JP4647590B2 - 物理的、化学的及び/又は生物学的な特性又は状態変数の空間的に解像される決定の方法 - Google Patents
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(12), 2856乃至2867頁)は、DNA相互作用を検出するために同様に使用される。ここで、磁性粒子に結合するDNA又はオリゴヌクレオチドシーケンスは、相補的DNAと混成されるという事実が使用される。相補的DNAが、磁性粒子とも結合される場合、これは、結果的に安定したクラスタ形成となり、水素核に隣接した水分子のT2緩和時間が減少する結果を伴う。この変化は、核スピントモグラフィによって可視化されることができる。
a)少なくとも1つの固体、粘体及び/又は液体のシェル又はコーティングを有する少なくとも部分的に覆われ及び/又はコーティングされた磁性粒子を、検査領域の少なくとも一部に導入し、及び/又は磁性粒子を検査領域の少なくとも一部に導入し、及び/又は検査領域のこれらの粒子の少なくとも一部を覆い及び/又はコーティングするステップと、
b)低い磁界強度をもつ第1の部分領域及びより高い磁界強度をもつ第2の部分領域が検査領域に生成されるような、磁界強度の空間プロファイルを有する磁界を生成するステップと、
c)粒子の磁化が局所的に変更されるように、検査領域の2つの部分領域の特に相対的な空間位置を変化させ、又は第1の部分領域の磁界強度を変化させるステップと、
d)この変化によって影響を及ぼされる検査領域の磁化に依存する信号を検出するステップと、
e)検査領域の磁性粒子の空間分布及び/又は移動度の変化に関する情報を得るために、信号を評価するステップと、
を含む方法が見つけられた。
a)検査領域内で低い磁界強度を有する第1の部分領域を移動させるためのパスを選択するステップと、
b)少なくとも2の、特に複数の外部パラメータの場合、少なくとも第1の受信コイルを使用して、少なくとも1つの位置、特に複数の位置で、ステップa)に従うパスに沿って基準サンプルによって基準データを記録するステップと、
c)ステップb)で記録されないポイント及び外部パラメータに関して、ステップb)において記録された基準データを補間し及び/又は外挿するステップと、
d)少なくとも第1及び/又は第2の受信コイルを介して、ステップb)に従って基準サンプルによってデータの記録のために使用されたものと同じシーケンスで、検査領域内のパスを測定するステップと、
e)特に誤差平方を最小化することによって、ステップd)によって得られたデータを、ステップb)及び/又はc)による基準データと、比較するステップと、
によって評価が行われることを特徴とする。
a)検査の領域がより低い磁界強度をもつ第1のサブエリア及びより高い磁界強度をもつ第2のサブエリアからなるような、磁界強度の空間分布を有する磁界を生成する手段と、
b)粒子の磁化が局所的に変化するように、検査の領域の両方のサブ領域の空間的な位置を変化させる手段と、
c)この変化によって影響を及ぼされる検査の領域の磁化に依存する信号を取得する手段と、
d)検査の領域における信号の空間分布に関する情報を得るために前記信号を評価する手段と、
e)基準サンプルに関する基準データを記録する手段、及び検査の領域のその場(インシチュ)の物理的、化学的及び/又は生物学的な特性又は状態変数に関する空間的に解像される情報を評価するために、ステップc及び/又はdにて得られた信号を基準データと比較する手段、を有する好適には上述したような方法に従って較正測定を実施する手段と、
を有する装置に関する。
Claims (35)
- 検査領域の少なくとも部分領域に物理的、化学的及び/又は生物学的な影響を及ぼす変数、及び/又は前記検査領域の前記少なくとも部分領域における物理的、化学的及び/又は生物学的な条件、の効果の関数として、前記検査領域の少なくとも一部に導入された磁性粒子の空間分布の変化及び/又は特に回転移動度のような移動度を決定することによって、検査対象の前記検査領域における、特に物質濃度、温度、pH及び/又は物理的な場のような物理的、化学的及び/又は生物学的な特性又は状態変数、及び/又はこのような物理的、化学的及び/又は生物学的な特性又は状態変数の変化、の空間的に解像される決定の方法であって、前記磁性粒子は、少なくとも1つの固体、粘体及び/又は液体のシェル又はコーティングを有する少なくとも部分的に覆われた及び/又はコーティングされた磁性粒子であり、前記方法が、
a)前記検査領域に、低い磁界強度をもつ第1の部分領域及びより高い磁界強度をもつ第2の部分領域が生成されるような、磁界強度の空間プロファイルを有する磁界を生成するステップと、
b)前記粒子の磁化が局所的に変化されるように、前記検査領域の前記2つの部分領域の特に相対的な空間位置を変化させ、又は前記第1の部分領域の前記磁界強度を変化させるステップと、
c)前記変化によって影響を及ぼされる前記検査領域の磁化に依存する信号を検出するステップと、
d)前記検査領域の前記磁性粒子の前記空間分布及び/又は移動度の変化に関する情報を得るために、前記信号を評価するステップと、
を含む方法。 - 前記ステップb)乃至d)が、少なくとも一度繰り返されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記検査対象が、特に熱可塑性ポリマー又はポリマーブレンドのようなポリマー材料、ポリマーメルト、微生物、植物、植物の一部、生物又は生物の一部である、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 前記検査領域の前記磁性粒子の移動度の程度は、連続的に又は間隔をおいて決定され、特に温度、濃度及び/又は粘性のような前記検査領域の状態変数又は特性と相関する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 形成されている又は硬化しているポリマーメルトの磁性粒子の移動度の程度が、連続的に又は間隔をおいて決定され、特に熱可塑性ポリマーのようなポリマー材料の融解の程度と相関することを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子の少なくともいくつかが、異方性特性を有することを特徴とする、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子の効果的な異方性は、前記粒子の磁化の反転が幾何学的回転及びニール回転によって生じるに十分大きいことを特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子が、その磁化がブラウン回転及びニール回転によって反転されるモノドメイン粒子であることを特徴とする、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子は、硬磁性又は軟磁性のマルチドメイン粒子であることを特徴とする、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子が、硬磁性材料を含むことを特徴とする、前記請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 硬磁性材料が、Al−Ni、Al−Ni−Co及びFe−Co−V合金、更にはバリウムフェライトを含むことを特徴とする、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- 被覆又はコーティングのための材料が、電磁放射又は超音波によって及び/又は機械的手段によって、熱的に、化学的に、生化学的に分解され又は溶解されることができることを特徴とする、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の方法。
- 被覆又はコーティングのための材料が、多糖類、澱粉、特にデキストリン又はシクロデキストリン、ワックス、油、油脂、グリセリン、ゲル、又はプラスチック、特に熱可塑性ポリマー又はその混合物を含むことを特徴とする、請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁性粒子の少なくともいくつかが、少なくとも1つの蛋白質、ポリペプチド、抗体及び/又はオルガノシランからなるコーティング又は被覆を有することを特徴とする、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記評価が、
a)前記検査領域内で低い磁界強度をもつ前記第1の部分領域を移動させるためのパスを選択するステップと、
b)少なくとも2、特に複数の外部パラメータがある場合、少なくとも第1の受信コイルを使用して、前記ステップa)に従う前記パスに沿って、少なくとも1つの位置、特に複数の位置において基準サンプルによる基準データを記録するステップと、
c)前記ステップb)において記録されないポイント及び外部パラメータに関して、前記ステップb)において記録された前記基準データを補間し、及び/又は外挿するステップと、
d)少なくとも前記第1及び/又は第2の受信コイルを介して、前記ステップb)に従って基準サンプルによってデータを記録するために使用されたのと同じシーケンスで、前記検査領域内の前記パスを測定するステップと、
e)特に誤差平方を最小化することによって、前記ステップd)に従って得られたデータを、前記ステップb)及び/又は前記ステップc)に従う前記基準データと比較するステップと、
によって行われることを特徴とする、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップc)に続くステップc')において、前記ステップb)及び/又は前記ステップc)において得られた前記基準データが、前記ステップd)において前記測定のために使用される少なくとも前記第2の受信コイルの特性に変換されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 他のステップf)において、前記ステップe)における比較によって得られるデータが、画像を与えるためにピクセルのグレーの値に割り当てられ、その相対的なピクセル強度が、決定される外部パラメータの程度を表すことを特徴とする、請求項15又は請求項16に記載の方法。
- 他のステップg)において、前記ステップf)において得られた画像が、マージされた画像に表示されることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 前記ステップd)及びe)のシーケンスが、少なくとも一度繰り返されることを特徴とする、請求項15乃至請求項18のいずれか1項に記載の方法。
- 磁性粒子イメージング技法によって、検査領域の物理化学パラメータをイメージングするための機能化された磁性粒子組成であって、前記検査領域に存在する条件下におかれるとき、前記検査領域の磁性粒子の移動度及び/又は回転自由度が、物理化学条件に依存するやり方で及び/又はある程度それに依存して変化するように物理化学特性を変化させる、機能的なコーティング材料でコーティングされた磁性粒子を含む、磁性粒子組成。
- 前記磁性粒子が、異方性を有するモノドメイン粒子であり、その磁化が、幾何学的な回転によって、少なくとも部分的に反転される、請求項20に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記磁性粒子が、少なくとも0.1mT、好適には少なくとも0.5mTの内部異方性磁界を有するモノドメイン粒子であり、及び/又は、前記組成が、少なくとも0.1mT、好適には少なくとも0.5mTの条件の磁化曲線のヒステリシスループに開口部分を有する、請求項21に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域の温度をイメージングするための請求項20乃至請求項22のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成であって、前記機能的なコーティング材料が、前記検査領域の関心のある温度レンジ内の温度に依存する粘性を有する、機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域の温度をイメージングするための請求項20乃至請求項22のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成であって、前記機能的なコーティングが、前記検査領域の関心のある温度ウィンドウ内に融解温度を有する材料である、機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域の温度をイメージングするための請求項24に記載の機能化された磁性粒子組成であって、前記粒子組成が、異なる融解温度を有する異なる機能的コーティングを有する少なくとも2つの異なる部分の混合を含む、機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域が、生体であり、前記機能的なコーティング材料の融解温度が、30乃至50℃である、請求項24又は請求項25に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域のpHをイメージングするための請求項20乃至請求項22のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成であって、前記機能的なコーティングが、水性媒体のpHに依存するレートで前記水性媒体中で加水分解する、例えばアミノ酸のような加水分解可能なコーティング材料を含む、機能化された磁性粒子組成。
- 前記磁性粒子が、前記検査領域の特定のターゲット分子に対して反応する官能基を含む材料でコーティングされ、前記磁性粒子が、ターゲット分子に結合した後、指定されたターゲット分子を含む領域と含まない領域との間の磁性粒子画像のコントラストを生成するように、低減された回転移動度を有する、請求項20乃至請求項22のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記官能基が特定のアミノ酸であり、前記ターゲット分子が酵素である、請求項28に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記官能基が、ターゲットDNA又はRNAと相補的な及び/又は結合可能なDNA又はRNA鎖又はシーケンスである、請求項28に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記ターゲット分子が抗体である、請求項28に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 前記検査領域の酵素活性を検査するための請求項20乃至請求項23のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成であって、前記磁性粒子が、特に蛋白質のような、ターゲット酵素によって酵素分解される材料でコーティングされる、機能化された磁性粒子組成。
- ステップ変化を有する磁化曲線を有する磁性粒子組成であって、前記ステップ変化は、前記ステップ変化の変曲点の周囲の大きさデルタの第1の磁界強度ウィンドウ内の磁化変化が、水性懸濁液中で測定されるとき、前記第1の磁界強度ウィンドウより下の大きさデルタ又は前記第1の磁界強度ウィンドウより上の大きさデルタの磁界強度ウィンドウ内の磁化変化より少なくとも3倍高く、デルタが、2000マイクロテスラより小さく、磁化の前記ステップ変化が第1のデルタウィンドウ内で終了する時間が、0.01秒より短いことを特徴とする、磁性粒子組成。
- 前記磁性粒子が、請求項33に記載の磁性粒子組成である、請求項20乃至請求項33のいずれか1項に記載の機能化された磁性粒子組成。
- 検査対象の検査領域の物理的、化学的及び/又は生物学的特性又は状態変数、及び/又は物理的、化学的及び/又は生物学的特性又は状態変数の変化、の空間的に解像される決定を行う装置であって、
a)前記検査領域がより低い磁界強度をもつ第1のサブエリア及びより高い磁界強度をもつ第2のサブエリアからなるような、磁界強度の空間分布を有する磁界を生成する手段と、
b)粒子の磁化が局所的に変化するように、前記検査領域の両方のサブ領域の空間位置を変化させる手段と、
c)前記変化によって影響を及ぼされる前記検査領域の磁化に依存する信号を取得する手段と、
d)前記検査領域における前記信号の空間分布に関する情報を得るために、前記信号を評価する手段と、
e)請求項15乃至請求項19のいずれか1項に記載の方法において較正測定を実施する手段であって、基準サンプルに関する基準データを記録する手段、及び前記検査領域のその場の物理的、化学的及び/又は生物学的特性又は状態変数に関する空間的に解像される情報を評価するために、前記ステップc)及び/又は前記ステップd)にて得られた前記信号を前記基準データと比較する手段、を有する手段と、
を有する装置。
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