 前記第1の物質を前記第2の物質と混合し、(i)溶液、(ii)サスペンション、(iii)エマルション、(iv)コロイド、および(v)複合材料からなる群から選択される混合物を作り出す、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物質を前記第2の物質と混合することによって、前記第1の物質から前記第2の物質に核超偏極を移動させる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物質と前記第2の物質を混合し、前記第1の物質と前記第2の物質を密接させることを確実にすることによって、前記第1の物質から前記第2の物質への核超偏極の移動を促進する、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の物質と前記第2の物質の混合物に電磁エネルギーを印加することによって、前記第1の物質から前記第2の物質への核超偏極の移動を促進する、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の物質から前記第2の物質への核超偏極の移動が、前記第1の物質と前記第2の物質の混合物に電磁エネルギーを印加することを含まない、請求項3に記載の方法。
- 熱混合により、前記第1の物質から前記第2の物質への核超偏極の移動を促進する、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の物質を前記第1の物質に溶解させる、請求項3に記載の方法。
- 電磁結合により、前記第1の物質から前記第2の物質に核超偏極を移動させる、請求項1に記載の方法。
- 前記電磁結合が電磁パルス・シーケンスによって提供される、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の物質および前記第2の物質のうち少なくとも1つが、生体外NMR分析に好適である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物質および前記第2の物質のうち少なくとも1つが、水、重水、アセトン−d6、エタノール−d6、アセトニトリル−d3、蟻酸−d2、ベンゼン−d6、メタノール−d4、クロロホルム−d1、ニトロメタン−d3、酸化ジュウテリウム、ピリジン−d5、ジクロロメタン−d2、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2、ジメチルホルムアミド−d7、テトラヒドロフラン−d8、ジメチルスルホキシド−d6、トルエン−d8、1,4−ジオキサン−d8、トリフルオロ酢酸−d1、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の物質および前記第2の物質のうち少なくとも1つが、生体内MRI検査に使用するのに好適な生理学的に許容される液体を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物質および前記第2の物質のうち少なくとも1つが、水、重水およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項13に記載の方法。
- (i)標的物質の近位にある部位、又は(ii)標的物質の分析を実施する工程を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記分析が、目的の部位の磁気共鳴画像を形成することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記分析が、生体外又は生体内の試料のNMRスペクトルを分析することを含む、請求項15に記載の方法。
- a)(i)標準条件で液体である物質、(ii)標準条件で非希ガスである物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第1の物質を準備する手段と、
b)前記第1の物質が超偏極されるまで、前記第1の物質の核超偏極を増大させる手段と、
c)前記第1の物質から第2の物質に核超偏極を移動させる手段と、
を備える、超偏極物質を製造するシステム。 - a)(i)標準条件で液体である物質、(ii)標準条件で非希ガスである物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第1の物質を準備する工程と、
b)(i)標準条件で液体である物質、(ii)標準条件で非希ガスである物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第2の物質を準備する工程と、
c)前記第2の物質が超偏極状態になるまで、前記第2の物質の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記第2の物質から前記第1の物質に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - a)(i)標準条件で液体である物質、(ii)標準条件で固体である物質、および(iii)標準条件で非希ガスである物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第1の物質を準備する工程と、
b)第2の物質を準備する工程と、
c)前記第1の物質と前記第2の物質を混合し、混合物を形成する工程と、
d)前記混合物が超偏極状態になるまで、前記混合物の核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - 前記混合物が、(i)溶液、(ii)サスペンション、(iii)エマルション、(iv)コロイド、および(v)複合材料からなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
- a)超偏極物質を含む固体表面を有する物体を準備する工程と、
b)前記超偏極物質から、前記固体表面と接触する流体に超偏極を移動させる工程と、
を含む、方法。 - 前記物体の形状が球状である、請求項22に記載の方法。
- a)超偏極物質を含む表面と、
b)流体を前記表面と接触するように送る手段と、
c)前記表面から前記流体に超偏極を移動させる手段と、
を含む、超偏極を移動させる装置。 - 前記表面が、複数の球状物体から構成される、請求項24に記載の装置。
- 前記表面が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項24に記載の装置。
- 前記流体が液体である、請求項24に記載の装置。
- 前記流体が、水、重水、アセトン−d6、エタノール−d6、アセトニトリル−d3、蟻酸−d2、ベンゼン−d6、メタノール−d4、クロロホルム−d1、ニトロメタン−d3、酸化ジュウテリウム、ピリジン−d5、ジクロロメタン−d2、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2、ジメチルホルムアミド−d7、テトラヒドロフラン−d8、ジメチルスルホキシド−d6、トルエン−d8、1,4−ジオキサン−d8、トリフルオロ酢酸−d1、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項24に記載の装置。
- 前記流体が気体である、請求項24に記載の装置。
- 前記気体が吸入療法に使用するのに好適である、請求項29に記載の装置。
- 前記気体が、空気、窒素、二酸化炭素、キセノン、3He、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項30に記載の装置。
- a)溶媒を準備する工程と、
b)前記溶媒を超偏極させる工程と、
c)前記溶媒から標的物質に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - 前記溶媒を標的物質と混合し、(i)溶液、(ii)サスペンション、(iii)エマルション、(iv)コロイド、および(v)複合材料からなる群から選択される混合物を作り出す、請求項32に記載の方法。
- 前記標的物質を超偏極させる工程を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記標的物質を前記溶媒と混合することにより前記標的物質を超偏極させる、請求項34に記載の方法。
- 前記標的物質を前記溶媒に溶解させる、請求項35に記載の方法。
- 電磁結合によって前記標的物質を超偏極させる、請求項34に記載の方法。
- 前記電磁結合が電磁パルス・シーケンスによって提供される、請求項37に記載の方法。
- 前記溶媒が生体外NMR分析に好適な液体を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記溶媒が、水、重水、アセトン−d6、エタノール−d6、アセトニトリル−d3、蟻酸−d2、ベンゼン−d6、メタノール−d4、クロロホルム−d1、ニトロメタン−d3、酸化ジュウテリウム、ピリジン−d5、ジクロロメタン−d2、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2、ジメチルホルムアミド−d7、テトラヒドロフラン−d8、ジメチルスルホキシド−d6、トルエン−d8、1,4−ジオキサン−d8、トリフルオロ酢酸−d1、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記溶媒が、生体内MRI検査に使用するのに好適な生理学的に許容される液体を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記溶媒が、水、重水およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項41に記載の方法。
- (i)前記標的物質の近位にある部位、又は(ii)前記標的物質の分析を実施する工程を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記分析が、患者の磁気共鳴画像を形成することを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記分析が、生体外又は生体内の試料のNMRスペクトルを分析することを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記溶媒を粉末状に固化させる工程を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に前記溶媒を固化させる、請求項46に記載の方法。
- (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に溶媒の分子を暴露させることによる溶媒の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して前記固化した溶媒を超偏極させる、請求項47に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させた後で前記溶媒を固化させる、請求項46に記載の方法。
- 前記超偏極した溶媒上に前記標的物質を流すことによって、前記標的物質に超偏極を移動させる、請求項49に記載の方法。
- a)媒体を準備する工程と、
b)第2の物質を準備する工程と、
c)前記第2の物質が超偏極状態になるまで、前記第2の物質の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記媒体と前記第2の物質を混合し、(i)サスペンション、(ii)エマルション、(iii)コロイド、および(iv)複合材料からなる群から選択される混合物を形成する工程と、
e)前記第2の物質から前記溶媒に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - 前記混合物がサスペンションである、請求項51に記載の方法。
- a)溶媒を準備する工程と、
b)第2の物質を準備する工程と、
c)前記第1の物質と前記第2の物質を混合し、混合物を形成する工程と、
d)前記混合物が超偏極状態になるまで、前記混合物の核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - 前記混合物が、(i)溶液、(ii)サスペンション、(iii)エマルション、(iv)コロイド、および(v)複合材料からなる群から選択される、請求項53に記載の方法。
- a)溶媒を準備する手段と、
b)前記溶媒を超偏極させる手段と、
c)前記溶媒から標的物質に超偏極を移動させる手段と、
を備える、超偏極物質を製造するシステム。 - (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に溶媒の分子を暴露させることによる溶媒の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法により前記溶媒の分子を超偏極させる、溶媒を超偏極させる方法。
- 前記溶媒が生体外NMR分析に好適な液体を含む、請求項56に記載の方法。
- 前記溶媒が、水、重水、アセトン−d6、エタノール−d6、アセトニトリル−d3、蟻酸−d2、ベンゼン−d6、メタノール−d4、クロロホルム−d1、ニトロメタン−d3、酸化ジュウテリウム、ピリジン−d5、ジクロロメタン−d2、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2、ジメチルホルムアミド−d7、テトラヒドロフラン−d8、ジメチルスルホキシド−d6、トルエン−d8、1,4−ジオキサン−d8、トリフルオロ酢酸−d1、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項57に記載の方法。
- 前記溶媒が、生体内MRI検査に使用するのに好適な生理学的に許容される液体を含む、請求項56に記載の方法。
- 前記溶媒が、水、重水およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項59に記載の方法。
- 超偏極される前に前記溶媒を表面積の大きい構成にする工程を含む、請求項56に記載の方法。
- 超偏極される前に前記溶媒を表面積の大きい基材上に塗布することによって、前記溶媒を表面積の大きい構成にする、請求項61に記載の方法。
- 磁性不純物を前記表面積の大きい基材の表面から取り除く工程を含む、請求項62に記載の方法。
- 前記磁性不純物が酸素基を含む、請求項63に記載の方法。
- 前記表面積の大きい基材が磁気的に不活性である、請求項62に記載の方法。
- 前記表面積の大きい基材が、エアロゲル材料、ガラス・ビーズ、ヒュームド・シリカ、カーボン・ナノ構造体、シリコン・ナノファイバー、膨張化炭素、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項65に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を冷却する工程を含む、請求項56に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を100K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を80K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を60K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を40K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を20K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を10K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を5K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒を超偏極させる前に、前記溶媒を1K未満の温度に冷却する、請求項67に記載の方法。
- 前記溶媒の超偏極を促進するために、前記溶媒を磁場に暴露させる、請求項56に記載の方法。
- 前記磁場の強度が10mTより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が0.5Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が1.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が2.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が5.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が10.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が15.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が20.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記磁場の強度が25.0Tより大きい、請求項76に記載の方法。
- 前記溶媒の超偏極を促進するために、前記溶媒をヘリウムに暴露させる工程を含む、請求項56に記載の方法。
- 前記ヘリウムが3Heを含む、請求項86に記載の方法。
- 前記溶媒上に3Heの単分子層を形成させるのに十分な量の3Heに前記溶媒を暴露させる、請求項87に記載の方法。
- 前記溶媒のかなりの部分が緩和して超偏極状態になることを可能にするのに十分な時間、前記溶媒を低温で磁場中に維持する、請求項88に記載の方法。
- 前記時間が1時間である、請求項89に記載の方法。
- 前記時間が5分である、請求項89に記載の方法。
- 前記溶媒から3Heを排除するため、前記溶媒を4Heに暴露させる工程を含む、請求項89に記載の方法。
- 前記超偏極溶媒の温度を上昇させる工程を含む、請求項72に記載の方法。
- 磁場の存在下で前記超偏極溶媒の温度を上昇させる、請求項93に記載の方法。
- 1.0ガウスより大きい強度を有する磁場の存在下で、前記超偏極溶媒の温度を上昇させる、請求項94に記載の方法。
- 1.0テスラより大きい強度を有する磁場の存在下で、前記超偏極溶媒の温度を上昇させる、請求項94に記載の方法。
- 10.0テスラより大きい強度を有する磁場の存在下で、前記超偏極溶媒の温度を上昇させる、請求項94に記載の方法。
- 前記表面積の大きい基材から前記超偏極溶媒を溶出させる工程を含む、請求項94に記載の方法。
- 超偏極の損失を回避するのに十分な時間内で、前記溶媒の温度を上昇させる、請求項93に記載の方法。
- 前記溶媒を室温に上昇させる、請求項93に記載の方法。
- 前記溶媒を微細な形態に転換することによって、前記溶媒を表面積の大きい構成にする、請求項61に記載の方法。
- 前記溶媒を粉末に転換する、請求項101に記載の方法。
- 前記溶媒を霧化および凍結することによって、前記溶媒を粉末に転換する、請求項102に記載の方法。
- 前記溶媒を低温で磁場中に長時間維持する工程を含む、請求項92に記載の方法。
- 前記長時間が10分の1秒〜1週間である、請求項104に記載の方法。
- 前記超偏極溶媒を容器に入れて第1の位置から第2の位置に移送する工程を含む、請求項104に記載の方法。
- 前記超偏極溶媒から、分析される物質に超偏極を移動させる工程を含む、請求項106に記載の方法。
- 前記超偏極溶媒を追加の無偏極溶媒と混合し、溶媒混合物を形成する工程を含む、請求項106に記載の方法。
- 前記溶媒混合物を、分析される目的の部位に送達する工程を含む、請求項108に記載の方法。
- 前記目的の部位の磁気共鳴画像を生成する工程を含む、請求項109に記載の方法。
- 前記目的の部位のNMRスペクトルを測定する工程を含む、請求項109に記載の方法。
- 請求項56に記載の方法に従って製造される超偏極溶媒。
- 溶媒の分子を超偏極させる手段を備える、溶媒を超偏極させるシステムであって、前記超偏極させる手段が、(i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に溶媒の分子を暴露させることによる溶媒の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記溶媒の分子を超偏極させるシステム。
- 前記超偏極溶液を第1の位置から第2の位置に移送する手段を備える、請求項113に記載のシステム。
- a)超偏極物質を準備する工程と、
b)超偏極サスペンションを作り出すために前記超偏極物質を媒体に分散させる工程と、
を含む、超偏極サスペンションの製造方法。 - (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に前記物質の分子を暴露させることによる前記物質の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記超偏極物質を超偏極させる、請求項115に記載の方法。
- 前記超偏極物質の直径が1000μm未満である、請求項116に記載の方法。
- 前記超偏極物質の直径が100μm未満である、請求項116に記載の方法。
- 前記超偏極物質の直径が10μmン未満である、請求項116に記載の方法。
- 前記超偏極物質の直径が5μm未満である、請求項116に記載の方法。
- 前記超偏極物質の直径が1μm未満である、請求項116に記載の方法。
- 量子緩和スイッチを使用して前記物質を超偏極させる、請求項120に記載の方法。
- 前記媒体が、生理学的に許容される媒体である、請求項115に記載の方法。
- 前記分散させる工程が磁場の存在下で行われる、請求項115に記載の方法。
- 前記磁場が、1.0ガウスを超える磁場強度を有する、請求項124に記載の方法。
- 前記媒体が、(i)固体、(ii)液体、および(iii)気体からなる群から選択される、請求項115に記載の方法。
- 前記媒体が空気である、請求項126に記載の方法。
- 請求項127に記載の方法に従って調製した超偏極サスペンションを目的の部位に導入する工程を含む、MR検査の実施方法。
- 請求項115に記載の方法に従って製造される超偏極サスペンション。
- a)超偏極物質を準備する手段と、
b)前記超偏極物質を媒体に分散させて超偏極サスペンションを作り出す手段と、
を備える、超偏極サスペンションを製造するシステム。 - 前記超偏極サスペンションを第1の位置から第2の位置に移送する手段を備える、請求項130に記載のシステム。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記媒体が超偏極状態になるまで、前記媒体の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記第1の物質を前記媒体に分散させてサスペンションを形成する工程と、
を含む、超偏極サスペンションの製造方法。 - 前記媒体から前記第1の物質に超偏極を移動させる工程を含む、請求項132に記載の方法。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記第1の物質を前記媒体に分散させてサスペンションを形成する工程と、
d)前記サスペンションが超偏極状態になるまで、前記サスペンションの核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極サスペンションの製造方法。 - a)超偏極物質を準備する工程と、
b)超偏極エマルションを作り出すために前記超偏極物質を媒体と混合する工程と、
を含む、超偏極エマルションの製造方法。 - (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に前記物質の分子を暴露させることによる前記物質の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記超偏極物質を超偏極させる、請求項135に記載の方法。
- 前記媒体が、生理学的に許容される媒体である、請求項135に記載の方法。
- 前記混合する工程が磁場の存在下で行われる、請求項135に記載の方法。
- 前記混合する工程が少なくとも1.0ガウスの強度を有する磁場中で行われる、請求項138に記載の方法。
- 前記超偏極物質と媒体が両方とも液体の形態である温度で前記混合する工程が行われる、請求項135に記載の方法。
- 請求項135に記載の方法に従って製造される超偏極エマルション。
- a)超偏極物質を準備する手段と、
b)前記超偏極物質を媒体と混合して超偏極エマルションを作り出す手段と、
を備える、超偏極エマルションを製造するシステム。 - 前記超偏極エマルションを第1の位置から第2の位置に移送する手段を備える、請求項142に記載のシステム。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記媒体が超偏極状態になるまで、前記媒体の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記第1の物質を前記媒体と混合してエマルションを形成する工程と、
を含む、超偏極エマルションの製造方法。 - 前記媒体から前記第1の物質に超偏極を移動させる工程を含む、請求項144に記載の方法。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記第1の物質を前記媒体と混合してエマルションを形成する工程と、
d)前記エマルションが超偏極状態になるまで、前記エマルションの核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極エマルションの製造方法。 - a)超偏極物質を準備する工程と、
b)超偏極コロイドを作り出すために前記超偏極物質を媒体と混合する工程と、
を含む、超偏極コロイドの製造方法。 - (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に前記物質の分子を暴露させることによる前記物質の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記超偏極物質を超偏極させる、請求項147に記載の方法。
- 前記媒体が、生理学的に許容される媒体である、請求項147に記載の方法。
- 前記混合する工程が磁場の存在下で行われる、請求項147に記載の方法。
- 前記混合する工程が少なくとも1.0ガウスの強度を有する磁場中で行われる、請求項150に記載の方法。
- 前記超偏極物質と媒体が両方とも液体の形態である温度で前記混合する工程が行われる、請求項147に記載の方法。
- 請求項147に記載の方法に従って製造される超偏極コロイド。
- a)超偏極物質を準備する手段と、
b)前記超偏極物質を媒体と混合して超偏極コロイドを作り出す手段と、
を備える、超偏極コロイドを製造するシステム。 - 前記超偏極コロイドを第1の位置から第2の位置に移送する手段を備える、請求項154に記載のシステム。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記媒体が超偏極状態になるまで、前記媒体の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記第1の物質を前記媒体と混合してコロイドを形成する工程と、
を含む、超偏極コロイドの製造方法。 - 前記媒体から前記第1の物質に超偏極を移動させる工程を含む、請求項156に記載の方法。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)媒体を準備する工程と、
c)前記第1の物質を前記媒体と混合してコロイドを形成する工程と、
d)前記コロイドが超偏極状態になるまで、前記コロイドの核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極コロイドの製造方法。 - a)超偏極物質を準備する工程と、
b)超偏極複合材料を作り出すために前記超偏極物質を第2の物質と混合する工程と、
を含む、超偏極複合材料の製造方法。 - (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に前記物質の分子を暴露させることによる前記物質の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記超偏極物質を超偏極させる、請求項159に記載の方法。
- 前記第2の物質が、生理学的に許容される媒体である、請求項159に記載の方法。
- 前記混合する工程が磁場の存在下で行われる、請求項159に記載の方法。
- 前記混合する工程が少なくとも1.0ガウスの強度を有する磁場中で行われる、請求項162に記載の方法。
- 前記超偏極物質が、(i)固体物質、(ii)液体物質、(iii)気体物質およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項159に記載の方法。
- 前記第2の物質が、水および生理食塩水からなる群から選択される、請求項161に記載の方法。
- 請求項159に記載の方法に従って製造される超偏極複合材料。
- a)超偏極物質を準備する手段と、
b)前記超偏極物質を第2の物質と混合して超偏極複合材料を作り出す手段と、
を備える、超偏極複合材料を製造するシステム。 - 前記超偏極複合材料を第1の位置から第2の位置に移送する手段を備える、請求項167に記載のシステム。
- 前記超偏極物質が、(i)固体物質、(ii)液体物質、(iii)気体物質およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項167に記載の方法。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)第2の物質を準備する工程と、
c)前記第2の物質が超偏極状態になるまで、前記第2の物質の核超偏極を増大させる工程と、
d)前記第1の物質を前記第2の物質と混合して複合材料を形成する工程と、
を含む、超偏極複合材料の製造方法。 - 前記第2の物質から前記第1の物質に超偏極を移動させる工程を含む、請求項170に記載の方法。
- a)第1の物質を準備する工程と、
b)第2の物質を準備する工程と、
c)前記第1の物質を前記第2の物質と混合して複合材料を形成する工程と、
d)前記複合材料が超偏極状態になるまで、前記複合材料の核超偏極を増大させる工程と、
を含む、超偏極複合材料の製造方法。 - 多孔質のカプセル化剤によって取り囲まれた超偏極芯物質を含む、有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、気体が前記カプセル化剤を通過して前記芯物質に到達することを可能にする、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムが前記カプセル化剤を通過することを可能にする、請求項174に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、キセノンが前記カプセル化剤を通過することを可能にする、請求項174に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムより大きい気体分子が前記カプセル化剤を通過することを防止する、請求項175に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、比較的長いスピン−格子緩和時間を有する、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤がポリマー材料を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(乳酸−co−グリコール酸)、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリビニルアルコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項180に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、10K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、1K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化材料が超偏極物質を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、標準条件で固体である物質を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、標準条件で液体である物質を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、標準条件で気体である物質を含む、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、0.001μm〜100μmの平均直径を有するカプセルの形態で提供される、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、0.001μm〜10μmの平均直径を有するカプセルの形態で提供される、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、前記カプセル化剤の近位に配置された機能性要素を含み、前記機能性要素は使用時に有益な結果が得られるように調製および構成されている、請求項173に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が、特定の生物活性を有する部位に優先的に結合する、請求項190に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が、特定の生物学的な機能を果たす組織を見つけ出すように調製および構成されている、請求項190に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素がタンパク質を含む、請求項190に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素がmRNAを含む、請求項190に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が遺伝子プローブを含む、請求項190に記載の有益な薬剤。
- カプセル化剤によって取り囲まれた超偏極芯物質を含む有益な薬剤であって、前記超偏極芯物質が、(i)液体物質、(ii)固体物質、(iii)固体物質を散在させた気体物質、(iv)液体物質を散在させた気体物質、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤が多孔質である、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、キセノンが前記カプセル化剤を通過して前記芯物質に到達することを可能にする、請求項197に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムが前記カプセル化剤を通過することを可能にする、請求項198に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムより大きい気体分子が前記カプセル化剤を通過することを防止する、請求項199に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、比較的長いスピン−格子緩和時間を有する、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記超偏極芯物質が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤がポリマー材料を含む、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(乳酸−co−グリコール酸)、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリビニルアルコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項203に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、100K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、10K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項205に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、1K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項206に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化材料が超偏極物質を含む、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤は、生体内での使用が許容される物質で構成されている、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、0.001μm〜100μmの平均直径を有するカプセルの形態で提供される、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、0.001μm〜10μmの平均直径を有するカプセルの形態で提供される、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記有益な薬剤が、前記カプセル化剤の近位に配置された機能性要素を含み、前記機能性要素が使用時に有益な結果が得られるように調製および構成されている、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が特定の生物活性を有する部位に優先的に結合する、請求項212に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が、特定の生物学的な機能を果たす組織を見つけ出すように調製および構成されている、請求項212に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素がタンパク質を含む、請求項212に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素がmRNAを含む、請求項212に記載の有益な薬剤。
- 前記機能性要素が遺伝子プローブを含む、請求項212に記載の有益な薬剤。
- 前記カプセル化剤がリポソームを含む、請求項196に記載の有益な薬剤。
- 前記リポソームの材料が少なくとも部分的に超偏極している、請求項218に記載の有益な薬剤。
- a)
i)比較的長いスピン−格子緩和時間を有する物質を含む芯物質、および
ii)前記芯物質を取り囲むカプセル化剤、
を有する、少なくとも1つのカプセル化された物質と、
b)前記カプセル化された物質の超偏極を促進するための使用説明書と、
を備える、超偏極物質を提供するためのキット。 - 前記カプセル化剤が多孔質である、請求項220に記載のキット。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、気体が前記カプセル化剤を通過して前記芯物質に到達することを可能にする、請求項221に記載のキット。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムが前記カプセル化剤を通過することを可能にする、請求項222に記載のキット。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムより大きい気体分子が前記カプセル化剤を通過することを防止する、請求項223に記載のキット。
- 前記芯物質が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記カプセル化剤がポリマー材料を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(乳酸−co−グリコール酸)、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリビニルアルコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項226に記載のキット。
- 前記有益な薬剤が、100K未満の温度でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項220に記載のキット。
- 前記有益な薬剤が、10mTを超える磁場の存在下でその構造的一体性を維持するように調製および構成されている、請求項228に記載のキット。
- 前記カプセル化材料が、比較的長いスピン−格子緩和時間を有する物質を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記芯物質が、標準条件で固体である物質を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記芯物質が、標準条件で液体である物質を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記芯物質が、標準条件で気体である物質を含む、請求項220に記載のキット。
- 前記使用説明書が、量子緩和スイッチを使用して前記カプセル化された物質の超偏極を促進する方法を記載する、請求項220に記載のキット。
- 前記使用説明書が、超偏極キャリヤから前記芯物質に超偏極を移動させることにより、前記カプセル化された物質の超偏極を促進する方法を記載する、請求項220に記載のキット。
- 前記使用説明書が、量子緩和スイッチを使用して前記芯物質を超偏極させることにより、前記カプセル化された物質の超偏極を促進する方法を記載する、請求項220に記載のキット。
- (i)動的核偏極、(ii)核オーバーハウザー効果、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に前記芯物質の分子を暴露させることによる前記芯物質の分子への超偏極の移動、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記芯物質を超偏極させる、請求項235に記載のキット。
- a)カプセル化された物質を準備する工程と、
b)前記超偏極キャリヤを超偏極させる工程と、
c)前記カプセル化された物質を超偏極キャリヤに暴露させる工程と、
d)前記超偏極キャリヤから前記カプセル化された物質に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極したカプセル化された物質を調製し、提供する方法。 - (i)動的核偏極、(ii)光ポンピング、(iii)パラ水素誘起分極、(iv)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(v)予め超偏極した気体の超偏極核に超偏極キャリヤの分子を暴露させることによる超偏極キャリヤの分子への超偏極の移動、(vi)核オーバーハウザー効果、およびこれらの組み合わせを含む群から選択される方法を使用して、前記超偏極キャリヤを超偏極させる、請求項238に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質が、前記超偏極キャリヤの通過を可能にする多孔質の表面部分を有する、請求項238に記載の方法。
- 前記多孔質の表面部分は、前記超偏極キャリヤが前記多孔質の表面部分を通過して、前記カプセル化された物質の芯部分に入ることを可能にする、請求項240に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で固体である物質を含む、請求項241に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で液体である物質を含む、請求項241に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で気体である物質を含む、請求項241に記載の方法。
- 前記カプセルの多孔質の表面部分がポリマー材料を含む、請求項238に記載の方法。
- 前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(乳酸−co−グリコール酸)、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリビニルアルコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項245に記載の方法。
- 前記超偏極キャリヤが、前記表面部分を通過して前記芯部分に到達する、請求項240に記載の方法。
- 前記超偏極キャリヤが、気体の超偏極キセノンを含む、請求項247に記載の方法。
- 前記芯部分が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項238に記載の方法。
- a)カプセル化された物質を準備する工程と、
b)量子緩和スイッチを使用して前記カプセル化された物質を超偏極させる工程と、
を含む、超偏極したカプセル化された物質を調製し、提供する方法。 - 前記カプセル化された物質を3Heに暴露させる工程を含む、請求項250に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質が、3Heの通過を可能にする多孔質の表面部分を有する、請求項250に記載の方法。
- 前記多孔質の表面部分は、気体が前記多孔質の表面部分を通過して前記カプセル化された物質の芯部分に入ることを可能にする、請求項252に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で固体である物質を含む、請求項253に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で液体である物質を含む、請求項253に記載の方法。
- 前記芯部分が、標準条件で気体である物質を含む、請求項253に記載の方法。
- 前記カプセルの多孔質の表面部分がポリマー材料を含む、請求項250に記載の方法。
- 前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(乳酸−co−グリコール酸)、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリビニルアルコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項257に記載の方法。
- 前記カプセル化剤の多孔度は、ヘリウムが前記カプセル化剤を通過することを可能にし、ヘリウムより大きい分子が前記カプセル化剤を通過することを防止する、請求項250に記載の方法。
- 前記芯部分が、13C、15N、1H、31P、19F、29Siおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項250に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を冷却する工程を含む、請求項250に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を100K未満の温度に冷却する、請求項261に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を10K未満の温度に冷却する、請求項262に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を1K未満の温度に冷却する、請求項261に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を磁場に暴露させる工程を含む、請求項261に記載の方法。
- 前記磁場が10mTを超える最大強度を有する、請求項265に記載の方法。
- 前記磁場が1Tを超える最大強度を有する、請求項265に記載の方法。
- 前記磁場が10Tを超える最大強度を有する、請求項265に記載の方法。
- 前記芯物質が緩和して超偏極状態になることを可能にするのに十分な時間、前記芯物質を低温で磁場中に維持する、請求項265に記載の方法。
- 前記芯物質から3Heを排除するために、前記芯物質を4Heに暴露させる工程を含む、請求項269に記載の方法。
- 前記カプセル化された物質を低温で磁場中に長時間維持する工程を含む、請求項270に記載の方法。
- 前記長時間が10分の1秒〜1週間である、請求項271に記載の方法。
- 前記カプセル化された超偏極物質を容器に入れて第1の位置から第2の位置に移送する工程を含む、請求項271に記載の方法。
- 超偏極の損失を回避するように、前記カプセル化された物質の温度を上昇させる、請求項271に記載の方法。
- 前記カプセル化された超偏極物質を分析される目的の部位に導入する工程を含む、請求項274に記載の方法。
- 前記目的の部位の磁気共鳴画像を生成する工程を含む、請求項275に記載の方法。
- 生体外又は生体内試料のNMRスペクトルを分析する、請求項275に記載の方法。
- a)超偏極したカプセル化された物質を目的の部位に導入する工程と、
b)電磁エネルギーのパルスを前記目的の部位に送信し、前記超偏極したカプセル化された物質を励起させる工程と、
c)前記超偏極したカプセル化された物質から受信した信号を使用して、前記目的の部位の磁気共鳴画像を作り出す工程と、
を含む、目的の部位の磁気共鳴検査を実施する方法。 - a)超偏極したカプセル化された物質を目的の部位に導入する工程と、
b)電磁エネルギーのパルスを前記目的の部位に送信し、前記超偏極したカプセル化された物質を励起させる工程と、
c)前記目的の部位からNMRスペクトルを受信する工程と、
を含む、NMR分光法の実施方法。 - a)物質を準備する工程と、
b)前記物質を粉末物質に転換する工程と、
c)前記粉末物質を超偏極させる工程と、
を含む、超偏極物質を提供する方法。 - 前記粉末物質に転換されるように準備される物質が、最初に、(i)気体、(ii)液体、(iii)固体およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項280に記載の方法。
- 前記粉末物質に転換されるように準備される物質が、最初に、(i)溶媒、(ii)溶液、(iii)サスペンション、(iv)コロイド、(v)エマルション、(vi)複合材料、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される物質を含む、請求項280に記載の方法。
- (i)動的核偏極、(ii)パラ水素誘起分極、(iii)量子緩和スイッチを使用する超偏極、(iv)予め超偏極した気体の超偏極核に超偏極キャリヤの分子を暴露させることによる超偏極キャリヤの分子への超偏極の移動、(v)核オーバーハウザー効果、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される方法を使用して、前記粉末物質を超偏極させる、請求項280に記載の方法。
- a)超偏極される物質を取り囲むカプセル化層を有するカプセル化された物質を準備する工程と、
b)前記カプセル化層の近位に高い遠方双極子磁場を有する超偏極物質を配置する工程と、
c)前記超偏極物質から前記カプセル化層を越えて前記超偏極される物質に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - a)超偏極される物質を取り囲む外層を有するリポソームを準備する工程と、
b)前記外層の近位に高い遠方双極子磁場を有する超偏極物質を配置する工程と、
c)前記超偏極物質から前記外層を越えて前記超偏極される物質に超偏極を移動させる工程と、
を含む、超偏極物質の製造方法。 - a)生物学的プロセスで代謝されるのに好適な物質を超偏極させる工程と、
b)前記超偏極物質を目的の部位に導入する工程と、
c)前記超偏極物質の代謝を示すNMRデータ又はMR画像を受信する工程と、
を含む、方法。
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