JP2014001371A - 重合体、前記重合体を用いた核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤、化合物、前記重合体を用いた核磁気共鳴分析方法および磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】側鎖に安定同位元素である13Cと15Nで標識した構造である1H-13C-15N、1H-15N -13Cまたは1H-13C-13C結合という配列を有する重合体によれば、1分子内におけるこれらの配列の存在比率を高めることができ、造影剤として用いたときに高選択性かつさらなる高感度化を実現することができる。
【選択図】なし
Description
上記式(x1)乃至(x3) において*は側鎖に直接、またはリンカーを介して結合し、
上記式(y1)乃至(y3)において*は主鎖に直接、またはリンカーを介して結合し、上記式(y1)乃至(y3)においてZは任意の1価の原子または1価の原子団であり、
上記式(y3)においてR6は直接結合または、置換もしくは無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、
R1乃至R6における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基である)
前記重合体を用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体を検出することを特徴とする。
前記重合体を用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体の存在位置を検出することを特徴とする。
上記式(y5)乃至(y7)においてa、bはそれぞれ独立に1以上4以下の整数であり、上記式中のメチレン基の水素原子は他の原子で置換されていてもよい。
本実施形態に係る重合体は、好ましくは下記式(x1)乃至(x3)のいずれかで示される繰り返し単位を主鎖として有する。
上記式(x1)乃至(x3) において*は側鎖に直接、またはリンカーを介して結合する。
本実施形態に係る重合体は、主鎖の繰り返し単位が上記式(x1)乃至(x3)のみからなることが好ましい。このとき、繰り返し単位を含む構造は、下記式(I)で示される。
*−15NH2 (z1)
*−13CH3 (z2)
なお、本実施形態に係る重合体を、以下では13C/15Nラベル化ポリマー(13C/15N-PMPC)、と呼ぶことがある。
本実施形態に係る重合体は、標的部位に特異的に結合する捕捉分子を有することが好ましい。標的部位に特異的に結合する捕捉分子としては、腫瘍などの標的部位に特異的に結合する物質、標的部位の周辺に存在する物質に特異的に結合する物質などがあり、生体分子や医薬品等の化学物質などから任意に選択することができる。具体的には、抗体、抗体フラグメント、酵素、生物活性ペプチド、グリコペプチド、糖鎖、脂質、核酸、分子認識化合物などが挙げられる。これらの物質は単独で用いることもできるし、あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。捕捉分子が化学結合された本実施形態に係る重合体を用いることで、標的部位の特異的な検出、標的物質の動態、局在、薬効、代謝等の追跡を行うことができる。
本実施形態に係る重合体の末端の官能基がマレイミド基である場合、チオール基を有する捕捉分子と反応させて、目的物を得ることができる。また、本実施形態に係る重合体の末端の官能基がN−ヒドロキシスクシンイミド基である場合、アミノ基を有する捕捉分子と反応させて、目的物を得ることができる。反応後、捕捉分子を結合させた重合体を分離、精製することが好ましい。
本実施形態に係る重合体は、2種類以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。本実施形態に係る重合体が共重合体である場合、交互共重合体、ランダム共重合体およびブロック共重合体のいずれでもよい。
本実施形態に係る重合体が共重合体である場合、上記の主鎖を構成する繰り返し単位の他に、(メタ)アクリレートモノマーに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリルアミドモノマーに由来する繰り返し単位、アミノ酸モノマーに由来する繰り返し単位、ヒドロキシ酸モノマーに由来する繰り返し単位を有していてもよい。
本実施形態に係る重合体が共重合体である場合、上記の主鎖を構成する繰り返し単位の他に、本実施形態に係る側鎖を有しない下記の式(a1)乃至(a3)のいずれかで示される繰り返し単位を有していてもよい。
本実施形態に係る重合体の繰り返し単位の末端は特に限定されないが、N−ヒドロキシスクシンイミド基、マレイミド基、アミノ基、アジド基、エチニル基、ビニル基、トリクロロシリル基、チオール基、水酸基、アルキル基のいずれかを有することが好ましい。これらの官能基は、抗体など、標的部位に特異的に結合する捕捉分子を結合させやすい。本実施形態に係る重合体の末端は、例えば下記式(b1)乃至(b9)のいずれかの構造を有する。
本実施形態に係る核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤は、上記の重合体と分散媒とを有する。ここで分散媒は、上記重合体を溶解させるための液状の物質であり、例えば生理食塩水、注射用蒸留水、リン酸緩衝水溶液(PBS)などが挙げられる。また、分散媒の他に、必要に応じて薬理上許容できる添加物を有していても良い。本実施形態に係る核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤、上記重合体を分散媒に予め溶解させておいてもよいし、上記重合体と分散媒とをキットにしておき、生体内に投与する前に上記重合体を分散媒に溶解させて使用してもよい。
本実施形態に係る造影剤は、EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果により、生体内の正常部位に比べて腫瘍部位により多くの造影剤を集積させることができる。集積した造影剤を、核磁気共鳴分析方法または磁気共鳴イメージング方法を用いて検出することによって、腫瘍の有無、または、腫瘍部位の特異的なイメージングをすることができる。
本実施形態に係る重合体は、公知の方法で重合性化合物を重合することで合成することができる。重合性化合物は上記(y1)乃至(y3)で示された構造を有していてもよいし、重合後に側鎖を修飾して上記(y1)乃至(y3)で示された構造を付加してもよい。例えば、下記式(j1)乃至(j12)の化合物を重合することで合成可能である。
本実施形態に係る化合物の重合には、化合物の種類に応じて従来公知の重合方法を適宜選択することができる。
例えば、上記重合性化合物としてビニルモノマーを選択した場合、重合方法としてリビングラジカル重合法、とりわけ原子移動ラジカル重合(ATRP;Atom Transfer Radical Polymerization)法を挙げることができる。ATRP法は簡便であり、分子量制御が容易であることから好ましい。
重合性化合物としてヒドロキシ酸やアミノ酸を選択した場合、重合方法として縮合重合を挙げることができる。縮合重合の際、縮合剤を適宜使用しても良い。
重合性化合物としてラクチド、ラクトン、ラクタムを選択した場合、重合方法として開環重合を挙げることができる。開環重合の際、触媒を適宜使用しても良い。
重合性化合物を重合する際、2種以上の構造の異なる化合物を用いて、交互共重合体、ランダム共重合体、またはブロック共重合体を形成しても良い。
上記のATRP法は、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する重合開始剤と、重合触媒となる遷移金属錯体とを用いてビニルモノマーを重合させる方法である。
本実施形態に係る13C/15Nラベル化ポリマー(13C/15N-PMPC)は、例えば、下記の反応式1に示すように、原子移動ラジカル重合によって得ることができる。
(反応式1)
上記式(j1)乃至(j12)で表される化合物は、公知の方法で合成することができる。たとえば、上記式(j1)(a = 2, b = 2)で表わされる化合物は、下記の反応式2に従って合成することができる。2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)に、13C核および15N核を導入するため、式(m1)で表わされる15Nグリシンを出発物質とし、13C核の導入には13Cヨウ化メチルを用いて、目的とする式(j1)のビニルモノマー(13C/15N-MPC)を収率48%(overall)で得ることができる。
上記式(k1)から(k9)で示される重合開始剤と13C/15Nラベル化モノマーを用いて原子移動ラジカル重合することによって、安定同位元素である13C核と15N核で二重ラベル化した側鎖を持つポリマーを得ることができる。
式(k1)から(k9)で表わされる重合開始剤と13C/15Nラベル化モノマーから原子移動ラジカル重合によって得られるポリマーに対して、標的部位に特異的に結合する捕捉分子を固定化することができる。但し、式(k1)の場合、脱保護によってマレイミド基に変換する必要がある。
本実施形態に係る核磁気共鳴分析方法は、検体中の重合体を検出する工程を含み、
重合体である13C/15Nラベル化ポリマーを用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された前記検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体を検出することを特徴とする。なお、本実施形態では、これらの配列のうちいずれか1種類以上を利用して前記重合体を検出すればよく、少なくとも1H-13C-15N配列を利用することが好ましい。
本実施形態に係る磁気共鳴イメージング方法は、検体中の重合体の存在位置を検出する工程を含み、
重合体である13C/15Nラベル化ポリマーを用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された前記検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体の存在位置を検出することを特徴とする。なお、本実施形態では、これらの配列のうちいずれか1種類以上を利用して前記重合体を検出すればよく、少なくとも1H-13C-15N配列を利用することが好ましい。
1H NMR スペクトルは、JEOL EX 400(400 MHz, 日本電子社製)、 JEOL AL 300(300 MHz, 日本電子社製)により測定した。
13C NMRスペクトルは、JEOL EX 400(100 MHz, 日本電子社製)、JEOL AL 300(75 MHz, 日本電子社製)により測定した。
15N NMRスペクトルは、ECX400P(40 MHz, 日本電子社製)により測定した。31P NMRスペクトルは、ECX400P(160 MHz, 日本電子社製)により測定した。
ESI-TOF MSスペクトルは、エレクトロスプレーイオン化・飛行時間型質量分析装置 micrOTOF focus-KE (Bruker Daltonics社製) により測定した。
分子量測定は、ゲル浸透クロマトグラフィー (Gel Permeation Chromatography、GPC)(ChromNAV, 日本分光社製)により測定した。
1H-{13C} 二重共鳴NMR、1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMRは、Bruker Avance 700 (700 MHz,equipped with a 5 mm TCI CryoProbe, Bruker Biospin社製) により測定した。
(2-((2-Cyanoethoxy)(diisopropylamino)phosphinooxy)ethyl methacrylate(式(m6))の合成)
式(m6)で表わされるメタクリレートは、反応式3に従って合成した。
(反応式3)
1H NMR spectrum (300 MHz, CD2Cl2) δ= 6.01-6.04 (1H, CH2=C-), 5.48-5.51 (1H, CH2=C-), 4.21 (t, J = 4.94 Hz, 2H, -CH2OCO), 3.67-3.87 (4H, -OCH2CH2-OP-, -POCH2-),3.46-3.59 (2H, -NCH(CH3)3), 2.54 (t, J = 6.23 Hz, 2H, -CH2CN), 1.86 (s, 3H, CH3C=CH2), 1.04-1.10 (12H, -NCH(CH3)2).
(反応式4)
1H NMR spectrum (300 MHz, D2O) δ/ppm= 6.05-6.08 (1H, CH2=C-), 5.52-5.66 (1H, CH2=C-), 4.13-4.22 (2H, -OCH2CH2-OP-), 4.23-4.30 (2H, -OCH2CH2-OP-), 4.00-4.08 (2H, -OCH2CH2N), 3.50-3.58 (2H, -OCH2CH2N), 3.09 (dt, J = 144.7, 3.30 Hz, 9H, 15N(13CH3)3), 1.82 (t, J = 1.28 Hz, 3H, -CH3), ESI-TOF MS m/z: 300.1327 (M+ + H).
13C NMR spectrum (100 MHz, D2O/CD3OD) δ/ppm= 171.00, 137.26, 128.55, 67.41 (dd,2JCP = 7.85, 2JCN = 4.55 Hz), 65.92 (d, 2JCP = 7.65 Hz), 65.39 (m), 60.91, 55.43 (d, 1JCN = 5.27 Hz), 18.86.
15N NMR spectrum (40 MHz, D2O/CD3OD) δ/ppm= 43.4 (q, 1JCN = 5.22 Hz).
31P NMR spectrum (160 MHz, D2O) δ/ppm= 1.69.
1H NMR spectrum (400 MHz, D2O) δ/ppm = 6.54 (m, furan), 5.21 (m, furan), 4.15-4.31 (br, -OCH2CH2OP-, -NCH2CH2O-), 4.04-4.15 (br, -OCH2CH2OP-), 3.82-4.04 (br, POCH2CH2 15N-, -NCH2CH2O-), 3.51-3.62 (br, -CH2N(13CH3)3), 3.14 (d, 1JCH = 144.8 Hz, -15N(13CH3)3), 2.82-2.99 (-CHCON), 1.49-2.00 (br, -CH2-, main chain, -C(CH3)2), 0.64-1.05 (br, -CH3, main chain).
13C NMR spectrum (100 MHz, D2O/CD3OD) Labeled for 13C δ/ppm = 55.0 (d, 1JCN = 5.02 Hz).
15N NMR spectrum (40 MHz, D2O/CD3OD) Labeled for 15N δ/ppm = 42.0 (q, 1JCN = 5.21 Hz).
分子量の異なる13C/15N ラベル化PMPC (PMPC p2-2、PMPC p2-3)の合成重合開始剤(式(p1))に対するモノマー(式(j1)(a =2, b = 2))の当量を変化させ、実施例2と同様の操作を行って、GPCから算出した数平均分子量(Mn)が5000の PMPC p2-2、Mn=12000の PMPC p2-3を得た。それぞれのGPC チャートを図10、図11に示した。また、PMPC p2-1からp2-3のデータを表1にまとめた。
三重共鳴のパルスシーケンスは図12の INEPT をベースにしたものを用いた。細いバーが 90°パルス、太いバーが 180°パルスをそれぞれ表す。
13C/15N ラベル化PMPC p2-3の1H NMR から、重合開始剤のフラン環由来の 1H に帰属されるピークを 6.54 ppm および 5.21 ppm に観測した。また、13C とカップリングしたメチル基の doublet ピークを観測し、1H-13C のカップリング定数 (1JC-H) を 1JC-H = 144.8 Hz と算出した (図6)。さらに 13C NMR から 55.0 ppm にあるメチル基のピーク、15N NMR から 42.0 ppm にある四級アンモニウムのピークを確認し、13C-15N のカップリング定数 (1JC-N) を 1JC-N = 5.21 Hz と算出した (図7、8)。以上のデータから、 13Cおよび15Nのオフセット(化学シフト)をそれぞれ 13C = 55.0 ppm, 15N = 42.0 ppm に、図12に示した遅延間隔(カップリング定数)をそれぞれ 1/41JC-H = 1.73 ms, 1/41JC-N = 48 msに設定することにより、PMPC p2-1 の1H-{13C-15N} 三重共鳴シグナルを選択的に観測することができる。
混雑系における 13C/15N ラベル化 PMPC p2-3の1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR多数のタンパク質やアミノ酸を含むマウス肝臓抽出液中でのPMPC p2-3の NMR スペクトルを測定し、高分子化が 1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR シグナルの選択性に及ぼす影響について検討した。
まず、マウス肝臓を摘出し、ホモジネイトした抽出液とPMPC p2-3 1μM (Mn(GPC)を用いて算出したモル濃度)とを混合し、凍結乾燥後、D2O 溶液に置換した。そのサンプルを、クライオプローブを備えた 700 MHzの NMR 装置で測定した。
通常の 1H NMR では、多数の 1H シグナルが観測され、PMPC p2-3のメチル基に由来する 1Hシグナルを検出することは不可能であった (図13(a))。
一方、同一サンプルの 1H-{13C} 二重共鳴 NMR スペクトルでは 1H NMR に比べて選択性が向上したが、肝臓抽出液中の夾雑物由来の 1H シグナルが強く観測され、PMPC p2-3のメチル基に由来する 1Hシグナルを高選択的に検出することは困難であった (図13(b))。
さらに、1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR を用いて測定した結果、PMPC p2-3のメチル基に由来する 3.14 ppm の 1H シグナルのみが観測された (図13(c))。
1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR スペクトルで 3.67 ppm にノイズピークが観測された(図13(c))。このピークは、夾雑物中の 1H-13C-15N 以外の配列で消え残った磁化に起因するノイズが観測されている可能性がある。しかし、パルスシーケンス中の位相サイクリング等のパラメータを最適化すれば、このノイズ強度を低減できると考えられる。
なお、図13は、マウス肝臓抽出液(10% v/v)、2-メルカプトエタノール(0.5mM)を含む10 mM Tris-HCl (pH 8.0) buffer中における 13C/15N ラベル化 PMPC p2-3 (1 μM (Mn(GPC)を用いて算出したモル濃度)) の(a) 1H NMR、 (b) 1H-{13C} 二重共鳴NMR、 (c)1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR(256回積算)である。
次に、高分子化がシグナル感度に及ぼす効果について検討した。MR イメージングへの応用を視野に入れ、8 分 (256回積算) の積算時間で D2O 中での Mn(GPC)= 5000 (16 units), 6800 (23 units), 12000 (40 units) の3種類の 13C/15N ラベル化 PMPC (p2-1〜p2-3) を1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR 法を用いて評価した (図14(a))。いずれの分子量の 13C/15N ラベル化 PMPC においても、濃度の減少とともにシグナル−ノイズ比 (S/N) が線形で減少した。また、同一濃度では、モノマーユニット数に比例して S/N が増大した。1 μMの 13C/15N ラベル化 MPC (式j1)(a = 2, b = 2)の S/N は 8.72 であったのに対し、高分子化により、安定同位元素を集積させた 13C/15N ラベル化 PMPC p2-3 1μM (Mn(GPC)でモル濃度を算出) では S/N = 221 が得られ、シグナル強度が約 25 倍に増大した。さらに、13C/15N ラベル化 PMPC p2-3の検出限界を調べた結果、50 nM (Mn(NMR)を用いてモル濃度を算出した場合、30 nMに相当)の 13C/15N ラベル化 PMPC においても S/N = 17.5 で明瞭なシグナルを観測した (図14(b))。
なお、図14は(a)D2O中の1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMRにおける13C/15N ラベル化 MPCおよび 13C/15N ラベル化 PMPC p2-1〜p2-3の濃度(Mn(GPC)を用いて算出したモル濃度)とS/N比の関係を示すグラフ、(b)13C/15N ラベル化 PMPC p2-3の種々の濃度(50nMから1μM: Mn(GPC)でモル濃度を算出)におけるD2O中の1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMRスペクトル(256回積算)である。
Her2へ結合するIgGの可変領域の遺伝子配列(hu4D5-8)を基に、一本鎖抗体(scFv)をコードする遺伝子hu4D5-8scFvを作製した。まずhu4D5-8のVL、VH遺伝子をペプチド(GGGGS)3をコードするcDNAで連結したcDNAを作製した。5’末端には制限酵素NcoI- を、3’末端には制限酵素NotIの認識サイトを導入した。以下に塩基配列を示す。
5’-CCATGGATATCCAGATGACCCAGTCCCCGAGCTCCCTGTCCGCCTCTGTGGGCGATAGGGTCACCATCACCTGCCGTGCCAGTCAGGATGTGAATACTGCTGTAGCCTGGTATCAACAGAAACCAGGAAAAGCTCCGAAACTACTGATTTACTCGGCATCCTTCCTCTACTCTGGAGTCCCTTCTCGCTTCTCTGGATCCAGATCTGGGACGGATTTCACTCTGACCATCAGCAGTCTGCAGCCGGAAGACTTCGCAACTTATTACTGTCAGCAACATTATACTACTCCTCCCACGTTCGGACAGGGTACCAAGGTGGAGATCAAAGGCGGTGGTGGCAGCGGTGGCGGTGGCAGCGGCGGTGGCGGTAGCGAGGTTCAGCTGGTGGAGTCTGGCGGTGGCCTGGTGCAGCCAGGGGGCTCACTCCGTTTGTCCTGTGCAGCTTCTGGCTTCAACATTAAAGACACCTATATACACTGGGTGCGTCAGGCCCCGGGTAAGGGCCTGGAATGGGTTGCAAGGATTTATCCTACGAATGGTTATACTAGATATGCCGATAGCGTCAAGGGCCGTTTCACTATAAGCGCAGACACATCCAAAAACACAGCCTACCTGCAGATGAACAGCCTGCGTGCTGAGGACACTGCCGTCTATTATTGTTCTAGATGGGGAGGGGACGGCTTCTATGCTATGGACTACTGGGGTCAAGGAACCCTGGTCACCGTCTCCTCGGCGGCCGC-3’(配列番号1)
(制限酵素の認識サイトを下線で示す。)
多重共鳴シグナルを発信する高分子タグとして 13C/15N ラベル化 PMPC p2-1 (式p2)を用い、乳癌の Her2 抗原を認識する領域を持つ人工抗体である scFv へのタグ化を試みた (反応式6)。
ガラス製反応管に実施例2で得られた 13C/15N ラベル化 PMPC p2-1(Mn(GPC)= 6800, Mn(NMR) = 12000) (34.8 mg, 4.99 mmol) と脱水トルエン(和光純薬工業社製) 1 mL を加え、Ar 雰囲気下 48 時間加熱還流した。反応終了後、エバポレーターで濃縮し、減圧乾燥した。残渣にメタノールと脱水THFを加え、析出した沈殿をろ取し、式(p3)で表わされるPMPC p3(黄色固体)を得た。1H NMR を測定した結果、フラン環のピークが消失し、マレイミド基由来の 6.85 ppm のシグナルを観測した。
次に、1.5 mL Snap Lock Micro-tube に 7.75 μM scFv 100μL (5 mM PBS-EDTA buffer) と10 mM tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP-HCl) 1.5 μL (5 mM PBS-EDTA buffer) を加え、室温で 2 時間、ゆっくり混合した。続いて、予めMillex-LH (0.45 μm) (Millipore) フィルターに通したPMPC p3の水溶液 (10 mM) 1.47 μL を加えて、室温で 4 時間ゆっくり混合した。その後、10 mM の L-システイン(ナカライテクス社製) 1.5 μL (5 mM PBS-EDTA buffer) を加えて室温で 30 分、ゆっくり混合した。
反応液を Amicon Ultra 限外ろ過フィルターチューブ(分画分子量10K)に移し、20 分遠心 (14000 g)、濃縮した。濃縮溶液に Binding buffer (1 × Phosphate, 20 mM Imidazole) 100 μL を加え、10 分遠心 (14000 g) した。この操作を 2 回繰り返して、緩衝液を置換した。混合物を Ni アフィニティーカラム (His SpinTrapTM, GE Healthcare) で精製し、 Amicon Ultra 限外ろ過フィルターチューブ(分画分子量10K)で濃縮し、さらに 5 mM PBS-EDTA 400 μLを加えて 30 分遠心 (14000 g)した。この操作を 2 回繰り返して、scFv を固定化したPMPC p4(式(p4))と未反応の scFv の混合物を得た。なお、SDS-PAGE(4-20%)測定によりscFvを固定化したPMPC p4 の生成を確認した。
scFv を固定化した13C/15N ラベル化 PMPC p4(式(p4))の NMR スペクトルを測定した。通常の 1H NMR では、13C/15N ラベル化 PMPC のメチル基に由来する 1H シグナルとともに scFv あるいは buffer 由来のあらゆる 1H シグナルが観測された (図15(a))。
1H-{13C} 二重共鳴 NMR の場合には、3.14 ppm にscFv を固定化した13C/15N ラベル化PMPCのメチル基に由来する1Hシグナルがより明確に検出されたが、3.55 ppm に scFv あるいは buffer 由来の 1H シグナルが観測された (図15(b))。
一方、1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR を測定した結果、scFv を固定化した13C/15N ラベル化 PMPC のメチル基に由来する 1H シグナルのみが観測された (図15(c))。以上の結果から、抗 Her2 人工抗体 scFv を13C/15N ラベル化 PMPC に固定化することができ、1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR によって高選択的に検出できることを確認した。したがって1H-13C-15N配列を有する式(y1)を側鎖に有する重合体を高選択的に検出できること示されたが、同様の原理によって、1H-13C-13C配列を有する式(y2)、1H-15N-13C配列を有する式(y3)についても同様に高選択的に検出できる。
なお図15は、scFv を固定化した13C/15N ラベル化 PMPC p4の(a) 1H NMR、(b)1H-{13C} 二重共鳴NMR、 (c)1H-{13C-15N} 三重共鳴 NMR (700 MHz, in D2O)である。
Claims (21)
- 下記式(x1)乃至(x3)から選択される1または複数の繰り返し単位を主鎖に含む重合度が2以上5000以下の重合体であって、前記繰り返し単位の側鎖は下記式(y1)乃至(y3)から選択される構造を有することを特徴とする重合体。
上記式(x1)乃至(x3)において*は側鎖に直接、またはリンカーを介して結合し、
上記式(y1)乃至(y3)において*は主鎖に直接、またはリンカーを介して結合し、上記式(y1)乃至(y3)においてZは任意の1価の原子または1価の原子団であり、
上記式(y3)においてR6は直接結合または、置換もしくは無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、
R1乃至R6における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基である) - 前記繰り返し単位を含む構造は下記式(I)で示されることを特徴とする請求項1に記載の重合体。
重合度は2以上5000以下であり、
Lは、直接結合、または任意の2価の原子または2価の原子団であり、
Lが任意の2価の原子または2価の原子団である場合、Lは上記式(I)のXまたはYと結合し、
Yは、下記式(y1)乃至(y3)のいずれかで表される)
R1乃至R4はそれぞれ独立に、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、
R5は置換または無置換の炭素数1以上9以下の炭化水素基であり、
R1乃至R5における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基である)
Zは任意の1価の原子または1価の原子団であり、
上記式(y3)においてR6は直接結合または、置換もしくは無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、
R6における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基である) - 前記式(I)のLは置換または無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基、および下記式(l1)乃至(l3)から選択されることを特徴とする請求項3に記載の重合体。
上記炭化水素基における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基であり、
上記式(l1)乃至(l3)のL’は、置換または無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基、および下記式(l’)から選択される)
前記L’における炭素数1以上4以下の炭化水素基、および上記式(l’)におけるメチレン基の水素原子は、他の原子で置換されていてもよい。 - 前記式(y1)または(y2)におけるZは下記式(z1)、または、前記式(y1)乃至(y3)におけるZは下記式(z2)で表されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の重合体。
*−15NH2 (z1)
*−13CH3 (z2)
(上記式(z1)、(z2)において*は前記式(y1)乃至(y3)の13C、または15Nと結合する) - 重合度は10以上400以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の重合体。
- 前記重合体の繰り返し単位の末端に、N−ヒドロキシスクシンイミド基、マレイミド基、アミノ基、アジド基、エチニル基、ビニル基、トリクロロシリル基、チオール基、水酸基、アルキル基のいずれかを有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の重合体。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の重合体と標的部位に特異的に結合する捕捉分子を有することを特徴とする化合物。
- 2種類以上の繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の重合体。
- 繰り返し単位は1種類のみからなることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の重合体。
- (メタ)アクリレートモノマーに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリルアミドモノマーに由来する繰り返し単位、アミノ酸モノマーに由来する繰り返し単位、ヒドロキシ酸モノマーに由来する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1または2に記載の重合体。
- 交互共重合体、ランダム共重合体またはブロック共重合体であることを特徴とする請求項11に記載の重合体。
- 請求項1乃至15のいずれか一項に記載の重合体と分散媒とを有することを特徴とする核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤。
- 検体中の重合体を検出する工程を含む核磁気共鳴分析方法において、
請求項1乃至15のいずれか一項に記載の重合体を用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された前記検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体を検出することを特徴とする核磁気共鳴分析方法。 - 検体中の重合体の存在位置を検出する工程を含む磁気共鳴イメージング方法において、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の重合体を用意する工程;
前記検体に前記重合体を付与する工程;
前記重合体を付与された前記検体に電磁波を付与する工程;を含み、
前記重合体の1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用して、前記重合体の存在位置を検出することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。 - 1H-13C-15N結合における各核の間での磁化移動(コヒーレンス移動)を利用することを特徴とする、請求項18または19に記載の方法。
- 核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤であって、
重合体を含み、
前記重合体は主鎖に下記式(x1)乃至(x3)から選択される1または複数の繰り返し単位を含み、
下記式(x1)乃至(x3)の*において主鎖に直接、またはリンカーを介して結合する側鎖に、1H-13C-15N結合、1H-15N-13C結合または1H-13C-13C結合から選択される構造を有することを特徴とする造影剤。
R5は置換または無置換の炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、
R5における置換基は、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子から選択される少なくとも1種を含む官能基である)
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