JP2010536521A

JP2010536521A - 方法及び該方法で使用するためのイメージング媒体

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Publication number: JP2010536521A
Application number: JP2010522340A
Authority: JP
Inventors: ジゼルソン，アンナ; ハンソン，ゲオルグ; マンソン，スヴェン; イントザンド，ルネ; カールソン，マグナス; ジェンセン，ペルニレ・アール; ラーシェ，マティルド・エイチ
Original assignee: GE Healthcare Ltd
Current assignee: GE Healthcare Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: WO2009027388A2; JP5693224B2; CN101854956B; US20110243855A1; ATE534408T1; EP2180902B1; PL2180902T3; EP2180902A2; ES2375083T3; WO2009027388A3; CN101854956A

Abstract

本発明は、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を用いる¹³Ｃ−ＭＲ検出方法及び過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を用いる¹³Ｃ−ＭＲ検出方法及び過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体に関する。

磁気共鳴（ＭＲ）イメージング（ＭＲＩ）は、非侵襲的にかつ患者及び医療従事者を潜在的に有害な放射線（例えばＸ線）に暴露することなく患者の身体又はその一部の画像を得ることができるので、医師にとって特に魅力的な技法となっている。高画質の画像並びに良好な空間的及び時間的分解能が得られるので、ＭＲＩは軟組織及び器官のイメージングのために好ましいイメージング技法である。

ＭＲＩは、ＭＲ造影剤を使用しても使用しなくても実施できる。しかし、コントラスト増強ＭＲＩでは、通常ははるかに微小な組織変化の検出が可能となり、したがってそれは例えば微小な腫瘍や転移のような初期組織変化を検出するための強力なツールとなる。

ＭＲＩでは、数種類の造影剤が使用されてきた。水溶性の常磁性金属キレート剤（例えば、Ｏｍｎｉｓｃａｎ（商標）（ＧＥＨｅａｌｔｈｃａｒｅ社）のようなガドリニウムキレート剤）は、広く使用されているＭＲ造影剤である。これらは、低分子量であるため、血管系に投与した場合に細胞外スペース（即ち、血液及び間質組織）中に急速に分布する。これらはまた、比較的速やかに体外に排出される。

他方、血液プールＭＲ造影剤（例えば、超常磁性酸化鉄粒子）は、長時間にわたって血管系内に保持される。これらは、肝臓内のコントラストを高めるばかりでなく、毛細血管の透過性異常（例えば、腫瘍血管形成の結果として生じる腫瘍中の「漏出性」毛細血管壁）を検出するためにも極めて有用であることが判明している。

国際公開第９９／３５５０８号には、高Ｔ₁剤の過分極溶液をＭＲＩ造影剤として使用する患者のＭＲ検査方法が開示されている。「過分極」という用語は、高Ｔ₁剤中に存在するＮＭＲ活性核（即ち、非ゼロ核スピンを有する核、好ましくは¹³Ｃ−又は¹⁵Ｎ−核）の核分極を増強させることを意味する。ＮＭＲ活性核の核分極を増強させると、これらの核の励起核スピン状態と基底核スピン状態との母集団差が顕著に増加し、それによってＭＲ信号強度が１００倍以上に増幅される。過分極した¹³Ｃ及び／又は¹⁵Ｎ濃縮高Ｔ₁剤を使用する場合、¹³Ｃ及び／又は¹⁵Ｎの天然存在比は無視できるほどに低いのでバックグラウンド信号からの干渉は本質的に存在せず、したがって画像コントラストは有利に高くなる。通常のＭＲＩ造影剤とこれらの過分極高Ｔ₁剤との主な相違点は、前者ではコントラストの差が体内の水プロトンの緩和時間に影響を及ぼすことで誘起されるのに対し、後者の種類の薬剤は得られる信号がもっぱら薬剤に由来しているので非放射性トレーサーと見なし得ることである。

国際公開第９９／３５５０８号には、非内因性化合物及び内因性化合物を含め、ＭＲイメージング剤として使用可能な各種の高Ｔ₁剤が開示されている。後者の例として、正常な代謝サイクル中の中間体が挙げられ、これらは代謝活性のイメージングのために好ましいと述べられている。代謝活性のインビボイメージングにより、組織の代謝状態に関する情報を得ることができ、前記情報は例えば健常組織と罹患組織とを識別するために使用できる。

例えば、ピルビン酸塩はクエン酸回路中で役割を果たす化合物であり、過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩からその代謝産物である過分極¹³Ｃ−乳酸塩、過分極¹³Ｃ−重炭酸塩及び過分極¹³Ｃ−アラニンへの転化は人体内における代謝過程のインビボＭＲ研究のために使用できる。過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩は、例えば、国際公開第２００６／０１１８１０号に詳述されているようなインビボ腫瘍イメージングのためのＭＲイメージング剤、及び国際公開第２００６／０５４９０３号に詳述されているようにＭＲイメージングで心筋組織の生存度を評価するためのＭＲイメージング剤として使用できる。

過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩からその代謝産物である過分極¹³Ｃ−乳酸塩、過分極¹³Ｃ−重炭酸塩及び過分極¹³Ｃ−アラニンへの代謝転化は、出発化合物（即ち、過分極¹³Ｃ₁−ピルビン酸塩）及びその代謝産物からの信号検出を可能にするのに十分速いことが判明しているので、人体内における代謝過程のインビボＭＲ研究のために使用できる。アラニン、重炭酸塩及び乳酸塩の量は、検査対象である組織の代謝状態に依存する。過分極¹³Ｃ−乳酸塩、過分極¹³Ｃ−重炭酸塩及び過分極¹³Ｃ−アラニンのＭＲ信号強度は、これらの化合物の量及び検出時における分極の残存率に関係しているので、過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩から過分極¹³Ｃ−乳酸塩、過分極¹³Ｃ−重炭酸塩及び過分極¹³Ｃ−アラニンへの転化をモニターすることにより、非侵襲的なＭＲイメージング又はＭＲ分光法を用いることでヒト又はヒト以外の動物の体内における代謝過程をインビボで調べることが可能である。

様々なピルビン酸塩代謝産物に由来するＭＲ信号振幅は、組織の種類に応じて変化する。アラニン、乳酸塩、重炭酸塩及びピルビン酸塩によって形成される特有の代謝ピークパターンは、検査対象である組織の代謝状態に関するフィンガープリントとして使用できる。

しかし、インビボイメージング剤として好適な過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩の製造には問題がないわけではない。過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩は、好ましくは、国際公開第２００６／０１１８０９号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす）に詳述されているような¹³Ｃ−ピルビン酸又は¹³Ｃ−ピルビン酸塩の動的核分極（ＤＮＰ）によって得られる。

¹³Ｃ−ピルビン酸は凍結／冷却時に結晶化しないので、¹³Ｃ−ピルビン酸の使用は分極プロセスを簡略化する（結晶化は低い動的核分極しかもたらさないか或いは分極を全くもたらさない）。その結果、ＤＮＰプロセス用の組成物を調製するために溶媒及び／又はガラス形成剤は不要であり、したがって高度に濃縮された¹³Ｃ−ピルビン酸試料を使用することができる。しかし、そのｐＨは低いので、強酸中で安定なＤＮＰ剤を使用する必要がある。さらに、分極後の固体過分極¹³Ｃ−ピルビン酸を溶解して¹³Ｃ−ピルビン酸塩に転化させるために強塩基が必要である。強ピルビン酸及び強塩基はいずれも、化合物が接触する材料（例えば、溶解媒質溜め、チューブなど）の注意深い選択を要求する。

別法として、¹³Ｃ−ピルビン酸塩をＤＮＰプロセスで使用することもできる。残念ながら、¹³Ｃ−ピルビン酸ナトリウムは凍結／冷却時に結晶化し、そのためにガラス形成剤を添加することが必要である。過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩をインビボイメージング剤として使用する予定であれば、ピルビン酸塩及びガラス形成剤を含む組成物中のピルビン酸塩濃度は好ましくない程度に低い。その上、インビボでの使用のためにはガラス形成剤を除去することも必要である。

したがって、ＤＮＰのために使用できる好ましい塩は、国際公開第２００７／１１１５１５号に詳述されているように、ＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群からの無機陽イオン、好ましくはＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺又はＣｓ⁺、さらに好ましくはＫ⁺、Ｒｂ⁺又はＣｓ⁺、最も好ましくはＣｓ⁺を含む¹³Ｃ−ピルビン酸塩である。これらの塩の多くは商業的に入手できず、別途に合成する必要がある。さらに、過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩をインビボＭＲイメージングで使用するならば、ＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群からの無機陽イオンを、Ｎａ⁺又はメグルミンのような生理学的許容性が非常に高い陽イオンと交換することが好ましい。したがって、固体過分極¹³Ｃ−ピルビン酸塩の溶解後に追加の段階が必要となり、その間に分極が減衰する。

他の好ましい塩は、国際公開第２００７／０６９９０９号に詳述されているように、有機アミン又はアミノ化合物の¹³Ｃ−ピルビン酸塩（好ましくは、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−ピルベート又はメグルミン−¹³Ｃ₁−ピルベート）である。これらの塩もまた、別途に合成する必要がある。

したがって、代謝活性に関する情報を得るために使用できる代わりの過分極イメージング剤に対するニーズが存在している。

国際公開第９９／３５５０８号パンフレット国際公開第２００６／０１１８１０号パンフレット国際公開第２００６／０５４９０３号パンフレット国際公開第２００６／０１１８０９号パンフレット国際公開第２００７／１１１５１５号パンフレット国際公開第２００７／０６９９０９号パンフレット国際公開第２００７／０６４２２６号パンフレット国際公開第９２／０１９３７号パンフレット国際公開第２００８／０８６５３４号パンフレット国際公開第２００７／１３４１６０号パンフレット国際公開第２００８／０２６９３７号パンフレット

Szczepaniak Lidia et al: Magnetic Resonance in medicine, Vol.36, No.3, 1996, pp.451-457 R.R. Ramsey and V.A. Zammit: Molecular Aspects of Medicine, Vol.25, 2004, pp.475-493 P.R. Jensen et al: Proc. Intl. Mag. Reson. Med., Vol.16, 2008, p.892

我々はこのたび、過分極¹³Ｃ−酢酸塩がかかるイメージング剤として使用できることを見出した。

¹³Ｃ−酢酸ナトリウムは、冷却／凍結時に結晶化しないので、ＤＮＰ用として直接使用できる商業的に入手可能な化合物である。これは試料中にガラス形成剤及び／又は多量の溶媒を使用する必要性を排除するので、高度に濃縮された試料を調製してＤＮＰプロセスで使用することができる。また、¹³Ｃ−酢酸ナトリウム試料はわずかに塩基性であり、したがって各種のＤＮＰ剤が使用できる。酢酸塩は非常に許容性が高い内因性化合物であり、過分極¹³Ｃ−酢酸塩をイメージング剤として使用することは安全性の観点から有利である。

ピルビン酸塩に比べ、酢酸塩は前者と異なる代謝経路を洞察するために使用できる。かくして、酢酸塩を使用すれば、脂肪酸のエネルギー代謝に関する情報及び解糖を研究するための情報を得ることができる。この情報を使用すれば、ピルビン酸塩を用いて同定できる病態以外の病態を同定することができる。別法として、この情報をピルビン酸塩を用いて得られる情報と組み合わせることで、疾患を早期に及び／又は一層正確に同定するために役立てることができる。

かくして第１の態様では、本発明は、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を用いる¹³Ｃ−ＭＲ検出方法であって、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号を検出する方法を提供する。

図１は、¹³Ｃ₁−酢酸塩及び¹³Ｃ₁−アセチルカルニチン信号の経時的な増加及び減衰を示している。データはマウス心臓の上方に配置された表面コイルを用いて収集した。図２は、過分極¹³Ｃ₁−酢酸塩の静脈内注射から１０秒後に測定した¹³Ｃ₁−酢酸塩、¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンの信号強度を示している。データはマウス心臓の上方に配置された表面コイルを用いて収集した。図３は、それぞれの器官の上方に配置された表面コイルを用いてマウスの心臓及び肝臓で測定した¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンと¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡとの比を示している。図４は、３０秒の阻血期間前、阻血期間から５分後、及び阻血期間から１時間後にマウスの後肢で測定した¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンと¹³Ｃ₁−酢酸塩との比を示している。

「¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号が検出される」という用語は、本発明の方法では、¹³Ｃ−アセチルカルニチンの信号のみが検出されるか、或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの信号が検出されるか、或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号が検出されることを意味する。

「¹³Ｃ−ＭＲ検出」という用語は、¹³Ｃ−ＭＲイメージング又は¹³Ｃ−ＭＲ分光法或いは¹³Ｃ−ＭＲイメージングと¹³Ｃ−ＭＲ分光法の組合せ（即ち、¹³Ｃ−ＭＲ分光イメージング）を意味する。この用語はさらに、様々な時点における¹³Ｃ−ＭＲ分光イメージングも意味する。

「イメージング媒体」という用語は、ＭＲ活性剤（即ち、イメージング剤）として過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含む液体組成物を意味する。

本発明の方法で使用するイメージング媒体は、インビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出（即ち、ヒト又はヒト以外の動物の生体内での¹³Ｃ−ＭＲ検出）用のイメージング媒体として使用できる。さらに、本発明の方法で使用するイメージング媒体は、例えば、いずれもヒト又はヒト以外の動物の身体から導かれる細胞培養物、試料（例えば尿、唾液又は血液）、エクスビボ組織（例えば、生検で得られるエクスビボ組織）又は単離器官に関するインビトロ¹³Ｃ−ＭＲ検出用のイメージング媒体としても使用できる。

「¹³Ｃ−酢酸塩」という用語は、¹³Ｃで同位体濃縮された（即ち、¹³Ｃ同位体の量がそれの天然存在比より多い）¹³Ｃ−酢酸の塩を意味する。特記しない限り、「¹³Ｃ−酢酸塩」及び「¹³Ｃ−酢酸」という用語は、分子中に存在する２つの炭素原子のいずれかの位置（即ち、Ｃ１位置及び／又はＣ２位置）において¹³Ｃ−濃縮された化合物を意味する。

本発明の方法で使用する過分極¹³Ｃ−酢酸塩の同位体濃縮度は、好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上であり、９０％を超える同位体濃縮度が最も好ましい。理想的には、濃縮度は１００％である。本発明の方法で使用する¹³Ｃ−酢酸塩は、Ｃ１位置（以下¹³Ｃ₁−酢酸塩と表示する）、Ｃ２位置（以下¹³Ｃ₂−酢酸塩と表示する）、又はＣ１及びＣ２位置（以下¹³Ｃ_1,2−酢酸塩と表示する）において同位体濃縮することができる。Ｃ１位置又はＣ１及びＣ２位置での同位体濃縮が好ましく、Ｃ１位置での同位体濃縮が最も好ましい。

さらに、本発明の方法では重水素化¹³Ｃ−酢酸塩が使用できる。即ち、¹³Ｃ−酢酸塩中の１以上の水素原子を重水素原子で置き換えることができる。好ましい実施形態では、¹³Ｃ₁−酢酸塩−ｄ₃（即ち、メチル基の３つの水素原子のすべてが重水素原子で置き換えられた¹³Ｃ₁−酢酸塩）が本発明の方法で使用される。

好ましい実施形態では、本発明に係るイメージング媒体は過分極¹³Ｃ₁−酢酸塩又は¹³Ｃ₁−酢酸塩−ｄ₃を含んでいる。

「¹³Ｃ−アセチルカルニチン」という用語は、¹³Ｃで同位体濃縮された（即ち、¹³Ｃ同位体の量がそれの天然存在比より多い）３−アセチルオキシ−４−トリメチルアンモニオブタノエートを意味する。特記しない限り、「¹³Ｃ−アセチルカルニチン」という用語は、アセチルオキシ基の２つの炭素原子のいずれかにおいて（即ち、前記アセチルオキシ基のメチル基又はジュウテロメチル基（本発明の方法で重水素化¹³Ｃ₁−酢酸塩を使用した場合）及び／又はカルボニル基において）¹³Ｃ濃縮された化合物を意味する。

「¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ」という用語は、¹³Ｃで同位体濃縮された（即ち、¹³Ｃ同位体の量がそれの天然存在比より多い）補酵素Ａと酢酸とのチオエステルを意味する。特記しない限り、「¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ」という用語は、アセチル基の２つの炭素原子のいずれかにおいて（即ち、前記アセチル基のメチル基又はジュウテロメチル基（本発明の方法で重水素化¹³Ｃ₁−酢酸塩を使用した場合）及び／又はカルボニル基において）¹³Ｃ濃縮された化合物を意味する。

「過分極」及び「分極」という用語は以後は互換的に使用され、０．１％を超え、さらに好ましくは１％を超え、最も好ましくは１０％を超える核分極レベルを意味する。

分極レベルは、例えば、固体過分極¹³Ｃ−酢酸塩（例えば、¹³Ｃ−酢酸塩の動的核分極（ＤＮＰ）によって得られる固体過分極¹³Ｃ−酢酸塩）の固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲ測定によって決定できる。固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲ測定は、好ましくは小さいフリップ角を用いる単パルス取得ＮＭＲシーケンスからなる。ＮＭＲスペクトル中の過分極¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度を、分極プロセス前に取得したＮＭＲスペクトル中の¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度と比較する。次いで、分極前後における信号強度の比から分極レベルを計算する。

同様に、溶解した過分極¹³Ｃ−酢酸塩に関する分極レベルは、液体状態ＮＭＲ測定によって決定できる。この場合にも、溶解した過分極¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度を分極前の溶解¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度と比較する。次いで、分極前後における¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度の比から分極レベルを計算する。

ＮＭＲ活性¹³Ｃ核の過分極は、例えば国際公開第９８／３０９１８号、同第９９／２４０８０号及び同第９９／３５５０８号（これらの開示内容はいずれも援用によって本明細書の内容の一部をなす）に記載されている様々な方法によって達成でき、当技術分野で公知の過分極方法には、希ガスからの分極移動、「ブルートフォース（ｂｒｕｔｅｆｏｒｃｅ）」、スピン冷凍、パラ水素法及び動的核分極（ＤＮＰ）がある。

過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るためには、¹³Ｃ−酢酸塩を直接に分極させることが好ましい。また、¹³Ｃ−酢酸を分極させることもできるが、続いて分極¹³Ｃ−酢酸を（例えば、塩基での中和により）分極¹³Ｃ−酢酸塩に転化させなければならない。これは追加の段階であり、したがってこの実施形態はあまり好ましくない。¹³Ｃ−酢酸塩（例えば、¹³Ｃ−酢酸ナトリウム）は商業的に入手できる。¹³Ｃ−酢酸もまた、商業的に入手できる。それは、商業的に入手できる¹³Ｃ−酢酸塩（例えば、¹³Ｃ−酢酸ナトリウム）へのプロトン付加によっても得ることができる。

過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための１つの方法は、国際公開第９８／３０９１８号に記載されている過分極希ガスからの分極移動である。非ゼロ核スピンを有する希ガスは、円偏光の使用によって過分極させることができる。過分極希ガス（好ましくはＨｅ又はＸｅ或いはかかるガスの混合物）を用いて¹³Ｃ核の過分極を達成することができる。過分極ガスは気相中にあってもよく、液体／溶媒中に溶解されてもよく、或いは過分極ガス自体を溶媒として使用してもよい。別法として、ガスを冷却固体表面上に凝縮させ、この形態で使用してもよいし、或いは昇華させてもよい。過分極ガスと¹³Ｃ−酢酸塩又は¹³Ｃ−酢酸とを緊密に混合することが好ましい。

過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための別の方法は、非常に低い温度及び高い磁場での熱力学的平衡化によって¹³Ｃ核に分極を付与するものである。過分極は、ＮＭＲ分光計の動作磁場及び温度に比べ、非常に高い磁場及び非常に低い温度（ブルートフォース）の使用によって達成される。使用する磁場強度はできるだけ高くすべきであり、好適には１Ｔより高く、好ましくは５Ｔより高く、さらに好ましくは１５Ｔ以上であり、特に好ましくは２０Ｔ以上である。温度は非常に低くすべきであり、例えば４．２Ｋ以下、好ましくは１．５Ｋ以下、さらに好ましくは１．０Ｋ以下、特に好ましくは１００ｍＫ以下である。

過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための別の方法は、スピン冷凍法である。この方法は、スピン冷凍分極による固体化合物又は系のスピン分極をカバーする。かかる系には、三次若しくはそれ以上の対称軸をもつ好適な結晶質常磁性物質（例えば、Ｎｉ²⁺、ランタニド又はアクチニドイオン）がドープされるか、或いは緊密に混合される。共鳴励起磁場を全く加えないので均一な磁場は必要とされず、その計装はＤＮＰのために必要なものより簡単である。このプロセスは、磁場の方向に直角な軸の周りで試料を物理的に回転させることによって実施される。この方法に関する前提条件は、常磁性種が高度に異方性のｇ因子をもつことである。試料回転の結果として、電子常磁性共鳴が核スピンと接触し、核スピン温度の低下をもたらす。試料回転は、核スピン分極が新たな平衡に達するまで実施される。

好ましい実施形態では、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るためにＤＮＰ（動的核分極）が使用される。ＤＮＰでは、分極させるべき化合物中のＭＲ活性核の分極は、不対電子を含む化合物である分極剤又はいわゆるＤＮＰ剤によって達成される。ＤＮＰプロセス中には、通常はマイクロ波放射の形態でエネルギーが供給され、これがまずＤＮＰ剤を励起する。基底状態への崩壊に際して、ＤＮＰ剤の不対電子から分極させるべき化合物のＮＭＲ活性核（例えば、¹³Ｃ−酢酸塩中の¹³Ｃ核）への分極の移動が起こる。一般に、ＤＮＰプロセスでは中程度の又は高い磁場及び非常に低い温度が使用されるのであって、例えばＤＮＰプロセスは液体ヘリウム及び約１Ｔ以上の磁場中で実施される。別法として、中程度の磁場及び十分な分極増強が達成される任意の温度を使用することもできる。ＤＮＰ技法は、例えば国際公開第９８／５８２７２号及び同第０１／９６８９５号に一層詳しく記載されており、これらの開示内容はいずれも援用によって本明細書の内容の一部をなしている。

ＤＮＰ法によって化学的実在物（即ち、化合物）を分極させるためには、分極させるべき化合物及びＤＮＰ剤を含む組成物を調製し、次いでこれを任意に凍結して分極用のＤＮＰ分極装置内に挿入する（以前に凍結されなかった組成物は装置内で凍結する）。分極後、凍結した固体過分極組成物は、融解又は好適な溶解媒質中への溶解によって急速に液体状態に移行される。溶解が好ましく、凍結過分極組成物の溶解プロセス及びそのための好適な装置は国際公開第０２／３７１３２号に詳述されている。融解プロセス及び融解用の好適な装置は、例えば国際公開第０２／３６００５号に記載されている。

分極させるべき化合物中に高い分極レベルを得るためには、ＤＮＰプロセス中に前記化合物とＤＮＰ剤とが緊密に接触している必要がある。凍結又は冷却時に組成物が結晶化するならば、それに当てはまらない。結晶化を避けるためには、組成物中にガラス形成剤を存在させる必要があり、或いは凍結時に結晶化せずにガラスを形成する化合物を分極用として選択する必要がある。

一実施形態では、ＤＮＰ法によって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として¹³Ｃ−酢酸、好ましくは¹³Ｃ₁−酢酸又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃（酢酸−１−¹³Ｃ，２，２，２−ｄ₃）が使用される。

好ましい実施形態では、ＤＮＰ法によって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として¹³Ｃ−酢酸塩、好ましくは¹³Ｃ₁−酢酸塩又は¹³Ｃ₁−酢酸塩−ｄ₃が使用される。好適な¹³Ｃ−酢酸塩は、¹³Ｃ−酢酸ナトリウム並びにＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群からの無機陽イオンを含む¹³Ｃ−酢酸塩である。後者の塩は、国際公開第２００７／１１１５１５号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす）に詳述されている。別法として、有機アミン又はアミノ化合物の¹³Ｃ−酢酸塩（好ましくは、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ−アセテート又はメグルミン−¹³Ｃ−アセテート）も使用できる。これらの塩は、国際公開第２００７／０６９９０９号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす）に詳述されている。最も好ましい実施形態では、ＤＮＰ法によって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として、任意に重水素化されたＴＲＩＳ−¹³Ｃ−アセテート又は任意に重水素化された¹³Ｃ−酢酸ナトリウム、さらに好ましくはＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム又は¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム−ｄ₃が使用される。

「ＴＲＩＳ」という用語は２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオールを意味し、「ＴＲＩＳ−¹³Ｃ−アセテート」という用語は陰イオンとしての¹³Ｃ−アセテート及びＴＲＩＳ陽イオンを含む塩（即ち、ＴＲＩＳアンモニウム（２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオイルアンモニウム））を意味する。

ＤＮＰ法による¹³Ｃ−酢酸塩の過分極のためには、¹³Ｃ−酢酸塩又は¹³Ｃ−酢酸及びＤＮＰ剤を含む組成物が調製される。

ＤＮＰ剤は、その選択が¹³Ｃ−酢酸塩中に達成できる分極レベルに大きな影響を与えるので、ＤＮＰプロセスにおいて決定的な役割を果たす。各種のＤＮＰ剤（国際公開第９９／３５５０８号では「ＯＭＲＩ造影剤」と呼ばれている）が知られている。国際公開第９９／３５５０８号、同第８８／１０４１９号、同第９０／００９０４号、同第９１／１２０２４号、同第９３／０２７１１号又は同第９６／３９３６７号に記載されているような酸素系、硫黄系又は炭素系の安定なトリチルラジカルを使用したところ、各種の様々な試料中に高い分極レベルが得られた。

好ましい実施形態では、本発明の方法で使用する過分極¹³Ｃ−酢酸塩はＤＮＰによって得られ、使用するＤＮＰ剤はトリチルラジカルである。上記に略述した通り、ＤＮＰ剤（即ち、トリチルラジカル）の大きい電子スピン分極は電子のラーモア周波数に近いマイクロ波照射によって¹³Ｃ−酢酸塩又は¹³Ｃ−酢酸中の¹³Ｃ核の核スピン分極に変換される。マイクロ波は、ｅ−ｅ及びｅ−ｎ遷移による電子スピン系と核スピン系との間の連絡を刺激する。効果的なＤＮＰのためには、即ち¹³Ｃ−酢酸塩又は¹³Ｃ−酢酸中に高い分極レベルを達成するためには、トリチルラジカルはこれらの化合物中で安定かつ可溶であって、¹³Ｃ−酢酸塩又は¹³Ｃ−酢酸とトリチルラジカルとの緊密な接触を達成するものでなければならない。かかる緊密な接触は、上述した電子スピン系と核スピン系との間の連絡のために必要である。

好ましい実施形態では、トリチルラジカルは下記式（１）のラジカルである。

式中、
Ｍは水素又は１当量の陽イオンを表し、
Ｒ１は同一又は異なるものであって、１以上のヒドロキシル基で任意に置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₆−アルキル基或いは−(ＣＨ₂)_n−Ｘ−Ｒ２基（式中、ｎは１、２又は３であり、ＸはＯ又はＳであり、Ｒ２は１以上のヒドロキシル基で任意に置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基である。）を表す。

好ましい実施形態では、Ｍは水素又は１当量の生理学的に許容される陽イオンを表す。「生理学的に許容される陽イオン」という用語は、ヒト又はヒト以外の動物の生体によって許容される陽イオンを意味する。好ましくは、Ｍは水素又はアルカリ陽イオン、アンモニウムイオン又は有機アミンイオン（例えばメグルミン）を表す。最も好ましくは、Ｍは水素又はナトリウムを表す。

ＤＮＰ法によって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として¹³Ｃ−酢酸塩を使用するならば、Ｒ１は好ましくは同一であり、さらに好ましくは直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、最も好ましくはメチル、エチル又はイソプロピルである。或いは、Ｒ１は好ましくは同一であり、さらに好ましくは１以上のヒドロキシル基で置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、最も好ましくは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＨである。或いは、Ｒ１は好ましくは同一であり、−ＣＨ₂−ＯＣ₂Ｈ₄ＯＨを表す。

ＤＮＰ法によって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として¹³Ｃ−酢酸を使用するならば、Ｒ１は同一又は異なるもの、好ましくは同一であり、好ましくは−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＯＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＳＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＳＣ₂Ｈ₅又は−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＳＣＨ₃、最も好ましくは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃を表す。

上述した式（１）のトリチルラジカルは、国際公開第８８／１０４１９号、同第９０／００９０４号、同第９１／１２０２４号、同第９３／０２７１１号、同第９６／３９３６７号、同第９７／０９６３３号、同第９８／３９２７７号及び同第２００６／０１１８１１号に詳述されているようにして合成できる。

ＤＮＰプロセスのためには、出発原料である¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩（以下「試料」という）とＤＮＰ剤（好ましくはトリチルラジカル、さらに好ましくは式（１）のトリチルラジカル）との溶液が調製される。試料中へのＤＮＰ剤の溶解を促進するために溶媒又は溶媒混合物が使用できる。しかし、過分極¹³Ｃ−酢酸塩をインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出用のイメージング剤として使用する予定であれば、溶媒の量を最小限に抑えるか、或いは可能ならば溶媒の使用を避けることが好ましい。インビボイメージング剤として使用するためには、過分極¹³Ｃ−酢酸塩は通常比較的高い濃度で投与される。即ち、ＤＮＰプロセスで高度に濃縮された試料を使用するのが好ましく、したがって溶媒の量を最小限に抑えることが好ましい。これに関連して、試料を含む組成物（即ち、ＤＮＰ剤、試料及び必要ならば溶媒）の質量をできるだけ小さく保つことも重要である。例えば¹³Ｃ−ＭＲ検出用のイメージング剤として使用するため、ＤＮＰプロセス後に過分極¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩を含む固体組成物を溶解によって液体状態に変える場合、大きい質量は溶解プロセスの効率に悪影響を及ぼす。これは、溶解プロセスにおける溶解媒質の体積が一定である場合、組成物の質量が増加すると溶解媒質と組成物の質量との比が減少するという事実に原因する。さらに、ある種の溶媒を使用した場合には、これらの溶媒が生理学的に許容されない可能性があるので、ＭＲイメージング剤として使用する過分極¹³Ｃ−酢酸塩をヒト又はヒト以外の動物に投与する前に溶媒の除去が必要とされることがある。

ＤＮＰによって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として¹³Ｃ−酢酸を使用するならば、¹³Ｃ−酢酸中にＤＮＰ剤（好ましくはトリチルラジカル、さらに好ましくは式（１）のトリチルラジカル）を溶解した溶液が調製される。¹³Ｃ−酢酸は室温で液体であり、ＤＮＰ剤を前記液体に溶解することが好ましい。¹³Ｃ−酢酸は凍結時に結晶化するので、少量のガラス形成剤（好ましくはグリセロール）が添加される。化合物の緊密な混合は、当技術分野で公知のいくつかの手段（例えば、撹拌、渦動（渦動混合）又は音波処理及び／又は穏やかな加熱）によって促進できる。

ＤＮＰによって過分極¹³Ｃ−酢酸塩を得るための出発原料として、室温で固体である¹³Ｃ−酢酸塩を使用するならば、ＤＮＰ剤及び¹³Ｃ−酢酸塩の溶液を調製するために溶媒を添加しなければならない。好ましくは水性キャリヤー、最も好ましくは水を溶媒として使用する。一実施形態では、ＤＮＰ剤を溶解し、次いで溶解したＤＮＰ剤中に¹³Ｃ−酢酸塩を溶解する。ＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群からの無機陽イオンを含む¹³Ｃ−酢酸塩、並びに有機アミン又はアミノ化合物の¹³Ｃ−酢酸塩を使用するならば、この実施形態が好ましい。別の実施形態では、¹³Ｃ−酢酸塩を溶媒に溶解し、次いで溶解した¹³Ｃ−酢酸塩中に（乾燥化合物又は溶液としての）ＤＮＰ剤を添加して溶解する。¹³Ｃ−酢酸ナトリウムを使用する場合には、この実施形態が好ましい。さらに好ましい実施形態では、¹³Ｃ−酢酸ナトリウムを水に溶解し、溶液を穏やかに加熱する。これは、冷却／凍結時に結晶化しない比較的高い粘度の過飽和溶液を与える。上述した¹³Ｃ−酢酸塩（即ち、¹³Ｃ−酢酸ナトリウム、ＮＨ₄ ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、Ｃｓ⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群からの無機陽イオンを含む¹³Ｃ−酢酸塩、並びに有機アミン又はアミノ化合物の¹³Ｃ−酢酸塩）を使用するならば、これらの¹³Ｃ−酢酸塩を含む組成物は冷却／凍結時に結晶化しないので、ガラス形成剤を添加しなくて済む。この場合にも、化合物の緊密な混合は、当技術分野で公知のいくつかの手段（例えば、撹拌、渦動又は音波処理及び／又は穏やかな加熱）によって促進できる。

本発明の方法で使用する過分極¹³Ｃ−酢酸塩がＤＮＰによって得られる場合、¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩及びＤＮＰ剤を含む分極させるべき組成物はさらに常磁性金属イオンを含み得る。常磁性金属イオンの存在は、国際公開第２００７／０６４２２６号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす）に詳述されているように、ＤＮＰによって分極させるべき化合物中の分極レベルを増大させ得ることが判明している。

「常磁性金属イオン」という用語は、塩又はキレート化物（即ち、常磁性キレート）の形態の常磁性金属イオンを意味する。後者はキレーター及び常磁性金属イオンを含む化学的実在物であって、前記常磁性金属イオン及び前記キレーターは錯体（即ち、常磁性キレート）を形成している。

好ましい実施形態では、常磁性金属イオンはＧｄ³⁺を含む塩又は常磁性キレート、好ましくはＧｄ³⁺を含む常磁性キレートである。さらに好ましい実施形態では、前記常磁性金属イオンは分極させるべき組成物中に可溶かつ安定である。

前述したＤＮＰ剤の場合と同じく、分極させるべき¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩は常磁性金属イオンにも緊密に接触していなければならない。¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩、ＤＮＰ剤及び常磁性金属イオンを含むＤＮＰ用の組成物は、いくつかの方法で得ることができる。第１の実施形態では、¹³Ｃ−酢酸塩を好適な溶媒に溶解して溶液を得る。別法として、前記に記載したような液体の¹³Ｃ−酢酸を使用する。このような¹³Ｃ−酢酸塩の溶液又は液体の¹³Ｃ−酢酸にＤＮＰ剤を添加して溶解する。ＤＮＰ剤（好ましくはトリチルラジカル）は固体又は溶液として添加できるが、好ましくは固体として添加する。次の段階では、常磁性金属イオンを添加する。常磁性金属イオンは固体又は溶液として添加できるが、好ましくは固体として添加する。別の実施形態では、ＤＮＰ剤及び常磁性金属イオンを好適な溶媒に溶解し、この溶液を¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩に添加する。さらに別の実施形態では、ＤＮＰ剤（又は常磁性金属イオン）を好適な溶媒に溶解し、¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩に添加する。次の段階では、この溶液に常磁性金属イオン（又はＤＮＰ剤）を固体又は溶液として添加し、好ましくは固体として添加する。好ましくは、常磁性金属イオン（又はＤＮＰ剤）を溶解するための溶媒の量は最小限に抑える。この場合にも、化合物の緊密な混合は、当技術分野で公知のいくつかの手段（例えば、撹拌、渦動又は音波処理及び／又は穏やかな加熱）によって促進できる。

トリチルラジカルをＤＮＰ剤として使用するならば、かかるトリチルラジカルの好適な濃度は、ＤＮＰのために使用される組成物中において１〜２５ｍＭ、好ましくは２〜２０ｍＭ、さらに好ましくは１０〜１５ｍＭである。常磁性金属イオンが組成物に添加されるならば、かかる常磁性金属イオンの好適な濃度は組成物中において０．１〜６ｍＭ（金属イオン）であり、０．５〜４ｍＭの濃度が好ましい。

¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩、ＤＮＰ剤及び任意には常磁性金属イオンを含む組成物を調製した後、当技術分野で公知の方法によって前記組成物が凍結される。例えば、フリーザー内で凍結するか、液体窒素中で凍結するか、或いは単にＤＮＰ分極装置内に配置するだけでも液体ヘリウムによって凍結される。別の実施形態では、組成物を分極装置内に挿入する前にそれを「ビーズ」として凍結することができる。かかるビーズは、組成物を液体窒素中に滴下することで得られる。かかるビーズは一層効率よく溶解することが認められている。これは、例えば過分極¹³Ｃ−酢酸塩をインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出方法で使用することが意図される場合、多量の¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩を分極させる際に特に適している。

組成物中に常磁性金属イオンが存在する場合、前記組成物を凍結前にガス抜きすることができる。ガス抜きは、例えば組成物中にヘリウムガスを（例えば２〜１５分間）吹き込むことで行うことができるが、他の公知常法で実施することもできる。

ＤＮＰ技法は、例えば国際公開第９８／５８２７２号及び同第０１／９６８９５号（これらの開示内容はいずれも援用によって本明細書の内容の一部をなす）に記載されている。一般に、ＤＮＰプロセスでは中程度の又は高い磁場及び極低温が使用され、例えば液体ヘリウム及び約１Ｔ以上の磁場中でＤＮＰプロセスが実施される。別法として、中程度の磁場及び十分な分極増強が達成される任意の温度を使用することもできる。好ましい実施形態では、ＤＮＰプロセスは液体ヘリウム及び約１Ｔ以上の磁場中で実施される。好適な分極ユニットは、例えば国際公開第０２／３７１３２号に記載されている。好ましい実施形態では、分極ユニットはクライオスタット及び分極手段（例えば、超伝導磁石のような磁場発生手段に取り囲まれた中心ボア内のマイクロ波源に導波管で連結されたマイクロ波チャンバー）を含んでいる。ボアは、垂直方向下方に、少なくとも磁場強度が試料核の分極を引き起こすのに十分な高さ（例えば１〜２５Ｔ）を有する超伝導磁石近傍の「Ｐ」領域のレベルまで延在している。プローブ（即ち、分極させるべき凍結組成物）用のボアは、好ましくは密封可能であり、低圧（例えば１ｍｂａｒ以下の程度の圧力）まで排気できる。着脱自在の輸送管のようなプローブ導入手段をボアの内部に収容することができ、この管はボアの頂部から下方にＰ領域にあるマイクロ波チャンバー内の位置まで挿入することができる。Ｐ領域は、液体ヘリウムで分極を引き起こすのに十分な低温（好ましくは０．１〜１００Ｋ、さらに好ましくは０．５〜１０Ｋ、最も好ましくは１〜５Ｋ程度の温度）に冷却されている。プローブ導入手段は、好ましくは、ボア内に部分真空を保持できるようにその上端が任意適宜の方法で密封可能である。プローブ保持カップのようなプローブ保持容器を、プローブ導入手段の下端の内部に着脱自在に取り付けることができる。プローブ保持容器は、好ましくは比熱容量が小さくかつ極低温特性に優れた軽量材料（例えばＫｅｌＦ（ポリクロロトリフルオロエチレン）又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン））で作られており、２以上のプローブを収容できるように設計することができる。

プローブをプローブ保持容器内に挿入し、液体ヘリウム中に浸漬し、マイクロ波で照射する。マイクロ波周波数はＤＮＰ剤のＥＰＲ線から決定できるが、これは２８．０ＧＨｚ／Ｔのように磁石の磁場強度に依存する。最適マイクロ波周波数は、最大ＮＭＲ信号に関する周波数を調整することで決定できる。好ましくは、最適マイクロ波周波数は３．３５Ｔに充電された磁石に対しては約９４ＧＨｚであり、４Ｔに充電された磁石に対しては１１０ＧＨｚであり、５Ｔに充電された磁石に対しては１４０ＧＨｚであり、７Ｔに充電された磁石に対しては２００ＧＨｚである。出力は、プローブサイズに応じて５０〜２００ｍＷの範囲内で選択できる。分極レベルは、前述したようにして（例えば、マイクロ波照射中にプローブの固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲ信号を取得することにより）モニターできる。一般に、ＮＭＲ信号を時間に対して示すグラフ中に飽和曲線が得られる。したがって、最適分極レベルに到達した時点を決定することが可能である。固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲ測定は、好適には小さいフリップ角を用いる単パルス取得ＮＭＲシーケンスからなる。動的核分極された核（¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩中の¹³Ｃ核）の信号強度を、ＤＮＰ前の¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩中の¹³Ｃ核の信号強度と比較する。次いで、ＤＮＰ前後における信号強度の比から分極レベルを計算する。

ＤＮＰプロセス後、過分極¹³Ｃ−酢酸又は¹³Ｃ−酢酸塩を含む固体組成物は固体状態から液体状態に移行される（即ち、液化される）。これは、適当な溶媒又は溶媒混合物（溶解媒質）に溶解すること或いは固体組成物を融解することによって実施できる。溶解が好ましく、溶解プロセス及びそのための好適な装置は国際公開第０２／３７１３２号に詳述されている。融解プロセス及び融解用の好適な装置は、例えば国際公開第０２／３６００５号に記載されている。簡単に述べれば、分極装置から物理的に分離しているか、或いは分極装置及び溶解ユニット／融解ユニットを含む装置の一部である溶解ユニット／融解ユニットが使用される。好ましい実施形態では、緩和を改善して過分極の最大値を保持するため、溶解／融解は高い磁場中（例えば、分離装置内）で実施される。磁場の節点は避けるべきであり、低い磁場は上記の対策を講じても緩和の増大をもたらすことがある。

動的核分極用の出発原料として¹³Ｃ−酢酸塩を使用し、かつ過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含む固体組成物を溶解によって液化する場合には、特に好ましくは過分極¹³Ｃ−酢酸塩をインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出用のイメージング媒体中に使用する予定であれば、水性キャリヤー、好ましくは生理学的に許容されかつ薬学的に容認される水性キャリヤー（例えば、水、緩衝液又は食塩水）が溶媒として好適に使用される。インビトロ用途のためには、例えば、ＤＭＳＯ又はメタノール或いは水性キャリヤー及び非水性溶媒を含む混合物（例えば、ＤＭＳＯと水との混合物又はメタノールと水との混合物）のような非水性溶媒又は溶媒混合物も使用できる。

動的核分極用の出発原料として¹³Ｃ−酢酸を使用した場合には、得られた過分極¹³Ｃ−酢酸を¹³Ｃ−酢酸塩に転化させなければならない。過分極¹³Ｃ−酢酸を含む固体組成物を溶解によって液化する場合には、溶解媒質は好ましくは水性キャリヤー（例えば、水又は緩衝液、好ましくは生理学的に許容される緩衝液）であり、或いは水性キャリヤー（例えば、水又は緩衝液、好ましくは生理学的に許容される緩衝液）を含んでいる。「緩衝溶液」及び「緩衝液」という用語は、以後は互換的に使用される。本願の文脈中では、「緩衝液」は１種以上の緩衝液を意味し、即ち緩衝液の混合物も包含する。

好ましい緩衝液は生理学的に許容される緩衝液であり、さらに好ましくは約７〜８のｐＨ範囲内で緩衝作用を有する緩衝液、例えばリン酸塩緩緩衝液（ＫＨ₂ＰＯ₄／Ｎａ₂ＨＰＯ₄）、ＡＣＥＳ、ＰＩＰＥＳ、イミダゾール／ＨＣｌ、ＢＥＳ、ＭＯＰＳ、ＨＥＰＥＳ、ＴＥＳ、ＴＲＩＳ、ＨＥＰＰＳ又はＴＲＩＣＩＮである。

過分極¹³Ｃ−酢酸を過分極¹³Ｃ−酢酸塩に転化させるためには、一般に¹³Ｃ−酢酸を塩基と反応させる。一実施形態では、¹³Ｃ−酢酸を塩基と反応させて¹³Ｃ−酢酸塩に転化させ、続いて水性キャリヤーを添加する。別の好ましい実施形態では、水性キャリヤー及び塩基を合わせて１つの溶液とし、この溶液を¹³Ｃ−酢酸に添加することで、それを溶解すると同時に¹³Ｃ−酢酸塩に転化させる。好ましい実施形態では、塩基はＮａＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃又はＮａＨＣＯ₃の水溶液であり、最も好ましくはＮａＯＨである。

別の好ましい実施形態では、水性キャリヤー緩衝液又は（該当する場合には）複合水性キャリヤー／塩基溶液は、さらに遊離常磁性イオンを結合又は錯体化し得る１種以上の化合物（例えば、ＤＴＰＡ又はＥＤＴＡのようなキレート化剤）を含んでいる。

過分極がＤＮＰ法によって実施される場合、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含む液体からＤＮＰ剤（好ましくはトリチルラジカル）及び任意の常磁性金属イオンが除去されることがある。過分極¹³Ｃ−酢酸塩をインビボ用途のためのイメージング媒体中に使用する予定であれば、これらの化合物を除去することが好ましい。ＤＮＰ用の出発原料として¹³Ｃ−酢酸を使用した場合には、まず過分極¹³Ｃ−酢酸を¹³Ｃ−酢酸塩に転化させ、転化が行われた後にＤＮＰ剤及び任意の常磁性金属イオンを除去することが好ましい。

トリチルラジカル及び常磁性金属イオンを除去するために有用な方法は当技術分野で公知であり、国際公開第２００７／０６４２２６号及び同第２００６／０１１８０９号に詳述されている。

好ましい実施形態では、本発明の方法で使用する過分極¹³Ｃ−酢酸塩は、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ−アセテート又は¹³Ｃ−酢酸ナトリウム（さらに好ましくはＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム）、式（１）のトリチルラジカル及び任意にはＧｄ³⁺を含む常磁性キレートを含む組成物の動的核分極によって得られる。この好ましい実施形態では、トリチルラジカル及び（使用するならば）Ｇｄ³⁺を含む常磁性キレートの溶液を調製する。溶解したトリチルラジカル及び任意の溶解した常磁性キレートを¹³Ｃ−酢酸ナトリウム又はＴＲＩＳ−¹³Ｃ−アセテートに添加し、この組成物に好ましくは音波処理又は渦動混合及び穏やかな加熱を施すことですべての化合物の緊密な混合を促進する。

本発明の方法に係るイメージング媒体は、インビトロ¹³Ｃ−ＭＲ検出（例えば、ヒト又はヒト以外の動物の身体から導かれる細胞培養物、試料、エクスビボ組織或いは単離器官中での¹³Ｃ−ＭＲ検出）用のイメージング媒体として使用できる。この目的のためには、イメージング媒体は、例えば、細胞培養物、尿や血液や唾液のような試料、生検組織のようなエクスビボ組織又は単離器官に添加するのに適した組成物として提供される。かかるイメージング媒体は、イメージング剤（即ち、過分極¹³Ｃ−酢酸塩）に加えて、インビトロ細胞又は組織アッセイに適合しかつそのために使用される溶媒（例えば、ＤＭＳＯ又はメタノール或いは水性キャリヤー及び非水性溶媒を含む溶媒混合物（例えば、ＤＭＳＯと水又は緩衝液との混合物或いはメタノールと水又は緩衝液との混合物））を含むことが好ましい。当業者には自明の通り、かかるイメージング媒体中には薬学的に許容されるキャリヤー、賦形剤及び製剤化補助剤が存在し得るが、かかる目的のために必要なわけではない。

さらに、本発明の方法に係るイメージング媒体は、インビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出（即ち、ヒト又はヒト以外の動物の生体に関して実施される¹³Ｃ−ＭＲ検出）用のイメージング媒体として使用できる。この目的のためには、イメージング媒体はヒト又はヒト以外の動物の生体への投与に適している必要がある。したがって、かかるイメージング媒体は、イメージング剤（即ち、過分極¹³Ｃ−酢酸塩）に加えて、水性キャリヤー、好ましくは生理学的に許容されかつ薬学的に容認される水性キャリヤー（例えば、水、緩衝液又は食塩水）を含むことが好ましい。かかるイメージング媒体はさらに、通常の薬学的又は獣医学的キャリヤー又は賦形剤（例えば、ヒト医学又は獣医学における診断用組成物に関して常用されている安定剤、重量オスモル濃度調整剤、可溶化剤などの製剤化補助剤）を含むことができる。

本発明の方法で使用するイメージング媒体をインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出（即ち、ヒト又はヒト以外の動物の生体内での¹³Ｃ−ＭＲ検出）のために使用するならば、前記イメージング媒体は好ましくは前記生体に非経口的に（好ましくは静脈内に）投与される。一般に、検査すべき生体はＭＲ磁石内に配置される。専用の¹³Ｃ−ＭＲＲＦコイルが、検査対象領域をカバーするように配置される。イメージング媒体の正確な用量及び濃度は、毒性及び投与経路のような一連の因子に依存する。一般に、イメージング媒体は体重１ｋｇ当たり酢酸塩１ｍｍｏｌ以下、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍｏｌ／ｋｇの濃度で投与される。投与後４００秒未満、好ましくは１２０秒未満、さらに好ましくは投与後６０秒未満、特に好ましくは２０〜５０秒に、検査対象体積をエンコードするＭＲイメージングシーケンスを複合した周波数及び空間選択的な方法で適用する。ＭＲシーケンスの正確な適用時間は、検査対象体積及び化学種に大きく依存する。

本発明に係る方法では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号が検出される。好ましい実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの信号が検出される。

酢酸塩からアセチル−ＣｏＡ及びアセチルカルニチンへの代謝転化を、¹³Ｃ₁−酢酸塩に関して下記スキーム１（式中、＊は¹³Ｃ−標識を表す。）に示す。即ち、アセチルＣｏＡリガーゼ（ＡＣＳ、ＥＣ６．２．１．１）によって触媒される反応において、¹³Ｃ−酢酸塩は補酵素Ａと反応して¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡを生成する。

次いで、カルニチントランスフェラーゼ（ＣＡＴ、ＥＣ２．３．１．７）によって触媒される反応において、¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡはカルニチンと反応して¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び補酵素Ａを生成する。

本発明の文脈中における「信号」という用語は、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩を表す¹³Ｃ−ＭＲスペクトル中のピークの、ノイズに対するＭＲ信号振幅又は積分又はピーク面積をいう。好ましい実施形態では、信号はピーク面積である。

本発明の方法の好ましい実施形態では、上述した¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号を用いて、ヒト又はヒト以外の動物の生体の代謝プロファイルが生成される。前記代謝プロファイルは、全身から導くことができ、例えば全身のインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出によって得ることができる。別法として、前記代謝プロファイルは、検査対象領域又は体積（即ち、前記ヒト又はヒト以外の動物の特定の組織、器官又は部分）から生成される。

本発明の方法の別の好ましい実施形態では、上述した¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号を用いて、ヒト又はヒト以外の動物から導かれる細胞培養物中の細胞、尿や血液や唾液のような試料、生検組織のようなエクスビボ組織又は単離器官の代謝プロファイルが生成される。その場合、前記代謝プロファイルはインビトロ¹³Ｃ−ＭＲ検出によって生成される。

かくして、好ましい実施形態では、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を用いる¹³Ｃ−ＭＲ検出方法であって、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号を検出し、前記信号を用いて代謝プロファイルを生成する方法が提供される。

好ましい実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの信号を用いて前記代謝プロファイルが生成される。

一実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩のスペクトル信号強度を用いて代謝プロファイルが生成される。別の実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩のスペクトル信号積分を用いて代謝プロファイルが生成される。別の実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の個別画像からの信号強度を用いて代謝プロファイルが生成される。さらに別の実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号強度を２以上の時点で求めることで¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の変化速度が計算される。

別の実施形態では、代謝プロファイルは¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の処理信号データ（例えば、多重ＭＲ検出の信号パターン（即ち、スペクトル又は画像）から導き出される信号の比、補正信号或いは動力学的又は代謝速度定数情報）を含むか、或いはかかる処理信号データを用いて生成される。かくして、好ましい実施形態では、補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン信号（即ち、¹³Ｃ−アセチルカルニチン／¹³Ｃ−酢酸塩信号又は¹³Ｃ−アセチルカルニチン／¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ信号）が代謝プロファイル中に含まれるか、或いはそれを用いて代謝プロファイルが生成される。さらに別の好ましい実施形態では、補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン／総¹³Ｃ−炭素信号が代謝プロファイル中に含まれるか、或いはそれを用いて代謝プロファイルが生成される。ここで、総¹³Ｃ−炭素信号は¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号の和である。さらに好ましい実施形態では、¹³Ｃ−アセチルカルニチンと¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡとの比が代謝プロファイル中に含まれるか、或いはそれを用いて代謝プロファイルが生成される。

本発明に係る方法の好ましい実施形態で生成された代謝プロファイルは、検査すべき生体、生体部分、細胞、組織、身体試料などの代謝活性に関する情報を提供し、前記情報は例えば疾患を同定するために以後の段階で使用できる。

かかる疾患は腫瘍であり得る。これは、腫瘍組織が通常は健常組織より高い代謝活性によって特徴づけられるからである。かかる高い代謝活性は、腫瘍又は腫瘍のエクスビボ試料の代謝プロファイルを健常組織（例えば、周囲組織又は健常エクスビボ組織）の代謝プロファイルと比較することから明らかとなり、代謝プロファイル中に¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの高い信号或いは高い補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン信号或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチンと¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−酢酸塩又は総炭素との高い比或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン増加をもたらす高い代謝速度となって現れることがある。

別の疾患は心臓の虚血であり得る。これは、虚血心筋組織が通常は健常心筋組織より低い代謝活性によって特徴づけられるからである。この場合にも、かかる低い代謝活性は、前の段落に記載したのと同様にして、虚血心筋組織の代謝プロファイルを健常心筋組織の代謝プロファイルと比較することから明らかとなろう。

別の疾患は、アルツハイマー病或いは他の脳疾患又は障害及び／又は脳機能や認知や記憶に関連する疾患又は障害であり得る。これらの疾患又は障害では、¹³Ｃ−アセチルカルニチンが増強された中心代謝的役割を果たすからである。本発明の方法によって得られた、これらの疾患又は障害に罹患した脳又はその部分の代謝プロファイルは、健常な脳又はその部分からの代謝プロファイルと異なっており、これらの疾患又は障害は代謝プロファイル中に¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの高い信号或いは高い補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン信号或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチンと¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−酢酸塩又は総炭素との高い比或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン増加をもたらす高い代謝速度となって現れることが予想できる。

別の疾患は糖尿病であり得る。これは、酢酸塩の代謝における中心酵素の１つであるカルニチンアセチルトランスフェラーゼが脂肪酸酸化で決定的な役割を果たし、したがって抗糖尿病薬及び抗肥満薬の開発のための有望な標的となるからである。好適には、糖尿病を同定するために本発明の方法に従って代謝プロファイルを生成するための選択器官は肝臓であり、該疾患は前記対応プロファイル中に¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの高い信号或いは高い補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン信号或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチンと¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−酢酸塩又は総炭素との高い比或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン増加をもたらす高い代謝速度となって現れる。

さらに別の疾患は、肝線維症又は肝硬変のような肝臓関連疾患であり得る。これらの疾患では、エステル化カルニチンの増量が特徴的であり、したがって罹患した肝臓の代謝プロファイルは¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの高い信号或いは高い補正¹³Ｃ−アセチルカルニチン信号或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチンと¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−酢酸塩又は総炭素との高い比或いは¹³Ｃ−アセチルカルニチン増加をもたらす高い代謝速度を示すであろう。

疾患を同定するための本発明の方法には、解剖学的情報及び／又は（好適であれば）灌流情報を含めることができる。解剖学的情報は、例えば、本発明の方法の前後に適当な造影剤を使用し又は使用せずにプロトン又は¹³Ｃ−ＭＲ画像を取得することで得ることができる。

疾患が心臓の虚血であれば、例えばＯｍｎｉｓｃａｎ（商標）のようなＭＲ造影剤を使用することで心筋の相対的灌流を測定することができる。また、造影剤の投与なしに灌流を測定するためのＭＲイメージング技法も当技術分野で知られている。好ましい実施形態では、代謝されない過分極¹³Ｃ−造影剤を用いて定量的灌流が測定される。好適な技法及び造影剤は、例えば国際公開第０２／２３２０９号に記載されている。

別の好ましい実施形態では、過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を繰り返し投与することで動的研究が可能になる。（高い用量では）毒性効果を示すことがある通常のＭＲ造影剤を用いる他のＭＲ検出方法に比べ、これは本発明に係る方法のさらなる利点である。酢酸塩の低毒性及びそれの好適な安全性プロフィルのため、この化合物の反復投与は患者によって十分に容認される。

前述の通り、代謝プロファイルは検査すべき生体、生体部分、細胞、組織、身体試料などの代謝活性に関する情報を提供し、前記情報は例えば疾患を同定するために以後の段階で使用できる。しかし、医師は検査中の患者にとって適切な治療を選択するためにこの情報をさらに以後の段階で使用することもできる。

さらに、前記情報を用いて上述の疾患の治療応答（例えば、治療の成否）をモニターすることができ、本方法はその感度のために初期治療応答（即ち、治療の開始直後における応答）をモニターするのに特に適している。

別の実施形態では、本発明の方法は薬物の効果を評価するために使用できる。前記実施形態では、例えばある疾患に対する関連モデルである細胞培養物又は罹患したエクスビボ組織又は罹患した単離器官におけるインビトロでの薬物スクリーニングにより、前記疾患の治療に役立つ可能性がある薬物を非常に早い段階で試験することができる。別法として、例えばある疾患に関連する動物モデルにおけるインビボでの薬物スクリーニングにより、前記疾患の治療に役立つ可能性がある薬物を非常に早い段階で試験することができる。可能性がある薬物による処置の前後における前記細胞培養物、エクスビボ組織、単離器官又は試験動物の代謝プロファイルを比較することにより、前記薬物の効果、したがって治療応答及び治療の成否を判定することができ、これはもちろん可能性がある薬物のスクリーニングにおいて貴重な情報を提供する。

本発明のさらに別の態様は、¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム、¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、¹³Ｃ₁−酢酸又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでなる組成物である。

第１の実施形態では、前記組成物は¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又はＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでいる。好ましい実施形態では、前記トリチルラジカルは式（１）のトリチルラジカルである。式中、Ｍは水素又はナトリウムを表し、Ｒ１は好ましくは同一であり、さらに好ましくは直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、最も好ましくはメチル、エチル又はイソプロピルである。或いは、Ｒ１は好ましくは同一であり、さらに好ましくは１つのヒドロキシル基で置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基、最も好ましくは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＨである。或いは、Ｒ１は好ましくは同一であり、−ＣＨ₂−ＯＣ₂Ｈ₄ＯＨを表す。別の好ましい実施形態では、前記組成物は常磁性金属イオン、好ましくはＧｄ³⁺を含む塩又は常磁性キレート、さらに好ましくはＧｄ³⁺を含む常磁性キレートを含んでいる。好適には、前記組成物はさらに１種以上の溶媒を含み、好ましくは水性キャリヤー、最も好ましくは水が溶媒として使用される。上述の組成物は、動的核分極（ＤＮＰ）によって高い分極レベルで過分極¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又はＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃を得るために使用できる。

第２の実施形態では、前記組成物は¹³Ｃ₁−酢酸又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでいる。好ましい実施形態では、前記トリチルラジカルは式（１）のトリチルラジカルである。式中、Ｍは水素又はナトリウムを表し、Ｒ１は同一又は異なるもの、好ましくは同一であり、好ましくは−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＯＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＳＣＨ₃、−ＣＨ₂−ＳＣ₂Ｈ₅又は−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＳＣＨ₃、最も好ましくは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣＨ₃を表す。別の好ましい実施形態では、前記組成物は常磁性金属イオン、好ましくはＧｄ³⁺を含む塩又は常磁性キレート、さらに好ましくはＧｄ³⁺を含む常磁性キレートを含んでいる。前記組成物は１種以上の溶媒を含んでも含まなくてもよく、好ましい実施形態では水性キャリヤー、最も好ましくは水が溶媒として使用される。上述の組成物は、動的核分極（ＤＮＰ）によって高い分極レベルで過分極¹³Ｃ₁−酢酸又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃を得るために使用できる。前記過分極¹³Ｃ₁−酢酸又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃は、塩基（例えば、ＮａＯＨ）と共に溶解することで過分極¹³Ｃ₁−酢酸塩又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸塩−ｄ₃に転化させることができる。

本発明のさらに別の態様は、過分極¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム、過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム、過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、過分極¹³Ｃ₁−酢酸又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでなる組成物であって、当該組成物が動的核分極によって得られるものである。

本発明のさらに別の態様は、過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム、過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、過分極¹³Ｃ₁−酢酸又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃である。本発明のこの態様の好ましい実施形態は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃であり、これは¹³Ｃ−ＭＲ検出方法で使用するための組成物（イメージング媒体）中においてイメージング剤として使用できる。

本発明のさらに別の態様は、過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃を含んでなるイメージング媒体である。

本発明に係るイメージング媒体は、¹³Ｃ−ＭＲ検出方法においてイメージング媒体として使用できる。

本発明の方法に係るイメージング媒体は、インビトロ¹³Ｃ−ＭＲ検出（例えば、ヒト又はヒト以外の動物の身体から導かれる細胞培養物、試料、エクスビボ組織又は単離器官の¹³Ｃ−ＭＲ検出）用のイメージング媒体として使用できる。この目的のためには、イメージング媒体は、例えば、細胞培養物、尿や血液や唾液のような試料、生検組織のようなエクスビボ組織又は単離器官に添加するのに適した組成物として提供される。かかるイメージング媒体は、イメージング剤（即ち、過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃）に加えて、インビトロ細胞又は組織アッセイに適合しかつそのために使用される溶媒（例えば、ＤＭＳＯ又はメタノール或いは水性キャリヤー及び非水性溶媒を含む溶媒混合物（例えば、ＤＭＳＯと水又は緩衝液との混合物或いはメタノールと水又は緩衝液との混合物））を含むことが好ましい。当業者には自明の通り、かかるイメージング媒体中には薬学的に許容されるキャリヤー、賦形剤及び製剤化補助剤が存在し得るが、かかる目的のために必要なわけではない。

さらに、本発明の方法に係るイメージング媒体は、インビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出（即ち、ヒト又はヒト以外の動物の生体に関して実施される¹³Ｃ−ＭＲ検出）用のイメージング媒体として使用できる。この目的のためには、イメージング媒体はヒト又はヒト以外の動物の生体への投与に適している必要がある。したがって、かかるイメージング媒体は、イメージング剤（即ち、¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃）に加えて、水性キャリヤー、好ましくは生理学的に許容されかつ薬学的に容認される水性キャリヤー（例えば、水、緩衝液又は食塩水）を含むことが好ましい。かかるイメージング媒体はさらに、通常の薬学的又は獣医学的キャリヤー又は賦形剤（例えば、ヒト医学又は獣医学における診断用組成物に関して常用されている安定剤、重量オスモル濃度調整剤、可溶化剤などの製剤化補助剤）を含むことができる。

以下の非限定的な実施例によって本発明を例示する。
実施例１ａ

実施例１ａ常磁性金属イオンとしてのＧｄキレート及びＤＮＰ剤としてトリチルラジカルの存在下でのＤＮＰ法による過分極 ¹³ Ｃ ₁ −酢酸ナトリウムの製造
マイクロ試験管に¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社、２４．９ｍｇ、０．３０ｍｍｏｌ）及び１６μｌの水を加えた。試験管に穏やかな加熱及び音波処理を施して¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウムを溶解した。国際公開第９８／３９２７７号の実施例７に従って合成したトリス（８−カルボキシ−２，２，６，６−テトラ（ヒドロキシエチル）ベンゾ［１，２−４，５’］ビス−（１，３）ジチオール−４−イル）メチルナトリウム塩（トリチルラジカル）の水溶液（１３９μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、この溶液３．４ｍｇを管中の溶解¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウムに添加した。さらに、国際公開第２００７／０６４２２６号の実施例４に従って合成した１，３，５−トリス（Ｎ−（ＤＯ３Ａ−アセトアミド）−Ｎ−メチル−４−アミノ−２−メチルフェニル）−［１，３，５］トリアジナン−２，４，６−トリオンのＧｄキレート（常磁性金属イオン）の水溶液（１４．６μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム及びトリチルラジカルを含む試験管にこの溶液１．２ｍｇを添加した。得られた組成物に音波処理及び穏やかな加熱を施すことですべての化合物を溶解した。組成物（３７μｌ、１２．５ｍＭトリチルラジカル及び１．４１ｍＭＧｄ³⁺）を管から試料カップに移し、試料カップをＤＮＰ分極装置内に挿入した。ＤＮＰ条件下、３．３５Ｔの磁場中において１．２Ｋでマイクロ波（９３．８９ＧＨｚ）を照射して組成物を分極させた。分極は固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲによって追跡され、固体状態分極は２０％を超えると測定された。
実施例１ｂ

実施例１ｂ過分極 ¹³ Ｃ ₁ −酢酸ナトリウムを含むイメージング媒体の製造
７５分の動的核分極後、得られた凍結分極組成物を６ｍｌのリン酸塩緩衝液（２０ｍＭ、ｐＨ７．４、１００ｍｇ／ｌＥＤＴＡ、０．９％ＮａＣｌ）に溶解した。溶解組成物を含む最終溶液のｐＨは７．３±０．１であった。前記最終溶液中の¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム濃度は５０ｍＭであった。

液体状態分極は、４００ＭＨｚでの液体状態¹³Ｃ−ＮＭＲによって１９％と測定された。
実施例２ａ

実施例２ａＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートの調製
¹³Ｃ₁−酢酸（Ａｌｄｒｉｃｈ社、４７４ｍｇ、７．７ｍｍｏｌ）を５０ｍｌの水に溶解した。溶液にＴＲＩＳ（９４６ｍｇ、７．８０ｍｍｏｌ）を添加した。固体の溶解後、溶液を２００ｍｌの水で希釈し、凍結乾燥した。凍結乾燥生成物ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテートをＮＭＲによって特性決定した：純度９３％、１．１２ｅｑ．ＴＲＩＳ。
実施例２ｂ

実施例２ｂ常磁性金属イオンとしてのＧｄキレート及びＤＮＰ剤としてトリチルラジカルの存在下でのＤＮＰ法による過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートの製造
マイクロ試験管に、実施例２ａに従って調製したＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート（５４．６ｍｇ、０．３０ｍｍｏｌ）及び１０μｌの水を加えた。試験管に穏やかな加熱及び音波処理を施してＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテートを溶解した。国際公開第９８／３９２７７号の実施例７に従って合成したトリス（８−カルボキシ−２，２，６，６−テトラ（ヒドロキシエチル）ベンゾ［１，２−４，５’］ビス−（１，３）ジチオール−４−イル）メチルナトリウム塩（トリチルラジカル）の水溶液（１３９μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、この溶液６．０ｍｇを管中の溶解ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテートに添加した。さらに、国際公開第２００７／０６４２２６号の実施例４に従って合成した１，３，５−トリス（Ｎ−（ＤＯ３Ａ−アセトアミド）−Ｎ−メチル−４−アミノ−２−メチルフェニル）−［１，３，５］トリアジナン−２，４，６−トリオンのＧｄキレート（常磁性金属イオン）の水溶液（１４．６μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート及びトリチルラジカルを含む試験管にこの溶液１．３ｍｇを添加した。得られた組成物に音波処理及び穏やかな加熱を施すことですべての化合物を溶解した。組成物（６５μｌ、１２．８ｍＭトリチルラジカル及び０．９ｍＭＧｄ³⁺）を管から試料カップに移し、試料カップをＤＮＰ分極装置内に挿入した。ＤＮＰ条件下、３．３５Ｔの磁場中において１．２Ｋでマイクロ波（９３．８９ＧＨｚ）を照射して組成物を分極させた。分極は固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲによって追跡され、固体状態分極は２５％を超えると測定された。
実施例２ｃ

実施例２ｃ過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートを含むイメージング媒体の製造
７５分の動的核分極後、得られた凍結分極組成物を６ｍｌのリン酸塩緩衝液（２０ｍＭ、ｐＨ７、１００ｍｇ／ｌＥＤＴＡ、０．９％ＮａＣｌ）に溶解した。溶解組成物を含む最終溶液のｐＨは７．３±０．１であった。前記最終溶液中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート濃度は５０ｍＭであった。
実施例３ａ

実施例３ａ常磁性金属イオンとしてのＧｄキレート及びＤＮＰ剤としてトリチルラジカルの存在下でのＤＮＰ法による過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテート−ｄ ₃ の製造
マイクロ試験管に、実施例２ａに記載したようにして調製したＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃（５５．５ｍｇ、０．３０ｍｍｏｌ）及び１０μｌの水を加えた。試験管に穏やかな加熱及び音波処理を施してＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃を溶解した。国際公開第９８／３９２７７号の実施例７に従って合成したトリス（８−カルボキシ−２，２，６，６−テトラ（ヒドロキシエチル）ベンゾ［１，２−４，５’］ビス−（１，３）ジチオール−４−イル）メチルナトリウム塩（トリチルラジカル）の水溶液（１３９μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、この溶液６．０ｍｇを管中の溶解ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃に添加した。さらに、国際公開第２００７／０６４２２６号の実施例４に従って合成した１，３，５−トリス（Ｎ−（ＤＯ３Ａ−アセトアミド）−Ｎ−メチル−４−アミノ−２−メチルフェニル）−［１，３，５］トリアジナン−２，４，６−トリオンのＧｄキレート（常磁性金属イオン）の水溶液（１４．６μｍｏｌ／ｇ溶液）を調製し、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃及びトリチルラジカルを含む試験管にこの溶液１．３ｍｇを添加した。得られた組成物に音波処理及び穏やかな加熱を施すことですべての化合物を溶解した。組成物（６５μｌ、１２．８ｍＭトリチルラジカル及び０．９ｍＭＧｄ³⁺）を管から試料カップに移し、試料カップをＤＮＰ分極装置内に挿入した。ＤＮＰ条件下、３．３５Ｔの磁場中において１．２Ｋでマイクロ波（９３．８９ＧＨｚ）を照射して組成物を分極させた。分極は固体状態¹³Ｃ−ＮＭＲによって追跡され、固体状態分極は２５％を超えると測定された。
実施例３ｂ

実施例３ｂ過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテート−ｄ ₃ を含むイメージング媒体の製造
７５分の動的核分極後、得られた凍結分極組成物を６ｍｌのリン酸塩緩衝液（２０ｍＭ、ｐＨ７、１００ｍｇ／ｌＥＤＴＡ、０．９％ＮａＣｌ）に溶解した。溶解組成物を含む最終溶液のｐＨは７．３±０．１であった。前記最終溶液中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃濃度は５０ｍＭであった。

液体状態分極は、４００ＭＨｚでの液体状態¹³Ｃ−ＮＭＲによって３２％と測定された。
実施例４

実施例４過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートを含むイメージング媒体を用いたマウス（心臓）でのインビボ ¹³ Ｃ−ＭＲ分光法
実施例３ａに記載したようにして製造したイメージング媒体２００μｌを、Ｃ５７Ｂ１／６マウスに６秒かけて注射した。前記イメージング媒体中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート濃度は７５ｍＭであり、分極は注射時点で２０％であった。¹³Ｃ−表面コイル（直径１２ｍｍ）をマウス心筋の上方に配置した。解剖学的参照画像及び局所シミングのためにはラット用¹Ｈ−全身コイルを使用した。¹³Ｃ−ＭＲ分光法は２．４ＴのＢｒｕｋｅｒ分光計を用いて実施した。３０度のＲＦパルスを用いて、¹³Ｃ−ＭＲスペクトルの動的セット（全部で３０）を３秒ごとに取得した。この実験から、実験時間にわたって¹³Ｃ₁−アセチルカルニチン信号の増加が明確に見られた（図１）。
実施例５

実施例５過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートを含むイメージング媒体を用いたマウス（心臓）でのインビボ ¹³ Ｃ−ＭＲ分光法
実施例３ａに記載したようにして製造したイメージング媒体２００μｌを、Ｃ５７Ｂ１／６マウスに６秒かけて注射した。前記イメージング媒体中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート濃度は約５０ｍＭであった。いずれの実験（ｎ＝２）でも、¹³Ｃ−表面コイル（直径１２ｍｍ）をマウス心筋の上方に配置し、２．４ＴのＢｒｕｋｅｒ分光計内で¹³Ｃ−ＭＲ分光法を実施した。イメージング媒体を注射してから１０秒後に、９０度のＲＦパルスを用いてスペクトルを取得した。これら２回の実験から、¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンの両方を同定（図２）及び定量化（図３）することができた。¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンと¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡとの比は、肝臓（実施例６参照）よりも心臓においてほぼ３倍高かった。
実施例６

実施例６過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートを含むイメージング媒体を用いたマウス（肝臓）でのインビボ ¹³ Ｃ−ＭＲ分光法
実施例３ａに記載したようにして製造したイメージング媒体２００μｌを、Ｃ５７Ｂ１／６マウスに６秒かけて注射した。前記イメージング媒体中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート濃度は約５０ｍＭであった。いずれの実験（ｎ＝２）でも、¹³Ｃ−表面コイル（直径１２ｍｍ）をマウス肝臓の上方に配置し、２．４ＴのＢｒｕｋｅｒ分光計内で¹³Ｃ−ＭＲ分光法を実施した。イメージング媒体を注射してから１０秒後に、９０度のＲＦパルスを用いてスペクトルを取得した。これら２回の実験から、¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンの両方を同定（図２）及び定量化（図３）することができた。¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンと¹³Ｃ₁−アセチル−ＣｏＡとの比は、心臓（実施例５参照）よりも肝臓においてほぼ３倍低かった。
実施例７

実施例７過分極ＴＲＩＳ− ¹³ Ｃ ₁ −アセテートを含むイメージング媒体を用いたマウス（骨格筋）でのインビボ ¹³ Ｃ−ＭＲ分光法
実施例３ａに記載したようにして製造したイメージング媒体２００μｌを、Ｃ５７Ｂ１／６マウスに６秒かけて注射した。前記イメージング媒体中のＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート濃度は約５０ｍＭであった。¹³Ｃ−表面コイル（直径９ｍｍ）をマウス後肢の上方に配置し、２．４ＴのＢｒｕｋｅｒ分光計内で¹³Ｃ−ＭＲ分光法を実施した。２５°のフリップ角を用いて４秒ごとに２０のパルスを取得した。１）３０秒の阻血期間前、２）阻血期間から５分後、及び３）阻血期間から１時間後に３回の実験を行った。これらの実験から、¹³Ｃ₁−アセチルカルニチンと¹³Ｃ₁−酢酸塩との比を定量化することができた（図４参照）。阻血期間の直後に¹³Ｃ₁−アセチルカルニチン信号が約１０分の１に減少することが認められ、１時間の再灌流後にも該信号は対照筋に比べてなお非常に低かった。

Claims

過分極¹³Ｃ−酢酸塩を含むイメージング媒体を用いる¹³Ｃ−ＭＲ検出方法であって、¹³Ｃ−アセチルカルニチン並びに任意には¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ又は¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡ及び¹³Ｃ−酢酸塩の信号を検出する方法。
¹³Ｃ−アセチルカルニチン及び¹³Ｃ−アセチル−ＣｏＡの信号が検出される、請求項１記載の方法。
前記信号を用いて代謝プロファイルが生成される、請求項１又は請求項２記載の方法。
当該方法がインビボ¹³Ｃ−ＭＲ検出方法であり、前記代謝プロファイルがヒト又はヒト以外の動物の生体の代謝プロファイルである、請求項３記載の方法。
当該方法がインビトロ¹³Ｃ−ＭＲ検出方法であり、前記代謝プロファイルがヒト又はヒト以外の動物から導かれる細胞培養物中の細胞、試料、エクスビボ組織又は単離器官の代謝プロファイルである、請求項３記載の方法。
¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム、¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム、ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、¹³Ｃ₁−酢酸又は¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでなる組成物。
前記常磁性金属イオンが存在し、Ｇｄ³⁺を含む常磁性キレートである、請求項６記載の組成物。
前記トリチルラジカルが下記式（１）のトリチルラジカルである、請求項６又は請求項７記載の組成物。
（式中、
Ｍは水素又は１当量の陽イオンを表し、
Ｒ１は同一又は異なるものであって、１以上のヒドロキシル基で任意に置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₆−アルキル基或いは−(ＣＨ₂)_n−Ｘ−Ｒ２基（式中、ｎは１、２又は３であり、ＸはＯ又はＳであり、Ｒ２は１以上のヒドロキシル基で任意に置換された直鎖又は枝分れＣ₁〜Ｃ₄−アルキル基である。）を表す。）
動的核分極で使用するための、請求項６乃至請求項８のいずれか１項記載の組成物。
過分極¹³Ｃ₁−酢酸ナトリウム、過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム、過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃、過分極¹³Ｃ₁−酢酸又は過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃、トリチルラジカル及び任意には常磁性金属イオンを含んでなる組成物であって、当該組成物が請求項６乃至請求項９のいずれか１項記載の組成物の動的核分極によって得られる、組成物。
過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃を含んでなるイメージング媒体。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法で使用するための、請求項１１記載のイメージング媒体。
過分極¹³Ｃ₁−酢酸−ｄ₃ナトリウム又は過分極ＴＲＩＳ−¹³Ｃ₁−アセテート−ｄ₃。