JP2010030915A - Composite of cationic polysaccharide and magnetic particle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MRI contrast medium stable in a culture solution and enabling unerring MRI diagnosis. <P>SOLUTION: The composite of a cationic polysaccharide derivative and a magnetic metal oxide has the following properties: the aggregation degree is ≤4.0 times when the composite stands still in D-MEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) containing 20% fetal bovine serum at 37°C under 5% CO<SB>2</SB>condition for 24hr. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体(本明細書において、「多糖磁性粒子複合体」ともいう。)に関する。本発明は、特に細胞や組織の磁気標識に好適であり、さらにMRI診断に好適である多糖磁性粒子複合体に関する。   The present invention relates to a complex of a polysaccharide derivative and a magnetic metal oxide (also referred to herein as “polysaccharide magnetic particle complex”). The present invention relates to a polysaccharide magnetic particle composite which is particularly suitable for magnetic labeling of cells and tissues and further suitable for MRI diagnosis.

今日の細胞や組織の移植において、通常、移植した細胞や組織の評価は、一般的にその細胞や組織が正常に機能することで発現する生命現象を観察する方法により行われている。例えば、先天性の1型糖尿病の患者に対する膵島細胞移植では、移植後に門脈血圧、インシュリン分泌量を測定することにより、移植細胞の定着を間接的に評価している。しかしながら、このような間接的な評価方法により、移植直後の細胞や組織の状態を適切に且つ早期に診断することは容易ではない。そのため、移植された細胞や組織を適切に維持する為の処置を過少或いは過多に施す場合があり、そのために生ずる臨床的なリスクやコストは看過できない。
一方、細胞や組織の移植は適切に行われた場合でも、移植後の免疫拒絶反応による急激な細胞死、組織摘出時のダメージ等に起因する細胞の壊死等が見られる場合もあり、術後の的確な経過観察への要求は大きい。
In the transplantation of cells and tissues today, the evaluation of the transplanted cells and tissues is generally performed by a method of observing a life phenomenon that is expressed when the cells or tissues function normally. For example, in islet cell transplantation for patients with congenital type 1 diabetes, colonization of transplanted cells is indirectly evaluated by measuring portal blood pressure and insulin secretion after transplantation. However, it is not easy to appropriately and early diagnose the state of cells and tissues immediately after transplantation by such an indirect evaluation method. For this reason, there are cases where treatment for appropriately maintaining transplanted cells and tissues is performed in an excessively small amount or excessively, and the clinical risks and costs caused thereby cannot be overlooked.
On the other hand, even when cells and tissues are transplanted properly, rapid cell death due to immune rejection after transplantation, cell necrosis due to damage at the time of tissue extraction, etc. may be seen, and postoperatively There is a great demand for accurate follow-up.

このような背景において、近年、移植前に超常磁性酸化鉄(SPIO)等の磁性金属酸化物を用いて細胞や組織を磁気標識し、細胞や組織の移植後に、核磁気共鳴画像法(MRI)を利用して経過観察を行うことが考案されている。
例えば、磁性金属酸化物とデキストランなどの多糖類との複合体を用いて細胞標識を行うことが提案されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4)。このような多糖磁性粒子複合体は、毒性が低い、血液クリアランスが遅いなどの利点を有するものであるが、表面電荷が負であり、膵島細胞等の一般的な移植細胞に対する標識能が低いため、移植後のMRIで検出し難いという問題があった。
なお、還元多糖の酸化鉄錯体が、滅菌に必要な温度において安定であることは知られている(特許文献5)。
Against this background, in recent years, cells and tissues are magnetically labeled using a magnetic metal oxide such as superparamagnetic iron oxide (SPIO) before transplantation, and nuclear magnetic resonance imaging (MRI) is performed after transplantation of cells and tissues. It has been devised to perform follow-up observations using a computer.
For example, it has been proposed to perform cell labeling using a complex of a magnetic metal oxide and a polysaccharide such as dextran (Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4). Such a polysaccharide magnetic particle complex has advantages such as low toxicity and slow blood clearance, but has a negative surface charge and low labeling ability for general transplanted cells such as islet cells. There was a problem that it was difficult to detect by MRI after transplantation.
In addition, it is known that the iron oxide complex of reduced polysaccharide is stable at the temperature required for sterilization (patent document 5).

一方、表面電荷が正である多糖類と磁性金属酸化物との複合体も提案されている。例えば、磁性金属酸化物をジエチルアミノデキストランで被覆した磁性粒子が報告されている(特許文献6、特許文献7、非特許文献1)。これらの複合体の細胞標識能は、それ以前の複合体のそれに比して向上したものであったが、生体内でのMRI画像までは報告されていない。
。また、プルラン、及びその誘導体を含むFe2+とFe3+イオンの混合水溶液にアンモニア水を加え、共沈させることによって作製した酸化鉄ナノ粒子(ION)が、ラット骨髄間葉系幹細胞(MSC)に取り込まれMRI造影能を示したことが報告されている(非特許文献2)。
On the other hand, a complex of a polysaccharide having a positive surface charge and a magnetic metal oxide has also been proposed. For example, magnetic particles in which a magnetic metal oxide is coated with diethylaminodextran have been reported (Patent Document 6, Patent Document 7, and Non-Patent Document 1). The cell labeling ability of these complexes was improved as compared with that of the previous complex, but no MRI images in vivo have been reported.
. In addition, iron oxide nanoparticles (ION) produced by adding ammonia water to a mixed aqueous solution of Fe 2+ and Fe 3+ ions containing pullulan and its derivatives and coprecipitating them are rat bone marrow mesenchymal stem cells (MSC). It has been reported that the MRI contrast ability was shown (Non-patent Document 2).

特許第2921984号公報Japanese Patent No. 2921984 特許第2939336号公報Japanese Patent No. 2939336 特許第2726520号公報Japanese Patent No. 2726520 特許第4070150号公報Japanese Patent No. 4070150 特表2002−541218号公報JP-T-2002-541218 特表平9−501675号公報JP-T-9-501675 特開2007−112904号公報JP 2007-112904 A C. Chouly et. al., Journal Microencapsulation, 1996, 13, 3, 245-255C. Chouly et.al., Journal Microencapsulation, 1996, 13, 3, 245-255 城 潤一郎ら、再生医療(日本再生医療学会雑誌)、VOL. 7, Suppl., 290, 2008Junichiro Shiro et al., Regenerative Medicine (Journal of Japanese Society for Regenerative Medicine), VOL. 7, Suppl., 290, 2008

本発明は、従来の多糖磁性粒子複合体に比して、細胞標識能に優れる多糖磁性粒子複合体を提供すること、さらに詳細には、培養液中で安定であり、的確なMRI診断を可能とするMRI造影剤を提供することを課題とする。   The present invention provides a polysaccharide magnetic particle composite that is superior in cell labeling ability compared to conventional polysaccharide magnetic particle composites. More specifically, the present invention is stable in a culture solution and enables accurate MRI diagnosis. It is an object to provide an MRI contrast agent.

本発明者らは、従来の多糖磁性粒子複合体は、培養液中で凝集を起こすため、これが安定した細胞標識を妨げるのではないかと考えた。そこで、本発明者らは、種々の多糖磁性粒子複合体の製造方法、物性などを検討した結果、特定の凝集度を満足する多糖磁性粒子複合体を得ることに成功した。そして、この多糖性粒子複合体は、安定した細胞標識能を有し、そのため優れたMRI造影能を有することを知見し、本発明を完成させた。
さらに、本発明者らは、多糖誘導体の末端アルデヒド(還元末端)がカルボキシル化又はアルコール化されたカチオン性多糖誘導体を用いて得られる複合体は、培養液中で凝集しにくいことを知見し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
The present inventors considered that the conventional polysaccharide magnetic particle complex causes aggregation in the culture medium, and this may prevent stable cell labeling. Thus, as a result of examining the production method and physical properties of various polysaccharide magnetic particle composites, the present inventors have succeeded in obtaining a polysaccharide magnetic particle composite satisfying a specific degree of aggregation. And it discovered that this polysaccharide particle complex had a stable cell labeling ability and therefore an excellent MRI imaging ability, and completed the present invention.
Furthermore, the present inventors have found that a complex obtained by using a cationic polysaccharide derivative in which the terminal aldehyde (reducing end) of the polysaccharide derivative is carboxylated or alcoholated is difficult to aggregate in the culture solution, The present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.

(1)下記性質を有する、カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体、
ウシ胎仔血清を20%含むD−MEM中に、37℃、5%CO2の条件で、24時間静置したときの凝集度が、4.0倍以下である(以下、「本発明の複合体」ともいう。)。(2)カチオン性多糖誘導体の末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されている、(1)に記載の複合体。
(3)磁性金属酸化物をカチオン性多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜6時間加熱して得られる、(1)又は(2)に記載の複合体。
(4)磁性金属酸化物がフェライトである、(1)〜(3)の何れかに記載の複合体。
(5)カチオン性多糖誘導体が、アミノアルキルエーテル化多糖である、(1)〜(4)の何れかに記載の複合体。
(6)多糖が、デキストラン、デキストリン、セルロース、アガロース、デンプン及びプルランから選択される少なくとも1種である、(1)〜(5)の何れかに記載の複合体。(7)カチオン性多糖誘導体の置換度が、0.2〜0.6mol/AGUの範囲内である、(1)〜(6)の何れかに記載の複合体。
(8)下記性質を有する、(1)〜(7)の何れかに記載の複合体、
膵島細胞及び該細胞に対して十分量の複合体を含む、ウシ胎仔血清を20%含むD−MEMに、37℃、5%CO2の条件で、1時間静置したとき、該複合体による細胞1×106個当たりの標識量が、磁性金属酸化物の金属の質量に換算して0.6μg以上である。
(9)カチオン性多糖誘導体を、磁性金属酸化物中の金属1質量部当たり0.05〜20質量部の範囲内で含む、(1)〜(8)の何れかに記載の複合体。
(10)動的光散乱法により測定された平均一次粒子径が5〜100nmの範囲内にある、(1)〜(9)の何れかに記載の複合体。
(11)水ゾルの形態でのT2緩和能力が90〜1000(mM・sec)-1の範囲内にある、(1)〜(10)の何れかに記載の複合体。
(12)細胞又は組織の標識剤である、(1)〜(11)の何れかに記載の複合体。
(13)細胞又は組織が膵島細胞又は膵島である、(12)に記載の複合体。
(14)MRI造影剤である、(12)又は(13)に記載の複合体。
(15)磁性金属酸化物をカチオン性多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜
6時間加熱することを含む、(3)〜(14)の何れかに記載の複合体の製造方法。
(16)前記カチオン性多糖誘導体は、多糖の末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されている、(15)に記載の製造方法。
(17)(1)〜(14)の何れかに記載の複合体の存在下、細胞を培養することを含む、細胞の標識方法。
(1) a complex of a cationic polysaccharide derivative and a magnetic metal oxide having the following properties:
In D-MEM containing 20% fetal bovine serum, the degree of aggregation when left at 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours is 4.0 times or less (hereinafter referred to as “the composite of the present invention”). Also called "body.") (2) The complex according to (1), wherein the terminal aldehyde of the cationic polysaccharide derivative is carboxylated or alcoholated.
(3) The composite according to (1) or (2), obtained by coating a magnetic metal oxide with a cationic polysaccharide derivative and then heating at 50 to 120 ° C. for 5 minutes to 6 hours.
(4) The composite according to any one of (1) to (3), wherein the magnetic metal oxide is ferrite.
(5) The complex according to any one of (1) to (4), wherein the cationic polysaccharide derivative is an aminoalkyl etherified polysaccharide.
(6) The complex according to any one of (1) to (5), wherein the polysaccharide is at least one selected from dextran, dextrin, cellulose, agarose, starch, and pullulan. (7) The complex according to any one of (1) to (6), wherein the degree of substitution of the cationic polysaccharide derivative is within the range of 0.2 to 0.6 mol / AGU.
(8) The composite according to any one of (1) to (7), having the following properties:
When allowed to stand at 37 ° C. and 5% CO 2 for 1 hour in D-MEM containing 20% fetal calf serum containing islet cells and a complex sufficient for the cells, the complex The labeled amount per 1 × 10 6 cells is 0.6 μg or more in terms of the metal mass of the magnetic metal oxide.
(9) The complex according to any one of (1) to (8), comprising the cationic polysaccharide derivative within a range of 0.05 to 20 parts by mass per 1 part by mass of the metal in the magnetic metal oxide.
(10) The composite according to any one of (1) to (9), wherein the average primary particle diameter measured by a dynamic light scattering method is in the range of 5 to 100 nm.
(11) The complex according to any one of (1) to (10), wherein the T 2 relaxation ability in the form of a water sol is in the range of 90 to 1000 (mM · sec) −1 .
(12) The complex according to any one of (1) to (11), which is a labeling agent for cells or tissues.
(13) The complex according to (12), wherein the cell or tissue is an islet cell or an islet.
(14) The complex according to (12) or (13), which is an MRI contrast agent.
(15) After coating the magnetic metal oxide with the cationic polysaccharide derivative, at 50 to 120 ° C. for 5 minutes to
The manufacturing method of the composite_body | complex in any one of (3)-(14) including heating for 6 hours.
(16) The method for producing a cationic polysaccharide derivative according to (15), wherein a terminal aldehyde of the polysaccharide is carboxylated or alcoholized.
(17) A cell labeling method comprising culturing cells in the presence of the complex according to any one of (1) to (14).

本発明の複合体は、培養液中でも長時間凝集せず、安定である。そのため、本発明の複合体により標識した細胞は、安定したMRI造影能を有する。また、本発明の複合体は細胞毒性も低いので、移植細胞のMRI造影剤として好適である。   The complex of the present invention does not aggregate for a long time even in a culture solution and is stable. Therefore, cells labeled with the complex of the present invention have a stable MRI imaging ability. In addition, since the complex of the present invention has low cytotoxicity, it is suitable as an MRI contrast agent for transplanted cells.

以下、本発明の複合体についてさらに詳細に説明する。
本発明の複合体は、カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体であって、下記性質を有することを特徴とする。
ウシ胎仔血清(FBS)を20%含むD−MEM(ダルベッコ改変イーグル培地)中に、37℃、5%CO2の条件で、24時間静置したときの凝集度が、4.0倍以下である。
Hereinafter, the composite of the present invention will be described in more detail.
The complex of the present invention is a complex of a cationic polysaccharide derivative and a magnetic metal oxide, and has the following properties.
Aggregation degree is less than 4.0 times when left in D-MEM (Dulbecco's modified Eagle medium) containing 20% fetal bovine serum (FBS) at 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours. is there.

「D−MEM」は、Gibco BRL社製のD−MEM(Dulbecco' s Modified Eagle Medium)品番11995-065である。
「%」パーセントは体積%を示す。
「凝集度」とは、凝集による複合体のサイズの増加度合いを示す値であり、静置後の凝集塊の平均サイズを平均一次粒子径で除することにより求められる。
ここで、「平均一次粒子径」とは、カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体の個々の粒子(一次粒子)の平均直径である。「凝集塊の平均サイズ」とは、前記一次粒子及びこれが凝集して形成された凝集塊を含む全複合体の平均サイズである。
ここで、複合体の平均一次粒子径及び凝集塊の平均サイズは、動的光散乱法(例えば、Polymer J.,13,1037−1043(1981)参照)により測定される値である。具体的なサンプル調製方法、測定条件は以下のとおりである。
“D-MEM” is D-MEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) product number 11995-065 manufactured by Gibco BRL.
“%” Percent refers to volume%.
The “aggregation degree” is a value indicating the degree of increase in the size of the complex due to aggregation, and is obtained by dividing the average size of the aggregate after standing by the average primary particle diameter.
Here, the “average primary particle diameter” is the average diameter of individual particles (primary particles) of the complex of the cationic polysaccharide derivative and the magnetic metal oxide. The “average size of agglomerates” is the average size of all composites including the primary particles and agglomerates formed by agglomeration of the primary particles.
Here, the average primary particle diameter of the composite and the average size of the aggregate are values measured by a dynamic light scattering method (see, for example, Polymer J., 13, 1037-1043 (1981)). Specific sample preparation methods and measurement conditions are as follows.

(平均一次粒子径の測定におけるサンプル調製)
複合体を金属酸化物中の金属の質量に換算して、0.05mg/mLの濃度となるようにpH9.0のホウ酸バッファーで希釈し、複合体の水性ゾルを得る。
(凝集塊の平均サイズの測定におけるサンプル調製)
複合体を金属酸化物の金属の質量に換算して、0.10mg/mLの濃度となるように、前記ウシ胎仔血清を20%含むD−MEMで希釈し、37℃インキュベータにて24時間静置した後、蒸留水で1/2に希釈して水性ゾルを得る。
(測定条件)
機器名:Autosizer 4700 (Malvern社製)、温度:25℃、測定角度:90℃、波長:514nm
(Sample preparation for measurement of average primary particle size)
The composite is diluted with a borate buffer having a pH of 9.0 to give a concentration of 0.05 mg / mL in terms of the mass of the metal in the metal oxide to obtain an aqueous sol of the composite.
(Sample preparation in measuring the average size of agglomerates)
The complex is diluted with D-MEM containing 20% of the fetal calf serum so as to have a concentration of 0.10 mg / mL in terms of the metal mass of the metal oxide, and is allowed to stand still in a 37 ° C. incubator for 24 hours. And then diluted to 1/2 with distilled water to obtain an aqueous sol.
(Measurement condition)
Device name: Autosizer 4700 (Malvern), temperature: 25 ° C., measurement angle: 90 ° C., wavelength: 514 nm

本発明の複合体の凝集度は、好ましくは3.0倍以下、さらに好ましくは2.0倍以下、さらに好ましくは1.5倍、さらに好ましくは1.0倍以下である。   The aggregation degree of the composite of the present invention is preferably 3.0 times or less, more preferably 2.0 times or less, further preferably 1.5 times, and further preferably 1.0 times or less.

本発明の複合体を構成するカチオン性多糖誘導体は、カチオン性置換基(以下「カチオン基」ともいう。)を有する多糖であって、全体として正の電荷を有するものをいう。
カチオン基としては、例えば、1〜4級アミンを含む基等が挙げられる。好ましくは、3、4級アミンを含む基である。このようなカチオン基としては、アミノアミノアルキルエーテル基、アミノシラン基等が挙げられ、アミノアルキルエーテル基が好ましい。本発
明において、アミノアルキルエーテル基を有する多糖を、「アミノアルキルエーテル化多糖」という。
アミノアルキルエーテル化多糖は、既知の方法を用いて製造することができる。
例えば、Chemistry and Industry,1959,(11),1490−1491、特公昭59−30161号公報等に記載の方法に従い、例えば、多糖の水溶液又は懸濁液にNaOH等のアルカリを添加した後、アミノアルキルハライド若しくは対応するエポキシド、又はアンモニオアルキルハライド若しくは対応するエポキシドを加えて反応することにより行うことができる。
The cationic polysaccharide derivative constituting the complex of the present invention is a polysaccharide having a cationic substituent (hereinafter also referred to as “cation group”) and having a positive charge as a whole.
Examples of the cationic group include a group containing a primary to quaternary amine. Preferably, it is a group containing a quaternary amine. Examples of such cationic groups include aminoaminoalkyl ether groups and aminosilane groups, with aminoalkyl ether groups being preferred. In the present invention, a polysaccharide having an aminoalkyl ether group is referred to as “aminoalkyl etherified polysaccharide”.
Aminoalkyl etherified polysaccharides can be produced using known methods.
For example, according to the method described in Chemistry and Industry, 1959, (11), 1490-1491, Japanese Patent Publication No. 59-30161, etc., for example, after adding an alkali such as NaOH to an aqueous solution or suspension of polysaccharide, amino The reaction can be carried out by adding an alkyl halide or a corresponding epoxide or an ammonioalkyl halide or a corresponding epoxide.

原料多糖としては中性多糖が好ましく、例えば、グルコースポリマーであるデキストラン、デキストリン、デンプン、グリコーゲン、セルロース、カードラン、シゾフィラン、レンチナン、ペスタロチアン、プルラン等;フラクトースポリマーであるイヌリン、レバン等;マンノースポリマーであるマンナン等;ガラクトースポリマーであるアガロース、ガラクタン等;キシロースポリマーであるキシラン、L−アラビノースポリマーであるアラビナン等が挙げられ、中でもデキストラン、デンプン、セルロースが好ましく、特にデキストランが好ましい。また、多糖の重量平均分子量は、通常3000〜10万、好ましくは3000〜7万である。また、末端アルデヒドがカルボキシル化された多糖(酸化多糖)、又は末端アルデヒドがアルコール化された多糖(還元多糖)を用いることが好ましい。末端アルデヒドのカルボキシル化は、アルカリ処理法等により、末端アルデヒドを酸化することにより行うことができる。また、末端アルデヒドのアルコール化は、ナトリウムアマルガムを用いる方法、パラジウムカーボンの存在下に水素ガスを用いる方法、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)を用いる方法等により、末端アルデヒドを還元することにより行うことができる。 Neutral polysaccharides are preferable as the raw material polysaccharide. For example, glucose polymers such as dextran, dextrin, starch, glycogen, cellulose, curdlan, schizophyllan, lentinan, pestarothian, pullulan and the like; fructose polymers such as inulin and levan; mannose polymer Examples include mannan and the like; galactose polymers such as agarose and galactan; xylose polymers such as xylan and L-arabinose polymers such as arabinan, among which dextran, starch and cellulose are preferable, and dextran is particularly preferable. The weight average molecular weight of the polysaccharide is usually 3000 to 100,000, preferably 3000 to 70,000. Further, it is preferable to use a polysaccharide in which the terminal aldehyde is carboxylated (oxidized polysaccharide) or a polysaccharide in which the terminal aldehyde is alcoholated (reduced polysaccharide). Carboxylation of the terminal aldehyde can be performed by oxidizing the terminal aldehyde by an alkali treatment method or the like. The terminal aldehyde is alcoholated by reducing the terminal aldehyde by a method using sodium amalgam, a method using hydrogen gas in the presence of palladium carbon, a method using sodium borohydride (NaBH 4 ), or the like. Can do.

多糖のアミノアルキルエーテル化は、アミノアルキルハライド若しくはこれの対応するエポキシド、又は未置換若しくは置換アンモニオアルキルハライド若しくはこれの対応するエポキシド等のアミノアルキルエーテル化剤を用いて行うことができる。   The aminoalkyl etherification of the polysaccharide can be carried out using an aminoalkyl etherifying agent such as an aminoalkyl halide or its corresponding epoxide, or an unsubstituted or substituted ammonioalkyl halide or its corresponding epoxide.

アミノアルキルハライド若しくはこれの対応するエポキシドは、下記式(I)で表される。   The aminoalkyl halide or its corresponding epoxide is represented by the following formula (I).

式(I)中、
1はアルキレン基を表し、
1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表すか、又は、R1とR2が結合している窒素原子と一緒になって形成され含窒素複素環を表し、
Yはハロゲン原子又はエポキシ基(下記式)を表す。
In formula (I),
A 1 represents an alkylene group,
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, or represent a nitrogen-containing heterocycle formed together with the nitrogen atom to which R 1 and R 2 are bonded,
Y represents a halogen atom or an epoxy group (the following formula).

1で表されるアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。 The alkylene group represented by A 1 is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.

1及びR2の少なくとも一方が炭化水素基を表す場合、該炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよいし、鎖状であっても環状であってもよい。該炭化水素基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、アリール基、アラルキル基である。該炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基である。
1とR2が、これらが結合している窒素原子と一緒になって含窒素複素環を形成する場合、該含窒素複素環としては、例えば、アジリジン、ピロリジン、ピロリン、ピロール、ピペリジン、モルホリン、インドール、インドリン、イソインドリンが挙げられる。該含窒素複素環は、好ましくは5員環又は6員環であり、例えば、ピロリジン、ピロリン、ピペリジン、モルホリンが挙げられる。中でも好ましくは、ピロリジン又はピペリジンである。
When at least one of R 1 and R 2 represents a hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, chained or cyclic. The hydrocarbon group is, for example, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a cycloalkylalkyl group, a cycloalkenylalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
When R 1 and R 2 form a nitrogen-containing heterocycle together with the nitrogen atom to which they are bonded, examples of the nitrogen-containing heterocycle include aziridine, pyrrolidine, pyrroline, pyrrole, piperidine, morpholine. , Indole, indoline, and isoindoline. The nitrogen-containing heterocycle is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and examples thereof include pyrrolidine, pyrroline, piperidine, and morpholine. Of these, pyrrolidine or piperidine is preferable.

アミノアルキルハライド若しくはこれらの対応するエポキシドとして、具体的には、例えば、アミノメチルクロライド、アミノメチルブロマイド、アミノエチルクロライド、アミノプロピルブロマイド、メチルアミノメチルクロライド、メチルアミノメチルブロマイド、エチルアミノエチルクロライド、エチルアミノエチルブロマイド、エチルアミノプロピルクロライド、プロピルアミノプロピルクロライド、ジメチルアミノメチルクロライド、ジメチルアミノエチルクロライド、ジエチルアミノメチルクロライド、ジエチルアミノエチルクロライド、ジエチルアミノエチルブロマイド、ジエチルアミノプロピルクロライド、ジプロピルアミノエチルブロマイド、ジプロピルアミノプロピルクロライド、1−ピロリジニルメチルクロライド、2−(1−ピロリジニル)エチルクロライド、3−(1−ピロリジニル)プロピルクロライド、1−ピペリジニルメチルクロライド、2−(1−ピペリジニル)エチルクロライド、3−(1−ピペリジニル)プロピルクロライド等、若しくはこれらの対応するエポキシドが挙げられる。   Specific examples of aminoalkyl halides or their corresponding epoxides include, for example, aminomethyl chloride, aminomethyl bromide, aminoethyl chloride, aminopropyl bromide, methylaminomethyl chloride, methylaminomethyl bromide, ethylaminoethyl chloride, ethyl Aminoethyl bromide, ethylaminopropyl chloride, propylaminopropyl chloride, dimethylaminomethyl chloride, dimethylaminoethyl chloride, diethylaminomethyl chloride, diethylaminoethyl chloride, diethylaminoethyl bromide, diethylaminopropyl chloride, dipropylaminoethyl bromide, dipropylaminopropyl Chloride, 1-pyrrolidinylmethyl chloride, -(1-pyrrolidinyl) ethyl chloride, 3- (1-pyrrolidinyl) propyl chloride, 1-piperidinylmethyl chloride, 2- (1-piperidinyl) ethyl chloride, 3- (1-piperidinyl) propyl chloride, or the like Of the corresponding epoxides.

未置換若しくは置換アンモニオアルキルハライド若しくはこれの対応するエポキシドは、下記式(II)で表される。   An unsubstituted or substituted ammonioalkyl halide or its corresponding epoxide is represented by the following formula (II).

式(II)中、
2はアルキレン基を表し、
3、R4及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表すか、又はR3、R4及びR5のうちの少なくとも2つがそれらが結合している窒素原子と一緒になって形成された含窒素複素環を表し、
Yはハロゲン原子又はエポキシ基(下記式)を表し、
Zはアニオンを表わす。
In formula (II),
A 2 represents an alkylene group,
R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, or at least two of R 3 , R 4 and R 5 are combined with the nitrogen atom to which they are bonded. Represents a nitrogen-containing heterocycle formed by
Y represents a halogen atom or an epoxy group (following formula),
Z represents an anion.

2で表されるアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。 The alkylene group represented by A 2 is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.

3、R4及びR5の少なくとも一つが炭化水素基を表す場合、該炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよいし、鎖状であっても環状であってもよい。該炭化水素基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、アリール基、アラルキル基である。該炭化水素基は、好ましくは1〜3のアルキル基である。
3、R4及びR5のうちの少なくとも2つが、これらが結合している窒素原子と一緒になって含窒素複素環を形成する場合、該含窒素複素環としては、例えば、アジリジン、ピロリジン、ピロリン、ピロール、ピペリジン、モルホリン、インドール、インドリン、イソインドリンが挙げられる。該含窒素複素環は、好ましくは5員環又は6員環であり、例えば、ピロリジン、ピロリン、ピペリジン、モルホリンが挙げられる。
Zのアニオンとしては、例えば、塩素イオン、フッ素イオン、臭素イオンなどのハロゲンイオン、硝酸イオンなどの無機酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオンなどの有機酸イオンが挙げられる。
When at least one of R 3 , R 4 and R 5 represents a hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and may be a chain or a ring Good. The hydrocarbon group is, for example, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a cycloalkylalkyl group, a cycloalkenylalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The hydrocarbon group is preferably an alkyl group of 1 to 3.
When at least two of R 3 , R 4 and R 5 together with the nitrogen atom to which they are bonded form a nitrogen-containing heterocycle, examples of the nitrogen-containing heterocycle include aziridine and pyrrolidine. , Pyrroline, pyrrole, piperidine, morpholine, indole, indoline, isoindoline. The nitrogen-containing heterocycle is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and examples thereof include pyrrolidine, pyrroline, piperidine, and morpholine.
Examples of the anion of Z include halogen ions such as chlorine ion, fluorine ion and bromine ion, inorganic acid ions such as nitrate ion, and organic acid ions such as formate ion and acetate ion.

未置換若しくは置換アンモニオアルキルハライド若しくはこれの対応するエポキシドとして、具体的には、例えば(ただし、Zのアニオンの表現は省略して記載する)、2−クロロエチルトリメチルアンモニウム、2−クロロエチルトリエチルアンモニウム、2−クロロエチルトリプロピルアンモニウム、2−クロロエチルトリn−ブチルアンモニウム、3−クロロプロピルトリメチルアンモニウム、3−クロロプロピルトリエチルアンモニウム、3−クロロプロピルトリプロピルアンモニウム、3−クロロプロピルトリn−ブチルアンモニウム、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウム、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリn−ブチルアンモニウム、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリiso−ブチルアンモニウム、3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム、3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウム、3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピルトリn−ブチルアンモニウム、3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピルトリiso−ブチルアンモニウム、若しくはこれらの対応するエポキシドが挙げられる。   Specific examples of the unsubstituted or substituted ammonioalkyl halide or the corresponding epoxide thereof include, for example (where the anion of Z is omitted), 2-chloroethyltrimethylammonium, 2-chloroethyltriethyl Ammonium, 2-chloroethyltripropylammonium, 2-chloroethyltrin-butylammonium, 3-chloropropyltrimethylammonium, 3-chloropropyltriethylammonium, 3-chloropropyltripropylammonium, 3-chloropropyltrin-butyl Ammonium, 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium, 3-chloro-2-hydroxypropyltriethylammonium, 3-chloro-2-hydroxypropyltri-n-butylammonium 3-chloro-2-hydroxypropyltriiso-butylammonium, 3-bromo-2-hydroxypropyltrimethylammonium, 3-bromo-2-hydroxypropyltriethylammonium, 3-bromo-2-hydroxypropyltri-n-butylammonium , 3-bromo-2-hydroxypropyltriiso-butylammonium, or their corresponding epoxides.

上記式(I)又は(II)で表されるアミノアルキルエーテル化剤を使用して、多糖のアミノアルキルエーテル化を行うことにより、多糖のヒドロキシ基が下記式(III)又は(IV)で表される基に置換された化合物が得られる。   By performing aminoalkyl etherification of a polysaccharide using the aminoalkyl etherifying agent represented by the above formula (I) or (II), the hydroxy group of the polysaccharide is represented by the following formula (III) or (IV). The compound substituted with the group to be obtained is obtained.

式(III)及び(IV)中、
3及びA4は、それぞれヒドロキシ基で置換されていてもよいアルキレン基を表わし、
1、R2、R3、R4、R5及びZは、前記定義のとおりである。
3及びA4で表されるアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。
また、R1、R2、R3、R4、R5及びZの好ましい範囲も前記のとおりである。
In formulas (III) and (IV),
A 3 and A 4 each represents an alkylene group which may be substituted with a hydroxy group,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and Z are as defined above.
The alkylene group represented by A 3 and A 4 is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
The preferred ranges of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and Z are also as described above.

アミノアルキルエーテル基として、具体的には、例えば、ジメチルアミノメチルエーテル基、ジエチルアミノエチルエーテル基、ジプロピルアミノプロピルエーテル基、ジエチルアミノプロピルエーテル基、2−(1−ピロリジニル)エチルエーテル基、トリメチルアンモニオエチルエーテル基、トリエチルアンモニオエチルエーテル基、トリプロピルアンモニオエチルエーテル基、トリメチルアンモニオプロピルエーテル基、トリエチルアンモニオプロピルエーテル基、トリメチルアンモニオ−2−ヒドロキシプロピルエーテル基、トリエチルアンモニオ−2−ヒドロキシプロピルエーテル基が挙げられる。
特に、ジエチルアミノエチルエーテル基、ジメチルアミノメチルエーテル基、ジプロピルアミノプロピルエーテル基、トリメチルアンモニオ−2−ヒドロキシプロピルエーテル基、トリエチルアンモニオ−2−ヒドロキシプロピルエーテル基、トリプロピルアンモニオ−2−ヒドロキシプロピルエーテル基が好適である。
Specific examples of the aminoalkyl ether group include a dimethylaminomethyl ether group, a diethylaminoethyl ether group, a dipropylaminopropyl ether group, a diethylaminopropyl ether group, a 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl ether group, and a trimethylammonio group. Ethyl ether group, triethylammonioethyl ether group, tripropylammonioethyl ether group, trimethylammoniopropyl ether group, triethylammoniopropyl ether group, trimethylammonio-2-hydroxypropyl ether group, triethylammonio-2- A hydroxypropyl ether group is mentioned.
In particular, diethylaminoethyl ether group, dimethylaminomethyl ether group, dipropylaminopropyl ether group, trimethylammonio-2-hydroxypropyl ether group, triethylammonio-2-hydroxypropyl ether group, tripropylammonio-2-hydroxy Propyl ether groups are preferred.

前記式(III)で表されるアミノアルキルエーテル基のアミノ基は、塩の形で存在することができる。無機酸塩として、例えば、塩酸塩、フッ化水素酸塩、臭化水素酸塩、硝酸塩等;有機酸塩として、例えば、ギ酸塩、酢酸塩等が挙げられる。
なお、前記式(IV)で示されるような、アミノアルキルエーテル基を有するアミノアルキルエーテル化多糖は、上述したように、前記式(II)で表されるアミノアルキルエーテル化剤を用いて製造することもできるが、前記式(I)で表されるアミノアルキルエーテル化剤を用いて前記式(III)で表されるアミノアルキルエーテル基で置換した後、該アミノアルキルエーテル基のアミノ基を、例えば未置換若しくは置換アルキルハライドと反応させることによりアンモニウム塩に変換することによって製造することもできる。
The amino group of the aminoalkyl ether group represented by the formula (III) can exist in the form of a salt. Examples of inorganic acid salts include hydrochloride, hydrofluoride, hydrobromide, and nitrate; examples of organic acid salts include formate and acetate.
The aminoalkyl etherified polysaccharide having an aminoalkyl ether group as represented by the formula (IV) is produced using the aminoalkyl etherifying agent represented by the formula (II) as described above. However, after substitution with the aminoalkyl ether group represented by the formula (III) using the aminoalkyl etherifying agent represented by the formula (I), the amino group of the aminoalkyl ether group is For example, it can be produced by converting it to an ammonium salt by reacting with an unsubstituted or substituted alkyl halide.

本発明の複合体に用いるカチオン性多糖誘導体は、好ましくは、末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されている。このようなカチオン性多糖誘導体を用いることにより、上述した4.0倍以下の凝集度を達成することができる。このようなカチオン性多糖誘導体は、例えば、上述したように、これを製造する原料の多糖として、末端アルデヒドがカルボキシル化された多糖(酸化多糖)又は末端アルデヒドがアルコール化された多糖(還元多糖)を用いることにより、得ることができる。   In the cationic polysaccharide derivative used in the complex of the present invention, the terminal aldehyde is preferably carboxylated or alcoholated. By using such a cationic polysaccharide derivative, the degree of aggregation of 4.0 times or less can be achieved. Such a cationic polysaccharide derivative is, for example, as described above, as a raw material polysaccharide for producing it, a polysaccharide in which a terminal aldehyde is carboxylated (oxidized polysaccharide) or a polysaccharide in which a terminal aldehyde is alcoholized (reduced polysaccharide). Can be obtained.

本発明の複合体に用いるカチオン性多糖誘導体は、好ましくは水溶性である。
また、カチオン性多糖誘導体の置換度は、好ましくは0.2〜0.6mol/AGU、さらに好ましくは約0.2〜0.4mol/AGUの範囲内にある。AGUは、無水グルコース単位を示す。本発明の複合体を細胞の標識剤として使用する場合、このような範囲の置換度とすることにより、高い細胞標識量が得られる。
カチオン性基が、前記アミノアルキルエーテル基である場合には、置換度は次のようにして測定される。
The cationic polysaccharide derivative used in the complex of the present invention is preferably water-soluble.
The degree of substitution of the cationic polysaccharide derivative is preferably in the range of 0.2 to 0.6 mol / AGU, more preferably about 0.2 to 0.4 mol / AGU. AGU indicates anhydroglucose unit. When the complex of the present invention is used as a cell labeling agent, a high cell labeling amount can be obtained by setting the substitution degree within such a range.
When the cationic group is the aminoalkyl ether group, the degree of substitution is measured as follows.

(アミノアルキルエーテル基の置換度の測定)
日本薬局方(第12改正、1991年)、一般試験法、第30項、窒素定量法に記載の方法に従って、その窒素含量を測定し、アミノアルキルエーテル基の置換度を計算する。
(Measurement of substitution degree of aminoalkyl ether group)
The nitrogen content is measured according to the method described in Japanese Pharmacopoeia (Twelfth Amendment, 1991), General Test Method, Item 30, Nitrogen Determination Method, and the degree of substitution of aminoalkyl ether groups is calculated.

また、カチオン性多糖誘導体のヒドロキシル基の一部は、多糖誘導体のカチオン性を損なわない程度であれば、アニオン性置換基(アニオン基)又はノニオン性置換基(ノニオン基)で置換されていてもよい。アニオン基としては、カルボキシル基、硫酸基、リン酸基が挙げられる。また、ノニオン基としては、メトキシル基、エトキシル基が挙げられる。   In addition, a part of the hydroxyl group of the cationic polysaccharide derivative may be substituted with an anionic substituent (anionic group) or a nonionic substituent (nonionic group) as long as the cationicity of the polysaccharide derivative is not impaired. Good. Examples of the anionic group include a carboxyl group, a sulfate group, and a phosphate group. Examples of the nonionic group include a methoxyl group and an ethoxyl group.

本発明の複合体を構成する磁性金属酸化物は、強磁性の粒子である。
そのような磁性金属酸化物としては、例えば、下記式(V)で表される化合物が挙げられる。
(MIIO)l・M2 III3 (V)
式(V)中、
IIは2価の金属原子を表わし、
IIIは3価の金属原子を表わし、
lは0〜1の範囲内の実数を表す。
The magnetic metal oxide constituting the composite of the present invention is a ferromagnetic particle.
Examples of such a magnetic metal oxide include a compound represented by the following formula (V).
(M II O) l・ M 2 III O 3 (V)
In formula (V),
M II represents a divalent metal atom,
M III represents a trivalent metal atom,
l represents a real number within the range of 0-1.

上記式(V)において、2価の金属原子MIIとしては、例えば、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、これらは単独で使用することもでき、あるいは2種以上併用することもできる。また、3価の金属原子MIIIとしては、例えば、アルミニウム、鉄、イットリウム、ネオジウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で使用するか、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。 In the above formula (V), the divalent metal atom M II, for example, magnesium, calcium, manganese, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, strontium, barium, and the like. These may be used alone Or two or more of them can be used in combination. Examples of the trivalent metal atom MIII include aluminum, iron, yttrium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. it can.

磁性金属酸化物は、上記式(V)で表される化合物中、好ましくは、MIIIが3価の鉄である磁性金属酸化物、すなわち下記式で示されるフェライトである。
(MIIO)m・Fe23 (V−1)
式(V)中、
IIは2価の金属原子を表わし、
mは0〜1の範囲内の実数である。
Among the compounds represented by the above formula (V), the magnetic metal oxide is preferably a magnetic metal oxide in which M III is trivalent iron, that is, a ferrite represented by the following formula.
(M II O) m · Fe 2 O 3 (V-1)
In formula (V),
M II represents a divalent metal atom,
m is a real number within the range of 0-1.

ここで、MIIとしては前記式(V)において挙げたのと同じ金属原子を挙げることができる。特に、MIIが2価の鉄である場合の上記式(V−1)の磁性金属酸化物、すなわち下記式(V−2)で表される磁性酸化鉄が好ましい。
(FeO)n・Fe23 (V−2)
式(V−2)中、nは0〜1の範囲内の実数である。
Here, examples of M II include the same metal atoms as mentioned in the formula (V). In particular, the magnetic metal oxide represented by the above formula (V-1) when M II is divalent iron, that is, the magnetic iron oxide represented by the following formula (V-2) is preferable.
(FeO) n · Fe 2 O 3 (V-2)
In formula (V-2), n is a real number within the range of 0-1.

なお、上記式(V−2)において、n=0の場合はγ−酸化鉄(γ−Fe23)であり、また、n=1の場合はマグネタイト(Fe34)である。なお、磁性金属酸化物には、結晶水を有する磁性金属酸化物も包含される。 In the above formula (V-2), when n = 0, it is γ-iron oxide (γ-Fe 2 O 3 ), and when n = 1, it is magnetite (Fe 3 O 4 ). The magnetic metal oxide includes a magnetic metal oxide having crystal water.

本発明の複合体は保磁力が小さく、超常磁性であることが好ましい。一般に、磁性体の磁化は粒子径の減少に従って減少し、粒子径が10nm以下になるとその傾向が強くなる。また、磁性体の保磁力も、粒子径の減少に伴って減少する。
従って、磁性金属酸化物の粒子径は、好ましくは2〜20nm、さらに好ましくは3〜15nm、さらに好ましくは3〜10nmの範囲内にある。
The composite of the present invention preferably has a small coercive force and is superparamagnetic. In general, the magnetization of a magnetic material decreases as the particle diameter decreases, and this tendency becomes stronger when the particle diameter becomes 10 nm or less. Further, the coercive force of the magnetic material also decreases as the particle diameter decreases.
Therefore, the particle diameter of the magnetic metal oxide is preferably in the range of 2 to 20 nm, more preferably 3 to 15 nm, and further preferably 3 to 10 nm.

本発明の複合体は、例えば、末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されているカチオン性多糖誘導体を用いる方法により製造することができる。これ以外の条件は、通常知られている条件でよい。例えば、下記のようにして製造することができる。
水系でカチオン性多糖誘導体の存在下に、2価の金属塩及び3価の金属塩の混合金属塩水溶液と塩基性水溶液とを混合反応させ、1工程で本発明の複合体を得る。金属塩としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸から選ばれる1種との塩が挙げられる。通常、塩酸との塩が好ましい。各物質の添加順序は特に制限されない。
The complex of the present invention can be produced, for example, by a method using a cationic polysaccharide derivative in which a terminal aldehyde is carboxylated or alcoholated. Conditions other than this may be known conditions. For example, it can be produced as follows.
In the presence of a cationic polysaccharide derivative in an aqueous system, a mixed metal salt aqueous solution of a divalent metal salt and a trivalent metal salt is mixed with a basic aqueous solution to obtain the complex of the present invention in one step. Examples of the metal salt include a salt with one kind selected from mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid. Usually, a salt with hydrochloric acid is preferred. The addition order of each substance is not particularly limited.

上記の混合金属塩水溶液の調製には、例えば、前記式(V)におけるMIIが2価の鉄であり、且つMIIIが3価の鉄の場合には、第1鉄塩と第2鉄塩を、好ましくは約1:4〜約3:1(モル比)、さらに好ましくは約1:3〜約1:1(モル比)の割合で水性溶媒に溶解する。この場合、第1鉄塩の一部、例えば約半量を他の2価金属塩、例えばマグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、ストロンチュウム、バリウム等の少なくとも1種の金属の塩と置き換えることができる。混合金属塩水溶液の金属塩濃度は特に制限されないが、通常0.1〜5M、好ましくは0.5〜3Mの範囲内が適当である。 For preparing the above mixed metal salt aqueous solution, for example, when M II in the formula (V) is divalent iron and M III is trivalent iron, ferrous salt and ferric iron are used. The salt is preferably dissolved in the aqueous solvent at a ratio of about 1: 4 to about 3: 1 (molar ratio), more preferably about 1: 3 to about 1: 1 (molar ratio). In this case, a part of the ferrous salt, for example, about half of the other divalent metal salt, for example, magnesium, calcium, manganese, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, strontium, barium, etc. is used. It can be replaced with a metal salt. The metal salt concentration of the mixed metal salt aqueous solution is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5M, preferably 0.5 to 3M.

上記塩基性水溶液に含まれる塩基としては、例えば、NaOH、KOH等のアルカリ金属水酸化物;アンモニア;トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。通常NaOHを使用することが好ましい。塩基性水溶液の濃度も広範囲に渡り変えることができるが、通常約0.1〜10N、好ましくは約1〜5Nの範囲内である。また、混合金属塩水溶液と塩基性水溶液の混合比は、好ましくは、混合金属塩水溶液と塩基性水溶液の混合反応液のpHがほぼ中性〜pH12になる比、すなわち金属塩と塩基との比が約1:1〜約1:1.4(規定比)となるような量である。   Examples of the base contained in the basic aqueous solution include at least one selected from alkali metal hydroxides such as NaOH and KOH; ammonia; amines such as trimethylamine and triethylamine. It is usually preferred to use NaOH. The concentration of the basic aqueous solution can also be varied over a wide range, but is usually in the range of about 0.1 to 10N, preferably about 1 to 5N. The mixing ratio of the mixed metal salt aqueous solution and the basic aqueous solution is preferably such that the pH of the mixed reaction solution of the mixed metal salt aqueous solution and the basic aqueous solution is approximately neutral to pH 12, that is, the ratio of the metal salt to the base. Is about 1: 1 to about 1: 1.4 (specified ratio).

他方、カチオン性多糖誘導体の量は、用いる金属塩中の金属の質量を基準にして、好ましくは約1〜40倍とすることができる。また、カチオン性多糖誘導体水溶液の濃度も厳密に制限されるものではないが、通常約1〜70w/v%、好ましくは約5〜60w/v%の範囲内である。各水溶液の添加及び混合は、撹拌下に通常約0〜100℃、好ましくは約20〜80℃の非加熱又は加熱下に行うことができ、必要なら塩基又は酸を添加してpHを調整する。
これにより、磁性金属酸化物がカチオン性多糖誘導体で被覆される。
On the other hand, the amount of the cationic polysaccharide derivative can be preferably about 1 to 40 times based on the mass of the metal in the metal salt used. Further, the concentration of the aqueous solution of the cationic polysaccharide derivative is not strictly limited, but is usually about 1 to 70 w / v%, preferably about 5 to 60 w / v%. Addition and mixing of each aqueous solution can be carried out under stirring, usually without heating or heating at about 0 to 100 ° C., preferably about 20 to 80 ° C. If necessary, the pH is adjusted by adding a base or an acid. .
As a result, the magnetic metal oxide is coated with the cationic polysaccharide derivative.

上記のように磁性金属酸化物がカチオン性多糖誘導体で被覆した後、好ましくは得られた反応液を加熱する。加熱は、50〜120℃、好ましくは70〜110℃、さらに好ましくは90〜105℃の温度で、5分〜6時間、好ましくは30分〜3時間、さらに好ましくは1〜2時間行う。この工程を経ることにより、複合体のT2緩和能力が向上する。 After the magnetic metal oxide is coated with the cationic polysaccharide derivative as described above, the obtained reaction solution is preferably heated. The heating is performed at a temperature of 50 to 120 ° C., preferably 70 to 110 ° C., more preferably 90 to 105 ° C., for 5 minutes to 6 hours, preferably 30 minutes to 3 hours, more preferably 1 to 2 hours. By passing through this step, the T 2 relaxation ability of the composite is improved.

上記の混合反応、加熱は、空気雰囲気下で行うことができるが、所望によりN2及びArガス等の不活性ガス並びにH2ガス等の還元性ガス、又はO2ガス等の酸化性ガス下で行うこともできる。
こうして得られた反応液は、精製し、所望ならば、pH調整、濃縮、濾過、更には乾燥
することができる。
The above mixing reaction and heating can be performed in an air atmosphere, but if desired, under an inert gas such as N 2 and Ar gas, a reducing gas such as H 2 gas, or an oxidizing gas such as O 2 gas. Can also be done.
The reaction solution thus obtained can be purified and, if desired, adjusted to pH, concentrated, filtered, and dried.

本発明の複合体におけるカチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物の比率は、磁性金属酸化物の粒子径やカチオン性多当誘導体の分子量に応じて、広い範囲内で変えることができる。通常は、磁性金属酸化物中の金属1質量部当たり、カチオン性多糖誘導体を0.05〜20質量部、好ましくは0.2〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜5質量部、更に好ましくは1〜3質量部含む。
ここで、磁性金属酸化物中の金属の質量は、原子吸光光度法で測定する。すなわち、複合体に少量の水の存在下に塩酸を添加し、含まれる金属を完全に塩化物まで分解した後、適当に希釈し、各金属の基準液との間で特定の波長の吸光度を比較して、金属含有量を求める。
また、複合体中のカチオン性多糖誘導体の含量は、Analytical Chem.,25,1656(1953)に準拠し、硫酸−アントロン法で測定する。すなわち、複合体ゾルを適当に希釈した液に硫酸−アントロン試液を加えて発色させ、吸光度を測定する。同時に複合体の製造に用いたカチオン性多糖誘導体を基準物質として、同様に発色させ、吸光度を測定し、両者の吸光度の比率から複合体中のカチオン性多糖誘導体の含有量を求める。
The ratio of the cationic polysaccharide derivative to the magnetic metal oxide in the complex of the present invention can be varied within a wide range depending on the particle diameter of the magnetic metal oxide and the molecular weight of the cationic polyvalent derivative. Usually, the cationic polysaccharide derivative is 0.05 to 20 parts by weight, preferably 0.2 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 1 part by weight of the metal in the magnetic metal oxide. Preferably it contains 1-3 mass parts.
Here, the mass of the metal in the magnetic metal oxide is measured by atomic absorption spectrophotometry. That is, hydrochloric acid is added to the complex in the presence of a small amount of water, and the contained metal is completely decomposed to chloride, then diluted appropriately, and the absorbance at a specific wavelength between each metal reference solution is obtained. In comparison, the metal content is determined.
In addition, the content of the cationic polysaccharide derivative in the complex was determined according to Analytical Chem. , 25, 1656 (1953) and measured by the sulfuric acid-anthrone method. That is, a sulfuric acid-anthrone test solution is added to a solution obtained by appropriately diluting the composite sol to cause color development, and the absorbance is measured. At the same time, using the cationic polysaccharide derivative used in the production of the complex as a reference substance, the color is developed in the same manner, the absorbance is measured, and the content of the cationic polysaccharide derivative in the complex is determined from the ratio of the absorbances of the two.

本発明の複合体の平均一次粒子径は、好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは10〜75nmの範囲内にある。平均一次粒子径の定義は、上述したとおりである。また、平均一次粒子径の測定方法及び測定条件も上述したとおりである。   The average primary particle size of the composite of the present invention is preferably in the range of 5 to 100 nm, more preferably 10 to 75 nm. The definition of the average primary particle diameter is as described above. Moreover, the measuring method and measuring conditions of the average primary particle diameter are also as described above.

本発明の複合体は単なる混合物ではなく、磁性金属酸化物とカチオン性多糖誘導体との化合物である。このことは、例えば、反応後に貧溶媒を添加すると、本発明の複合体が優先的に析出してくること及び本発明の複合体の水性ゾルを分画すると、糖と金属を含む複合体と遊離の多糖誘導体に分離できること等から理解できる。   The complex of the present invention is not a simple mixture but a compound of a magnetic metal oxide and a cationic polysaccharide derivative. This is because, for example, when a poor solvent is added after the reaction, the complex of the present invention is preferentially precipitated, and when the aqueous sol of the complex of the present invention is fractionated, a complex containing sugar and metal It can be understood from the fact that it can be separated into free polysaccharide derivatives.

なお、カチオン性多糖誘導体の末端アルデヒドをカルボキシル化又はアルコール化する方法は、カチオン性多糖磁性粒子複合体の安定性を高める方法、安定したカチオン性多糖磁性粒子複合体を製造する方法として使用できる。また、磁性金属酸化物を多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜6時間加熱する方法は、カチオン性多糖磁性粒子複合体のT2緩和能力を高める方法、高いT2緩和能力を有するカチオン性多糖磁性粒子複合体を製造する方法として使用できる。この場合の好ましい温度及び加熱時間は、上記と同様である。 In addition, the method of carboxylating or alcoholating the terminal aldehyde of the cationic polysaccharide derivative can be used as a method for improving the stability of the cationic polysaccharide magnetic particle composite or a method for producing a stable cationic polysaccharide magnetic particle composite. In addition, the method of heating the magnetic metal oxide with a polysaccharide derivative and then heating at 50 to 120 ° C. for 5 minutes to 6 hours is a method for increasing the T 2 relaxation ability of the cationic polysaccharide magnetic particle composite, and a high T 2 relaxation ability. It can be used as a method for producing a cationic polysaccharide magnetic particle composite having The preferable temperature and heating time in this case are the same as described above.

また、本発明の複合体は、下記性質を有することが好ましい。
膵島細胞及び該細胞に対して十分量の複合体を含む、ウシ胎仔血清を20%含むD−MEMに、37℃、5%CO2の条件で、1時間静置したとき、該複合体による細胞1×106個当たりの標識量が、磁性金属酸化物の金属の質量に換算して0.6μg以上、好ましくは0.8μg以上、さらに好ましくは1.0μg以上である。
ここで、「膵島細胞」は、哺乳類由来であり、好ましくはマウス由来又はラット由来である。膵島細胞は、哺乳類の膵島から分離することができる。分離方法として、例えばJoo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006を参照することができる。また、マウス膵島由来癌細胞株「MIN6」(Ishihara H et al., Diabetologia. 1993 Nov;36(11):1139-45、Jun-ichi Miyazaki et al., Endocrinology, Vol. 127, No. 1, 126-132等参照)を膵島細胞として使用することができる。
「該細胞に対して十分量の該複合体を含む」とは、前記ウシ胎仔血清を20%含むD−MEM 3ml中の2×106個の該細胞に対して、磁性金属酸化物中の金属の質量に換算して300μgの該複合体が存在する条件をいう。
Moreover, it is preferable that the composite_body | complex of this invention has the following property.
When allowed to stand at 37 ° C. and 5% CO 2 for 1 hour in D-MEM containing 20% fetal calf serum containing islet cells and a complex sufficient for the cells, the complex The labeling amount per 1 × 10 6 cells is 0.6 μg or more, preferably 0.8 μg or more, more preferably 1.0 μg or more in terms of the metal mass of the magnetic metal oxide.
Here, “islet cells” are derived from mammals, preferably from mice or rats. Islet cells can be isolated from mammalian islets. For example, Joo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006 can be referred to as the separation method. In addition, the mouse pancreatic islet-derived cancer cell line “MIN6” (Ishihara H et al., Diabetologia. 1993 Nov; 36 (11): 1139-45, Jun-ichi Miyazaki et al., Endocrinology, Vol. 127, No. 1, 126-132 etc.) can be used as islet cells.
“Containing sufficient amount of the complex for the cells” means that 2 × 10 6 cells in 3 ml of D-MEM containing 20% of the fetal bovine serum are contained in a magnetic metal oxide. It refers to the condition in which 300 μg of the complex exists in terms of metal mass.

本発明の複合体の水ゾルの形態でのT2緩和能力は、好ましくは90〜1000(mM
・sec)-1、さらに好ましくは90〜300(mM・sec)-1の範囲内にある。ここで、「水ゾル」とは、蒸留水を溶媒に用いて作製したゾルである。
「T2緩和能力」は、本発明の複合体を種々の濃度で含む水ゾルと溶媒の蒸留水について、20MHz(磁場が約0.5テスラ)のパルスNMRでT2緩和時間を測定し(水ゾル調製直後)、得られるT2緩和時間の逆数、1/T2(単位:1/sec)と測定試料中の金属濃度(単位:mM)との関係をグラフにプロットし、最小自乗法で求めた直線の傾きから求められる(単位:1/mM・sec)。このような範囲T2緩和能力は、例えば、磁性金属酸化物をカチオン性多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜6時間加熱することにより得ることができる。
The T 2 relaxation capacity of the complex of the present invention in the form of water sol is preferably 90 to 1000 (mM).
• sec) −1 , more preferably in the range of 90 to 300 (mM · sec) −1 . Here, the “water sol” is a sol produced using distilled water as a solvent.
“T 2 relaxation capability” is a measurement of T 2 relaxation time by pulsed NMR at 20 MHz (magnetic field is about 0.5 Tesla) for water sol containing various concentrations of the complex of the present invention and solvent distilled water. Plot the relationship between the reciprocal of the obtained T 2 relaxation time, 1 / T 2 (unit: 1 / sec), and the metal concentration (unit: mM) in the measurement sample on the graph, and use the least square method. (Unit: 1 / mM · sec). Such range T 2 relaxation ability can be obtained, for example, by coating a magnetic metal oxide with a cationic polysaccharide derivative and then heating at 50 to 120 ° C. for 5 minutes to 6 hours.

本発明の複合体は、水性ゾルの形態で、メカニカルシール材、磁気クラッチ、磁気インクなどの工業分野にも使用することができるが、好ましくは生物学分野及び医療分野において、細胞又は組織の標識剤に用いる。これは、本発明の複合体が培養液中で凝集しないため細胞への取り込み効率が高い、細胞毒性が低いなどの利点を有するためである。中でも、移植用の細胞又は組織の標識剤、特に移植用の膵島細胞又は膵島の標識剤として用いることが好ましい。また、本発明の複合体は、特にMRI造影剤であることが好ましい。   The composite of the present invention can be used in industrial fields such as mechanical seal materials, magnetic clutches, and magnetic inks in the form of an aqueous sol. Used in preparations. This is because the complex of the present invention does not aggregate in the culture solution and thus has advantages such as high uptake efficiency into cells and low cytotoxicity. Among them, it is preferable to use as a labeling agent for cells or tissues for transplantation, particularly as a labeling agent for islet cells or islets for transplantation. The complex of the present invention is particularly preferably an MRI contrast agent.

本発明の複合体を移植用の細胞又は組織の標識剤として使用する場合には、通常、複合体を水性ゾルの形態とする。この際、複合体の濃度は広範囲に渡って変えることができるが、磁性金属酸化物中の金属の量に換算して、通常0.1mmol/L〜1mol/L、好ましくは1〜5mmol/Lの範囲内である。また、水性ゾルの調製に際しては、例えば、D−MEM等の培地を溶媒として用いることができ、該培地は血清を含んでいてもよい。例えば、ウシ胎仔血清(FBS)を40体積%以下、好ましくは20体積%以下含んでいてもよい。このような培養液を溶媒として用いることにより、細胞、特に膵臓細胞、又は組織への複合体の取り込み効率が向上する。また、抗菌剤及び/又は抗真菌剤を添加することもできる。
このような水性ゾル中で、細胞又は組織を培養することにより、細胞又は組織を複合体で標識する。この場合の複合体の投与量は、細胞1×106個当たり、磁性金属酸化物の金属の質量に換算して75〜300μg程度が好ましい。培養の条件は、細胞又は組織の種類により適切な条件を選択することができる。膵島細胞の場合には、通常、30〜39℃、2〜5%CO2下で、0.5〜24時間培養する。
When the complex of the present invention is used as a labeling agent for cells or tissues for transplantation, the complex is usually in the form of an aqueous sol. At this time, the concentration of the composite can be varied over a wide range, but is usually 0.1 mmol / L to 1 mol / L, preferably 1 to 5 mmol / L in terms of the amount of metal in the magnetic metal oxide. Is within the range. In preparing the aqueous sol, a medium such as D-MEM can be used as a solvent, and the medium may contain serum. For example, fetal bovine serum (FBS) may be contained in an amount of 40% by volume or less, preferably 20% by volume or less. By using such a culture solution as a solvent, the efficiency of uptake of the complex into cells, particularly pancreatic cells or tissues, is improved. Moreover, an antibacterial agent and / or an antifungal agent can also be added.
By culturing cells or tissues in such an aqueous sol, the cells or tissues are labeled with the complex. The dose of the complex in this case is preferably about 75 to 300 μg per 1 × 10 6 cells in terms of the metal mass of the magnetic metal oxide. As the culture conditions, appropriate conditions can be selected depending on the type of cells or tissues. In the case of islet cells, the cells are usually cultured at 30 to 39 ° C. and 2 to 5% CO 2 for 0.5 to 24 hours.

また、本発明の複合体で標識した細胞又は組織を移植し、MRI診断を行う場合には、1×106個以上の標識した細胞を移植することが望ましい。 In addition, when transplanting cells or tissues labeled with the complex of the present invention and conducting MRI diagnosis, it is desirable to transplant 1 × 10 6 or more labeled cells.

<1>カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体の合成
(A)カチオン性多糖誘導体の調製
各種の多糖100gを水100mLに溶解し、これに水酸化ナトリウム、及びカチオン化剤(DEAE−Cl:ジエチルアミノエチルクロライド又はSY-GTA80(阪本薬品工業社製):グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド)を約30℃以下で加えた後、約60℃で2〜3時間撹拌する。水100mLを加え冷却し、塩酸を加えてpHを8に調整する。使用した多糖類とカチオン基の置換率に応じて、反応液の1.5〜2.5倍のメタノール及びアセトンを撹拌下に添加し、目的物を析出させる。析出物を水500mLに再溶解しメタノール及びアセトンを加えて目的物を析出させる操作を更に3回繰り返し、得られた析出物を水500mLに溶解し、水酸化ナトリウムを用いてpH8とした後、グラスフィルターでろ過、減圧濃縮し、凍結乾燥してカチオン性多糖(塩酸塩)を得る。
表1に、使用した原料及び試薬、カチオン性多糖誘導体の収量及び置換度を示す。
<1> Synthesis of Complex of Cationic Polysaccharide Derivative and Magnetic Metal Oxide (A) Preparation of Cationic Polysaccharide Derivative 100 g of various polysaccharides are dissolved in 100 mL of water, and sodium hydroxide and a cationizing agent (DEAE) are dissolved therein. -Cl: diethylaminoethyl chloride or SY-GTA80 (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd .: glycidyltrimethylammonium chloride) is added at about 30 ° C. or lower, and then stirred at about 60 ° C. for 2 to 3 hours. Add 100 mL of water, cool, and adjust the pH to 8 by adding hydrochloric acid. Depending on the polysaccharide and cation group substitution rate used, 1.5 to 2.5 times the methanol and acetone of the reaction solution are added with stirring to precipitate the desired product. The operation of re-dissolving the precipitate in 500 mL of water and adding methanol and acetone to precipitate the target product was further repeated three times, and the resulting precipitate was dissolved in 500 mL of water and adjusted to pH 8 using sodium hydroxide. Filtration through a glass filter, concentration under reduced pressure, and lyophilization yield a cationic polysaccharide (hydrochloride).
Table 1 shows the raw materials and reagents used, and the yield and degree of substitution of the cationic polysaccharide derivative.

(B)複合体の合成
[実施例6、9、10、比較例1、2]
(A)で調製した多糖No.1、3、4、5、7のカチオン性多糖11.3〜22.6gを水40mLに溶解し、撹拌下室温で窒素置換した。これに、1M塩化第二鉄溶液8.8mLに塩化第一鉄4水塩0.9gを溶解した混合鉄塩溶液を加え、更に1.5規定水酸化ナトリウム溶液を、約pH11まで添加した。次いで塩酸を加えてpHを調整した後、遠心分離した。なお、比較例2については遠心により大量の沈殿が発生したため、以降の操作を行わなかった。
得られた溶液を蒸留水又はpH9のホウ酸バッファーを溶媒とした限外濾過精製、及びアセトン添加による複合体の優先的な析出により精製し、遊離のカチオン性多糖及び塩類を十分に除去した。得られた溶液をメンブランフィルター(ポアーサイズ0.20μm)でろ過し、アンプルに充填した。
(B) Synthesis of complex [Examples 6, 9, and 10, Comparative Examples 1 and 2]
Polysaccharide No. 1 prepared in (A). The cationic polysaccharides 11.3 to 22.6 g of 1, 3, 4, 5, and 7 were dissolved in 40 mL of water and purged with nitrogen at room temperature with stirring. To this was added a mixed iron salt solution in which 0.9 g of ferrous chloride tetrahydrate was dissolved in 8.8 mL of 1M ferric chloride solution, and 1.5 N sodium hydroxide solution was further added to about pH 11. Next, hydrochloric acid was added to adjust the pH, followed by centrifugation. In Comparative Example 2, since a large amount of precipitate was generated by centrifugation, the subsequent operation was not performed.
The obtained solution was purified by ultrafiltration purification using distilled water or a borate buffer of pH 9 as a solvent, and preferential precipitation of the complex by addition of acetone to sufficiently remove free cationic polysaccharides and salts. The resulting solution was filtered through a membrane filter (pore size 0.20 μm) and filled into an ampoule.

[実施例1〜5、7、8]
(A)で調製した多糖No.1〜6、8のカチオン性多糖11.3〜22.6gを水40mLに溶解し、撹拌下室温で窒素置換した。これに、1M塩化第二鉄溶液8.8mLに塩化第一鉄4水塩0.9gを溶解した混合鉄塩溶液を加え、更に1.5規定水酸化ナトリウム溶液を、約pH11まで添加した。次いで塩酸を加えてpHを調整した後、100〜103℃で1.5時間加熱還流して、冷後遠心分離した。得られた溶液を蒸留水又はpH9のホウ酸バッファーを溶媒とした限外濾過精製、及びアセトン添加による複合体の優先的な析出により精製し、遊離のカチオン性多
糖及び塩類を十分に除去した。得られた溶液をメンブランフィルター(ポアーサイズ0.20μm)でろ過し、アンプルに充填した。
[Examples 1-5, 7, 8]
Polysaccharide No. 1 prepared in (A). 1 to 6 and 8 cationic polysaccharides 11.3 to 22.6 g were dissolved in 40 mL of water and purged with nitrogen at room temperature with stirring. To this was added a mixed iron salt solution in which 0.9 g of ferrous chloride tetrahydrate was dissolved in 8.8 mL of 1M ferric chloride solution, and 1.5 N sodium hydroxide solution was further added to about pH 11. Next, hydrochloric acid was added to adjust the pH, and the mixture was heated to reflux at 100 to 103 ° C. for 1.5 hours, cooled and centrifuged. The obtained solution was purified by ultrafiltration purification using distilled water or a borate buffer of pH 9 as a solvent, and preferential precipitation of the complex by addition of acetone to sufficiently remove free cationic polysaccharides and salts. The resulting solution was filtered through a membrane filter (pore size 0.20 μm) and filled into an ampoule.

[比較例3]
上記多糖No.9の多糖誘導体86gを水240mLに溶解し、撹拌下80℃に加熱しながら窒素置換した。これに、1M塩化第二鉄溶液184mLに塩化第一鉄4水塩18gを溶解した混合鉄塩溶液を加え、更に3規定水酸化ナトリウム溶液を、約pH11まで添加した。次いで塩酸を加えてpH7に調整した後、100〜103℃で、1.5時間加熱還流して、冷後遠心分離する。得られた溶液を限外ろ過で精製した。メンブランフィルター(ポアーサイズ0.20μm)でろ過し、アンプルに充填した。
表2に、使用した多糖誘導体、加熱還流の有無、多糖誘導体と磁性酸化鉄の質量比をまとめた。
カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物の比率は、前述した方法で測定した。
[Comparative Example 3]
The above polysaccharide No. 86 g of polysaccharide derivative 9 was dissolved in 240 mL of water and purged with nitrogen while heating to 80 ° C. with stirring. To this was added a mixed iron salt solution in which 18 g of ferrous chloride tetrahydrate was dissolved in 184 mL of a 1M ferric chloride solution, and 3N sodium hydroxide solution was further added to about pH11. Next, after adding hydrochloric acid to adjust to pH 7, the mixture is heated to reflux at 100 to 103 ° C. for 1.5 hours, cooled and then centrifuged. The resulting solution was purified by ultrafiltration. The solution was filtered through a membrane filter (pore size 0.20 μm) and filled into an ampoule.
Table 2 summarizes the polysaccharide derivatives used, the presence or absence of heating reflux, and the mass ratio of the polysaccharide derivative and magnetic iron oxide.
The ratio between the cationic polysaccharide derivative and the magnetic metal oxide was measured by the method described above.

<2>複合体の安定性試験
次に、ウシ胎仔血清(FBS)を20%を含むD−MEM(Gibco BRL社製、Dulbecco' s Modified Eagle Medium, 型番11995-065(以下、「血清含有D−MEM」という。)を用いて、複合体の安定性を試験した。また、血清含有D−MEMには、抗菌/抗真菌剤(Penicillin-Streptomycin, liquid、 品番15140-122、 Gibco BRL社製)1%を添加した。
以下に、手順を示す。
<2> Complex stability test Next, D-MEM (Gibco BRL, Dulbecco's Modified Eagle Medium, Model No. 11995-065 (hereinafter referred to as “serum-containing D”) containing 20% fetal bovine serum (FBS). The stability of the complex was tested using an antimicrobial / antifungal agent (Penicillin-Streptomycin, liquid, product number 15140-122, manufactured by Gibco BRL). ) 1% was added.
The procedure is shown below.

(1)凝集度の測定
各複合体を、鉄質量に換算して0.05mg/mLの濃度となるように、pH9.0のホウ酸バッファーで希釈して水性ゾルを得て、動的光散乱法(例えば、Polymer J.,13,1037−1043(1981)参照)により、平均一次粒子径を測定した。測定条
件は以下のとおりである。
(測定条件)
機器名:Autosizer 4700 (Malvern社製)、温度:25℃、測定角度:90℃、波長:514nm
続いて、各複合体を鉄質量に換算して、0.10mg/mLの濃度となるように、血清含有D−MEMで希釈し、37℃インキュベータにて24時間静置した後、蒸留水で1/2に希釈し、水性ゾルを得て、上記と同様の方法及び条件により凝集塊の平均サイズを測定した。
凝集塊の平均サイズの測定値を平均一次粒子径の測定値で除することにより、各複合体の凝集度を算出した。結果を表3に示す。
(1) Measurement of degree of aggregation Each complex was diluted with a borate buffer of pH 9.0 so that the concentration was 0.05 mg / mL in terms of iron mass to obtain an aqueous sol. The average primary particle diameter was measured by a scattering method (for example, see Polymer J., 13, 1037-1043 (1981)). The measurement conditions are as follows.
(Measurement condition)
Device name: Autosizer 4700 (Malvern), temperature: 25 ° C., measurement angle: 90 ° C., wavelength: 514 nm
Subsequently, each complex was converted to iron mass, diluted with serum-containing D-MEM to a concentration of 0.10 mg / mL, allowed to stand in a 37 ° C. incubator for 24 hours, and then with distilled water. Diluted to 1/2 to obtain an aqueous sol, the average size of the aggregate was measured by the same method and conditions as described above.
The degree of aggregation of each composite was calculated by dividing the measured value of the average size of the aggregate by the measured value of the average primary particle diameter. The results are shown in Table 3.

(2)T2緩和能力の測定
(1)で作製した血清含有D−MEMの水性ゾルについて、20MHz(磁場が約0.5テスラ)のパルスNMRで、T2緩和時間を測定し、T2緩和能力を算出した。T2緩和時間の測定は、水性ゾル作製後2時間、5時間、24時間に行った。T2緩和能力の算出方法は、上述したとおりである。
また、別途、溶媒に蒸留水及び無血清D−MEMを用いて、水ゾル及び水性ゾルを作製し、同様にT2緩和能力を算出した。なお、水ゾルについては、その作製直後(0時間)のT2緩和能力も測定した。
結果を、表3に示す。
(2) For the T 2 relaxation ability aqueous sol of serum-containing D-MEM was prepared in the measurement (1) of a pulse NMR of 20 MHz (magnetic field is about 0.5 tesla), measured the T 2 relaxation time, T 2 Mitigation ability was calculated. The T 2 relaxation time was measured 2 hours, 5 hours, and 24 hours after preparation of the aqueous sol. The method for calculating the T 2 relaxation ability is as described above.
Separately, a water sol and an aqueous sol were prepared using distilled water and serum-free D-MEM as a solvent, and the T 2 relaxation ability was similarly calculated. Note that the water sol, was also measured its the T 2 relaxation ability immediately after production (0 hours).
The results are shown in Table 3.

実施例1〜8、比較例3の複合体は、血清含有D−MEM中で凝集度が小さかった。特に、実施例1,2,4,7の複合体は、血清D−MEM中で凝集度が極めて小さかった。一方、比較例1の複合体は、血清含有D−MEM中で凝集度が大きかった。
また、実施例1〜8、比較例3の複合体は、血清含有D−MEM中で、一定時間経過後
もT2緩和能力は安定していた。一方、比較例1の複合体は、血清含有D−MEM中でT2緩和能力が測定できなかった。
以上より、血清含有D−MEM中で凝集度が4.0倍以下の複合体は、一定時間経過後も安定したT2緩和能力を有していることが判った。
また、凝集度が4.0倍以下の複合体を得るためには、原料多糖の末端アルデヒドをアルコール化することが有効であることが判った。
また、実施例5及び6の複合体のT2緩和能力の比較より、加熱還流を行うことで、T2緩和能力が向上することが判った。
The complexes of Examples 1 to 8 and Comparative Example 3 had a low degree of aggregation in serum-containing D-MEM. In particular, the complexes of Examples 1, 2, 4, and 7 had very low aggregation in serum D-MEM. On the other hand, the complex of Comparative Example 1 had a high degree of aggregation in serum-containing D-MEM.
In addition, the composites of Examples 1 to 8 and Comparative Example 3 were stable in T 2 relaxation ability even after a certain period of time in serum-containing D-MEM. On the other hand, the complex of Comparative Example 1 could not measure T 2 relaxation ability in serum-containing D-MEM.
From the above, it was found that a complex having an aggregation degree of 4.0 times or less in serum-containing D-MEM has a stable T 2 relaxation ability even after a certain period of time.
In addition, it was found that it is effective to alcoholate the terminal aldehyde of the raw material polysaccharide in order to obtain a complex having an aggregation degree of 4.0 times or less.
Further, from the comparison of the T 2 relaxation ability of the composites of Examples 5 and 6, it was found that the T 2 relaxation ability was improved by heating and refluxing.

<3>複合体の細胞標識試験
実施例1〜4、比較例1、3の複合体を、マウス膵島由来の癌細胞(cell line: MIN6)(Jun-ichi Miyazaki et al., Endocrinology, Vol. 127, No. 1, p. 126-132参照、本明細書において、単に「MIN6」という場合もある。)と共存させ、細胞標識量を検討した。細胞の培養及び標識は以下のように行った。
MIN6は37℃、5%CO2の条件下、前記血清含有D−MEMが入った75cm2の培養フラスコで培養し、培地は3日おきに交換した。細胞をリン酸緩衝食塩水(pH 7.4)(Ambion社製)(以下、PBS)で洗浄し、トリプシン(Gibco BRL社製)を溶解したPBSを加え、細胞を浮遊させた後、同量の血清含有D−MEMを加え、トリプシンを失活させた。1200rpm(240×g)で3分間遠心して上清を除去し、細胞を回収した。PBSを用いて細胞を2回洗浄した後、2×106個/3mlになるように血清含有D−MEMで調製し、60mm2の培養ディッシュに播種した。
各複合体を、1×106個細胞当たり鉄質量換算で300μgとなるように培養ディッシュに加え、37℃、5%CO2の条件下で、1時間培養した。得られた培養液を、1200rpm(240×g)で3分間遠心して、血清含有D−MEMを除去した。細胞を1×106個になるように調製し、PBSを用いて2回洗浄した。得られたペレット状の細胞を1mLの蒸留水で懸濁し、ホモジナイズして測定用試験管に移し、4℃の状態で保存した。その後、上述した方法により、細胞懸濁液のT2緩和時間を測定した。
また、測定したT2緩和時間から、<2>(2)で測定した水ゾル(0時間)のT2緩和能力に基き、各培養時間を経た細胞懸濁液における複合体の濃度(鉄モル濃度換算)を算出した。
続いて、複合体の濃度に液量1mLを乗じて、複合体の全モル量を算出し、これを質量に換算し、106細胞個当たりの標識量(μg-Fe/1×106細胞個)とした。
結果を表4に示す。
<3> Cell Labeling Test of Complex The complexes of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 3 were combined with cancer cells derived from mouse islets (cell line: MIN6) (Jun-ichi Miyazaki et al., Endocrinology, Vol. 127, No. 1, p. 126-132. In the present specification, the amount of cell labeling was examined by coexisting with “MIN6” in some cases. Cell culture and labeling were performed as follows.
MIN6 was cultured in a 75 cm 2 culture flask containing the serum-containing D-MEM under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 , and the medium was changed every 3 days. The cells were washed with phosphate buffered saline (pH 7.4) (Ambion) (hereinafter, PBS), PBS in which trypsin (Gibco BRL) was dissolved was added, the cells were suspended, and then the same amount of serum. Containing D-MEM was added to inactivate trypsin. The supernatant was removed by centrifugation at 1200 rpm (240 × g) for 3 minutes, and the cells were collected. After washing the cells twice with PBS, the cells were prepared with serum-containing D-MEM to 2 × 10 6 cells / 3 ml and seeded in a 60 mm 2 culture dish.
Each complex was added to the culture dish so that the iron mass was 300 μg per 1 × 10 6 cells, and cultured at 37 ° C. under 5% CO 2 for 1 hour. The obtained culture broth was centrifuged at 1200 rpm (240 × g) for 3 minutes to remove serum-containing D-MEM. Cells were prepared to 1 × 10 6 and washed twice with PBS. The obtained pellet-like cells were suspended in 1 mL of distilled water, homogenized, transferred to a measuring tube, and stored at 4 ° C. Thereafter, the T 2 relaxation time of the cell suspension was measured by the method described above.
Further, based on the measured T 2 relaxation time, the concentration of the complex in the cell suspension after each incubation time (iron mole) based on the T 2 relaxation ability of the water sol (0 hour) measured in <2> (2). (Concentration conversion) was calculated.
Subsequently, the total concentration of the complex is calculated by multiplying the concentration of the complex by 1 mL of the liquid volume, and this is converted into mass, and the labeled amount per 10 6 cells (μg-Fe / 1 × 10 6 cells). ).
The results are shown in Table 4.

実施例1、2、4、比較例1の複合体は、培養1時間後の細胞標識量が0.6μg-Fe/1×106個細胞以上と大きかった。実施例4の複合体の細胞標識量は小さかったが、これは多糖のカチオン基の置換度が小さく正の電荷が比較的小さいためである。比較例3の複合体の細胞標識量は小さかったが、これは多糖がカチオン基により置換されておらず、負の電荷を有しているためである。
これより、本発明の複合体を細胞の標識剤として用いる場合には、カチオン基の置換度は0.2〜0.6mol/AGUの範囲内であることが好ましいことが判った。
比較例1の細胞標識量が極めて大きかったのは、複合体の凝集塊が、細胞表面に付着しているためであると推察される。複合体を移植細胞のMRI診断用の標識剤として用いることを想定した場合、凝集塊が細胞表面に付着していると、細胞移植後に、生体内で複合体が脱離する可能性が高く、的確な診断ができない可能性が高い。
In the complexes of Examples 1, 2, 4, and Comparative Example 1, the amount of cell labeling after 1 hour of culture was as large as 0.6 μg-Fe / 1 × 10 6 cells or more. The amount of cell labeling of the complex of Example 4 was small because the degree of substitution of the cationic group of the polysaccharide was small and the positive charge was relatively small. The cell labeling amount of the complex of Comparative Example 3 was small because the polysaccharide was not substituted with a cationic group and had a negative charge.
From this, when using the composite_body | complex of this invention as a labeling agent of a cell, it turned out that it is preferable that the substitution degree of a cation group exists in the range of 0.2-0.6 mol / AGU.
The reason that the cell labeling amount in Comparative Example 1 was extremely large is presumed to be that the aggregates of the complex adhered to the cell surface. Assuming that the complex is used as a labeling agent for MRI diagnosis of transplanted cells, if the aggregate is attached to the cell surface, there is a high possibility that the complex will be detached in vivo after cell transplantation, There is a high possibility that an accurate diagnosis cannot be made.

<4>細胞標識条件の検討−培地
実施例1の複合体を用いて、培地の条件がMIN6の細胞標識量に与える影響を検討した。
上記と同様に、血清含有D−MEMを用いてMIN6の調製を行い、60mm2の培養ディッシュに播種した。一方、血清を含まないD−MEM(無血清D−MEM)を用いて、同様にMIN6の調製を行い、60mm2の培養ディッシュに播種した。それぞれの培養ディッシュに、実施例1の複合体(300μg-Fe/1×106個細胞)を加え、37℃、5%CO2の条件下で、30分間培養した。1200rpm(240×g)で3分間遠心して、血清含有D−MEM及び無血清D−MEMを除去した。細胞を1×106個になるように調製し、PBSを用いて2回洗浄した。得られたペレット状の細胞を1mLの蒸留水で懸濁し、ホモジナイズして測定用試験管に移し、4℃の状態で保存した。その後、細胞標識量を、上記の方法により算出した。
結果を表5に示す。
<4> Examination of Cell Labeling Conditions—Medium Using the complex of Example 1, the effect of medium conditions on the amount of MIN6 cell labeling was examined.
In the same manner as above, MIN6 was prepared using serum-containing D-MEM and seeded in a 60 mm 2 culture dish. On the other hand, MIN6 was similarly prepared using D-MEM not containing serum (serum-free D-MEM), and seeded in a culture dish of 60 mm 2 . To each culture dish, the complex of Example 1 (300 μg-Fe / 1 × 10 6 cells) was added, and cultured for 30 minutes at 37 ° C. and 5% CO 2 . Serum-containing D-MEM and serum-free D-MEM were removed by centrifugation at 1200 rpm (240 × g) for 3 minutes. Cells were prepared to 1 × 10 6 and washed twice with PBS. The obtained pellet-like cells were suspended in 1 mL of distilled water, homogenized, transferred to a measuring tube, and stored at 4 ° C. Thereafter, the amount of cell labeling was calculated by the above method.
The results are shown in Table 5.

これより、細胞標識に用いる培養液に血清を添加することで、標識量が向上することが判った。   From this, it was found that the amount of labeling was improved by adding serum to the culture medium used for cell labeling.

<5>細胞標識条件の検討−時間
実施例1の複合体を用いて、標識時間がMIN6の細胞標識量に与える影響を検討した。時間以外の標識条件は、上記<3>と同様にした。培養ディッシュへの複合体の添加後、それぞれ0.5時間、1時間、2時間培養した。1200rpm(240×g)で3分間遠心して、血清含有D−MEMを除去した。細胞を1×106個になるように調製し、PBSを用いて2回洗浄した。得られたペレット状の細胞を1mLの蒸留水で懸濁し、ホモジナイズして測定用試験管に移し、4℃の状態で保存した。その後、上述した方法により細胞標識量を算出した。
表6に結果を示す。
<5> Examination of Cell Labeling Conditions—Time Using the complex of Example 1, the effect of labeling time on the amount of cell labeling of MIN6 was examined. The labeling conditions other than the time were the same as in <3> above. After adding the complex to the culture dish, the cells were cultured for 0.5 hour, 1 hour, and 2 hours, respectively. Serum-containing D-MEM was removed by centrifugation at 1200 rpm (240 × g) for 3 minutes. Cells were prepared to 1 × 10 6 and washed twice with PBS. The obtained pellet-like cells were suspended in 1 mL of distilled water, homogenized, transferred to a measuring tube, and stored at 4 ° C. Thereafter, the amount of cell labeling was calculated by the method described above.
Table 6 shows the results.

これより、細胞の標識時間は、0.5時間以上〜2時間程度が好ましく、1時間程度が最も好ましいことが判った。   From this, it was found that the labeling time of the cells is preferably about 0.5 hours to 2 hours, and most preferably about 1 hour.

<6>細胞標識条件の検討−投与量
実施例1の複合体を用いて、複合体の投与量がMIN6の細胞標識量に与える影響を検討した。培養時間を0.5時間とし、複合体をそれぞれ、15μg-Fe/1×106個細胞、75μg-Fe/1×106個細胞、150μg-Fe/1×106個細胞、300μg-Fe/1×106個細胞として、試験した。その他の標識条件は、上記と同様にした。1200rpm(240×g)で3分間遠心して、血清含有D−MEMを除去した。細胞を1×106個になるように調整し、PBSを用いて2回洗浄した。得られたペレット状の細胞を1mLの蒸留水で懸濁し、ホモジナイズして測定用試験管に移し、4℃の状態で保存した。その後、上述した方法により細胞標識量を算出した。
表7に結果を示す。
<6> Examination of Cell Labeling Conditions—Dose Using the complex of Example 1, the effect of the complex dose on the MIN6 cell labeling amount was examined. The culture time was 0.5 hours, and the complexes were 15 μg-Fe / 1 × 10 6 cells, 75 μg-Fe / 1 × 10 6 cells, 150 μg-Fe / 1 × 10 6 cells, 300 μg-Fe, respectively. / 1 × 10 6 cells were tested. Other labeling conditions were the same as described above. Serum-containing D-MEM was removed by centrifugation at 1200 rpm (240 × g) for 3 minutes. The cells were adjusted to 1 × 10 6 and washed twice with PBS. The obtained pellet-like cells were suspended in 1 mL of distilled water, homogenized, transferred to a measuring tube, and stored at 4 ° C. Thereafter, the amount of cell labeling was calculated by the method described above.
Table 7 shows the results.

これより、複合体の投与量は、細胞1×106個当たり、磁性金属酸化物の質量に換算して75〜300μg程度が好ましいことが判った。 From this, it was found that the dose of the complex is preferably about 75 to 300 μg in terms of the mass of the magnetic metal oxide per 1 × 10 6 cells.

<7>細胞毒性試験
実施例1、3、及び比較例1の複合体を用いてMIN6を標識し、細胞毒性をTrypan blue exclusion procedureにより測定した。標識条件は、上記<3>と同様とした。細胞毒性の測定方法を以下に示す。ペレット状の細胞を1mLのPBSに懸濁したサンプルに、Trypan blue溶液(和光純薬工業社製)を加え、細胞生存率を測定した。コントロール実験として、複合体による標識を行っていない細胞についても同様に細胞生存率を測定した。
表8に結果を示す。
<7> Cytotoxicity test MIN6 was labeled using the conjugates of Examples 1 and 3 and Comparative Example 1, and cytotoxicity was measured by Trypan blue exclusion procedure. The labeling conditions were the same as in <3> above. A method for measuring cytotoxicity is shown below. Trypan blue solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a sample in which pellet-like cells were suspended in 1 mL of PBS, and the cell viability was measured. As a control experiment, cell viability was similarly measured for cells not labeled with the complex.
Table 8 shows the results.

この結果、何れの複合体にも細胞毒性は見られなかった。
また、コントロールのMIN6の懸濁液、実施例1の複合体で標識したMIN6の懸濁液、及び実施例1の複合体の水性ゾル(300μg-Fe/mL、溶媒:血清含有D−MEM培地)を、1200rpm、3min、4℃の条件で遠心分離した後の写真を図1に示す。実施例1の複合体で標識したMIN6の懸濁液を遠心分離すると、赤茶色(図では黒く見える。)に着色した細胞が沈殿した。これにより、実施例1の複合体によりMIN6が標識されたことが判った。一方、複合体を含まないコントロールでは、MIN6が沈殿し、白っぽく見えた。また、複合体の水性ゾルでは、沈殿は見られなかった。
この結果、本発明の複合体により、膵島細胞が標識されることが明らかとなった。
As a result, no cytotoxicity was observed in any complex.
In addition, a suspension of MIN6 for control, a suspension of MIN6 labeled with the complex of Example 1, and an aqueous sol of the complex of Example 1 (300 μg-Fe / mL, solvent: serum-containing D-MEM medium) ) Is centrifuged at 1200 rpm, 3 min, 4 ° C., and a photograph is shown in FIG. When the suspension of MIN6 labeled with the complex of Example 1 was centrifuged, cells colored reddish brown (appearing black in the figure) were precipitated. This revealed that MIN6 was labeled with the complex of Example 1. On the other hand, in the control containing no complex, MIN6 precipitated and looked whitish. In addition, no precipitation was observed in the aqueous sol of the composite.
As a result, it was revealed that islet cells are labeled by the complex of the present invention.

<8>標識細胞のMRIの評価
上記遠心分離後の実施例1の複合体で標識したMIN6の沈殿と、コントロールのMIN6を核磁気共鳴画像法(MRI)で観察した。この結果を図2に示す。
本発明の複合体により標識したMIN6は、MRIにより造影した。この結果、本発明の複合体により標識したMIN6は、MRIにより観察できることが明らかとなった。
<8> Evaluation of MRI of labeled cells Precipitation of MIN6 labeled with the complex of Example 1 after the centrifugation and control MIN6 were observed by nuclear magnetic resonance imaging (MRI). The result is shown in FIG.
MIN6 labeled with the complex of the present invention was imaged by MRI. As a result, it was revealed that MIN6 labeled with the complex of the present invention can be observed by MRI.

<9>MIN6のマウスへの移植、及びMRI評価
実施例1の複合体によりMIN6を標識した後、標識したMIN6をマウス(C57BL/6Cr、7週齢、25g、雄)の左腎皮膜下に移植して、体内で移植した細胞挙動の評価試験を行った。MIN6の標識は、上記<3>に記載の条件で行った。標識したMIN6を細胞濃度が5×106個/10μLとなるように生理食塩水で調整し、マウスの腎皮膜下にMIN6を移植した。移植24時間後、マウス体内での移植細胞の挙動を、MRIにより評価した。コントロール実験として、複合体による標識をしないMIN6を移植したマウスについても同様に実験を行った。この結果を図3に示す。
<9> Implantation of MIN6 into mice and MRI evaluation After MIN6 was labeled with the complex of Example 1, the labeled MIN6 was placed under the left renal capsule of mice (C57BL / 6Cr, 7 weeks old, 25 g, male). The cells were transplanted and evaluated for the behavior of the cells transplanted in the body. MIN6 was labeled under the conditions described in <3> above. The labeled MIN6 was adjusted with physiological saline so that the cell concentration was 5 × 10 6 cells / 10 μL, and MIN6 was transplanted under the kidney capsule of the mouse. 24 hours after transplantation, the behavior of the transplanted cells in the mouse body was evaluated by MRI. As a control experiment, a similar experiment was performed on mice transplanted with MIN6 not labeled with a complex. The result is shown in FIG.

この結果、MRIにより、マウス体内の腎皮膜下の移植部位において、磁気標識した膵島細胞が観察できることが明らかとなった。   As a result, it was revealed by MRI that magnetically labeled islet cells can be observed at the transplantation site under the kidney capsule in the mouse body.

<10>新鮮ラット膵島細胞のマウスへの移植、及びMRI評価
膵島細胞の分離は、ラットから、Joo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006に記載の方法で行った。
実施例1の複合体により分離したラット膵島細胞を標識した後、胸腺欠損マウス(nuBalb/c、7週齢、25g、雄)の腎皮膜下に移植して、移植細胞の挙動の評価を行った。移植及びMRIの方法は、Joo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006を参照した。ラット膵島細胞の標識は、上記<3>に記載の条件に準じた。標識細胞を、細胞濃度が5×106個/10μLとなるように生理食塩水で調整し、マウスの腎皮膜下に移植した。移植24時間後、マウス体内での移植細胞の挙動を、MRIにより評価した。コントロール実験として、複合体による標識を行わない膵島細胞を移植したマウスについても同様に評価した。
結果を図4に示す。
<10> Transplantation of fresh rat islet cells into mice and MRI evaluation Isolation of islet cells was performed from rats by the method described in Joo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006.
Rat islet cells separated by the complex of Example 1 were labeled, and then transplanted under the renal capsule of athymic mice (nuBalb / c, 7 weeks old, 25 g, male) to evaluate the behavior of the transplanted cells. It was. The method of transplantation and MRI was referred to Joo Ho Tai et al., Diabetes, Vol. 55, November 2006. Rat islet cells were labeled according to the conditions described in <3> above. The labeled cells were adjusted with physiological saline so that the cell concentration was 5 × 10 6 cells / 10 μL, and transplanted under the kidney capsule of mice. 24 hours after transplantation, the behavior of the transplanted cells in the mouse body was evaluated by MRI. As a control experiment, mice transplanted with islet cells that were not labeled with the complex were similarly evaluated.
The results are shown in FIG.

図4に示すように、マウス体内の腎皮膜下の移植部位に、磁気標識した膵島細胞が観察できた。
以上より、MRIにより、マウス体内の腎皮膜下の移植部位において、磁気標識した膵島細胞が観察できることが明らかとなった。
As shown in FIG. 4, magnetically labeled islet cells could be observed at the transplantation site under the renal capsule in the mouse body.
From the above, it was revealed that magnetically labeled islet cells can be observed by MRI at the transplantation site under the renal capsule in the mouse body.

近年、本邦では糖尿病は国民病になっているが、中でもおよそ14万人いる重症型の1型糖尿病は急性合併症の低血糖発作は命に関わり、慢性合併症の腎症は腎不全になると5年で半数以上が死亡する。現在、糖尿病を完治させる治療法は膵臓移植と膵臓からラ島を分離した後に移植する膵島移植しかない。膵臓移植は1年グラフト生着率が80%であり、1型糖尿病を完治させることができるが、比較的大きな手術を必要とし、およそ10%の外科的な合併症がある。一方で膵島移植は分離した膵島細胞を経門脈的に注入するだけであり、外科的手術を必要とせず、重症の糖尿病患者にも行うことができる。2000年にカナダのエドモントンにあるアルバータ大学で新しい免疫抑制剤を用いることで100%のインスリン離脱が報告された(エドモントンプロトコール)。この報告の後、欧米では様々な施設でエドモントンプロトコールの再現性が確かめられている。
細胞内への取り込み効率が高く、細胞毒性の小さいカチオン性多糖磁性粒子複合体は、膵島移植において、移植細胞のイメージングに有効であると考えられる。
In recent years, diabetes has become a national disease in Japan, but there are about 140,000 people with severe type 1 diabetes, whose hypoglycemic attacks of acute complications are life-threatening, and nephropathy of chronic complications is renal failure. More than half die in 5 years. Currently, there are only pancreatic transplantation and pancreatic islet transplantation after isolating Ra islet from the pancreas. Pancreas transplants have a one-year graft survival rate of 80% and can completely cure type 1 diabetes, but require relatively large surgery and have approximately 10% surgical complications. On the other hand, islet transplantation involves only injecting isolated islet cells via the portal vein and does not require surgical operation, and can be performed even in severely diabetic patients. In 2000, 100% insulin withdrawal was reported using a new immunosuppressive drug at the University of Alberta in Edmonton, Canada (Edmonton Protocol). After this report, the reproducibility of the Edmonton protocol has been confirmed in various facilities in Europe and the United States.
A cationic polysaccharide magnetic particle complex having high uptake efficiency into cells and low cytotoxicity is considered to be effective for imaging transplanted cells in islet transplantation.

本発明の複合体で標識したMIN6の細胞塊(左)、複合体で標識をしていないMIN6の細胞塊(中央)、複合体の水性ゾル(右)を示す写真である。中央の図の黒く見える部分は、赤茶色に着色した細胞塊である。It is a photograph showing a cell mass of MIN6 labeled with the complex of the present invention (left), a cell mass of MIN6 not labeled with the complex (center), and an aqueous sol of the complex (right). The black portion of the center figure is a cell mass colored reddish brown. 本発明の複合体で標識したMIN6の細胞塊のMRI画像(T2条件)、及び複合体で標識をしていないMIN6のMRI画像(T2条件)である。溶媒及び細胞は白く造影され、複合体で緩和されると黒く造影される。複合体で標識された細胞塊が黒く造影されているのが確認できる。MRI images of labeled MIN6 cell mass in a complex of the present invention (T 2 condition), and a composite in MIN6 MRI images that are not labeled (T 2 conditions). Solvents and cells are contrasted white and when relaxed with the complex, they are contrasted black. It can be confirmed that the cell mass labeled with the complex is contrasted black. 本発明の複合体で標識したMIN6をマウスの左腎皮膜下に移植した後、体内での移植細胞の挙動を評価したMRI画像(T2条件)、及び複合体で標識していないMIN6を同様に移植したときのMRI画像(T2条件)である。細胞は白く造影され、複合体で緩和されると黒く造影される。粒子で標識された細胞(矢印部分)が左腎皮膜下の腹側に黒く造影されているのが確認できる。After transplanting MIN6 labeled with the complex of the present invention under the left renal capsule of a mouse, MRI images (T2 conditions) for evaluating the behavior of transplanted cells in the body, and MIN6 not labeled with the complex were similarly used. It is an MRI image (T2 condition) when transplanted. The cells are contrasted white and contrasted black when relaxed by the complex. It can be confirmed that the cells labeled with the particles (arrow portions) are contrasted black on the ventral side under the left renal capsule. 本発明の複合体で標識したラット膵島細胞を胸腺欠損マウスの左腎皮膜下に移植した後、体内での移植細胞の挙動を評価したMRI画像(T2条件)、及び複合体で標識していないラット膵島細胞を同様に移植したときのMRI画像(T2条件)である。細胞は白く造影され、複合体で緩和されると黒く造影される。粒子で標識された細胞(矢印部分)が左腎皮膜下の背側に黒く造影されているのが確認できる。After the rat islet cells labeled with complexes of the present invention was transplanted under the left renal coating athymic mice, MRI image (T 2 condition) of the evaluation of the behavior of transplanted cells in the body, and are labeled with complex when implanted in the same manner without rat pancreatic islet cells is an MRI image (T 2 condition) of. The cells are contrasted white and contrasted black when relaxed by the complex. It can be confirmed that the cells labeled with the particles (arrow portions) are contrasted black on the dorsal side under the left renal capsule.

Claims (17)

下記性質を有する、カチオン性多糖誘導体と磁性金属酸化物との複合体、
ウシ胎仔血清を20%含むD−MEM中に、37℃、5%CO2の条件で、24時間静置したときの凝集度が、4.0倍以下である。
A complex of a cationic polysaccharide derivative and a magnetic metal oxide having the following properties:
The degree of aggregation is 4.0 times or less when left in a D-MEM containing 20% fetal bovine serum under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours.
カチオン性多糖誘導体の末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されている、請求項1に記載の複合体。   The complex according to claim 1, wherein the terminal aldehyde of the cationic polysaccharide derivative is carboxylated or alcoholated. 磁性金属酸化物をカチオン性多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜6時間加熱して得られる、請求項1又は2に記載の複合体。   The composite according to claim 1 or 2, which is obtained by coating a magnetic metal oxide with a cationic polysaccharide derivative and then heating at 50 to 120 ° C for 5 minutes to 6 hours. 磁性金属酸化物がフェライトである、請求項1〜3の何れか一項に記載の複合体。   The composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic metal oxide is ferrite. カチオン性多糖誘導体が、アミノアルキルエーテル化多糖である、請求項1〜4の何れか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 4, wherein the cationic polysaccharide derivative is an aminoalkyl etherified polysaccharide. 多糖が、デキストラン、デキストリン、セルロース、アガロース、デンプン及びプルランから選択される少なくとも1種である、請求項1〜5の何れか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 5, wherein the polysaccharide is at least one selected from dextran, dextrin, cellulose, agarose, starch and pullulan. カチオン性多糖誘導体の置換度が、0.2〜0.6mol/AGUの範囲内である、請求項1〜6の何れか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 6, wherein the substitution degree of the cationic polysaccharide derivative is within a range of 0.2 to 0.6 mol / AGU. 下記性質を有する、請求項1〜7の何れか一項に記載の複合体、
膵島細胞及び該細胞に対して十分量の複合体を含む、ウシ胎仔血清を20%含むD−MEMに、37℃、5%CO2の条件で、1時間静置したとき、該複合体による細胞1×106個当たりの標識量が、磁性金属酸化物の金属の質量に換算して0.6μg以上である。
The composite according to any one of claims 1 to 7, which has the following properties:
When allowed to stand at 37 ° C. and 5% CO 2 for 1 hour in D-MEM containing 20% fetal calf serum containing islet cells and a complex sufficient for the cells, the complex The labeled amount per 1 × 10 6 cells is 0.6 μg or more in terms of the metal mass of the magnetic metal oxide.
カチオン性多糖誘導体を、磁性金属酸化物中の金属1質量部当たり0.05〜20質量部の範囲内で含む、請求項1〜8の何れか一項に記載の複合体。   The composite according to any one of claims 1 to 8, comprising the cationic polysaccharide derivative within a range of 0.05 to 20 parts by mass per 1 part by mass of the metal in the magnetic metal oxide. 動的光散乱法により測定された平均一次粒子径が5〜100nmの範囲内にある、請求項1〜9の何れか一項に記載の複合体。   The composite according to any one of claims 1 to 9, wherein the average primary particle diameter measured by a dynamic light scattering method is in the range of 5 to 100 nm. 水ゾルの形態でのT2緩和能力が90〜1000(mM・sec)-1の範囲内にある、請求項1〜10の何れか一項に記載の複合体。 The composite according to any one of claims 1 to 10, wherein the T 2 relaxation ability in the form of a water sol is in the range of 90 to 1000 (mM · sec) -1 . 細胞又は組織の標識剤である、請求項1〜11の何れか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 11, which is a labeling agent for cells or tissues. 細胞又は組織が膵島細胞又は膵島である、請求項12に記載の複合体。   The complex according to claim 12, wherein the cell or tissue is an islet cell or an islet. MRI造影剤である、請求項12又は13に記載の複合体。   The complex according to claim 12 or 13, which is an MRI contrast agent. 磁性金属酸化物をカチオン性多糖誘導体で被覆した後、50〜120℃で5分〜6時間加熱することを含む、請求項3〜14の何れか一項に記載の複合体の製造方法。   The method for producing a composite according to any one of claims 3 to 14, comprising heating the magnetic metal oxide with a cationic polysaccharide derivative and then heating at 50 to 120 ° C for 5 minutes to 6 hours. 前記カチオン性多糖誘導体は、多糖の末端アルデヒドがカルボキシル化又はアルコール化されている、請求項15に記載の製造方法。   The method for producing a cationic polysaccharide derivative according to claim 15, wherein a terminal aldehyde of the polysaccharide is carboxylated or alcoholated. 請求項1〜14の何れか一項に記載の複合体の存在下、細胞を培養することを含む、細胞の標識方法。   A method for labeling a cell, comprising culturing the cell in the presence of the complex according to any one of claims 1 to 14.
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