Claims (40)
1. Способ анализа образца, содержащего ЯМР-активное ядро, включающий в себя: (а) контактирование указанного образца с гиперполяризованным благородным газом; (б) сканирование указанного образца путем спектроскопии ядерного магнитного резонанса, магниторезонансной визуализации или путем как спектроскопии ядерного магнитного резонанса, так и магниторезонансной визуализации; (в) детектирование указанного ЯМР-активного ядра, причем ЯМР-активное ядро представляет собой ядро, иное чем благородный газ.1. A method for analyzing a sample containing an NMR active core, comprising: (a) contacting said sample with a hyperpolarized noble gas; (b) scanning said sample by nuclear magnetic resonance spectroscopy, magnetic resonance imaging, or by both nuclear magnetic resonance spectroscopy and magnetic resonance imaging; (c) detecting said NMR active nucleus, wherein the NMR active nucleus is a nucleus other than a noble gas.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное ЯМР-активное ядро представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из 1H, 13C, 15N, 19F, 29Si, 31P и их комбинаций.2. The method according to p. 1, characterized in that the NMR active core is a member selected from the group consisting of 1 H, 13 C, 15 N, 19 F, 29 Si, 31 P and combinations thereof.
3. Способ анализа образца, включающий в себя: (а) объединение гиперполяризованного благородного газа с текучей средой с образованием смеси; (б) контактирование указанного образца с указанной смесью; и (в) сканирование указанного образца, указанного благородного газа или как указанного образца, так и указанного благородного газа путем спектроскопии ядерного магнитного резонанса, магниторезонансной визуализации или путем как спектроскопии ядерного магнитного резонанса, так и магниторезонансной визуализации. 3. A method for analyzing a sample, comprising: (a) combining a hyperpolarized noble gas with a fluid to form a mixture; (b) contacting said sample with said mixture; and (c) scanning said sample, said noble gas, or both said sample and said noble gas by nuclear magnetic resonance spectroscopy, magnetic resonance imaging, or by both nuclear magnetic resonance spectroscopy and magnetic resonance imaging.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный благородный газ представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из ксенона, гелия, неона, криптона и их смесей. 4. The method according to p. 3, characterized in that said noble gas is a member selected from the group consisting of xenon, helium, neon, krypton and mixtures thereof.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный благородный газ представляет собой ксенон. 5. The method according to p. 3, characterized in that said noble gas is xenon.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанный ксенон представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из 129Xe и 131Xe.6. The method according to p. 5, characterized in that said xenon is a member selected from the group consisting of 129 Xe and 131 Xe.
7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный благородный газ представляет собой 3He.7. The method according to p. 3, characterized in that said noble gas is 3 He.
8. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют стадию гиперполяризации указанного благородного газа перед стадией (а). 8. The method according to p. 3, characterized in that it further carry out the stage of hyperpolarization of the specified noble gas before stage (a).
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная стадия гиперполяризации включает в себя гиперполяризацию указанного благородного газа через спиновый обмен с щелочным металлом. 9. The method according to p. 8, characterized in that the said stage of hyperpolarization includes hyperpolarization of the specified noble gas through spin exchange with an alkali metal.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная стадия гиперполяризации включает в себя гиперполяризацию указанного благородного газа через метастабильный обмен. 10. The method according to p. 8, characterized in that the said stage of hyperpolarization includes hyperpolarization of the specified noble gas through metastable exchange.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная стадия гиперполяризации включает в себя облучение указанного щелочного металла циркулярно поляризованным светом. 11. The method according to p. 8, characterized in that said hyperpolarization step involves irradiating said alkaline metal with circularly polarized light.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанный щелочной металл выбран из группы, состоящей из 23Na, 39K, 133Ce, 85Rb и 87Rb.12. The method according to p. 9, characterized in that said alkaline metal is selected from the group consisting of 23 Na, 39 K, 133 Ce, 85 Rb and 87 Rb.
13. Способ по п. 3, дополнительно включающий в себя замораживание указанного гиперполяризованного благородного газа до твердой формы перед стадией (а). 13. The method according to p. 3, further comprising freezing the specified hyperpolarized noble gas to a solid form before stage (a).
14. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанная текучая среда представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из воды, физиологического раствора, фторуглеродов, фторуглеродных эмульсий, липидов, липидных эмульсий и препаратов-кровезаменителей. 14. The method of claim 3, wherein said fluid is a member selected from the group consisting of water, physiological saline, fluorocarbons, fluorocarbon emulsions, lipids, lipid emulsions and blood substitutes.
15. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный образец включает в себя организм или часть организма. 15. The method according to p. 3, characterized in that said sample includes an organism or part of an organism.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанная часть организма включает в себя орган или ткань. 16. The method according to p. 15, characterized in that the said part of the body includes an organ or tissue.
17. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный образец представляет собой органический или неорганический мономер. 17. The method according to p. 3, characterized in that said sample is an organic or inorganic monomer.
18. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный образец представляет собой органический или неорганический полимер. 18. The method according to p. 3, characterized in that said sample is an organic or inorganic polymer.
19. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный образец представляет собой биополимер. 19. The method according to p. 3, characterized in that said sample is a biopolymer.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанный биополимер представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из олигопептидов, полипептидов, антител и белков. 20. The method according to p. 19, characterized in that the biopolymer is a member selected from the group consisting of oligopeptides, polypeptides, antibodies and proteins.
21. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанный биополимер представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из олигонуклеотидов, РНК, мРНК, тРНК, ДНК, хромосом, генов и плазмид. 21. The method of claim 19, wherein said biopolymer is a member selected from the group consisting of oligonucleotides, RNA, mRNA, tRNA, DNA, chromosomes, genes, and plasmids.
22. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанный биополимер представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из олигосахаридов, полисахаридов, гликопротеинов и мукополисахаридов. 22. The method according to p. 19, characterized in that the biopolymer is a member selected from the group consisting of oligosaccharides, polysaccharides, glycoproteins and mucopolysaccharides.
23. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный образец сканируют для детектирования изменения в ЯМР-активных ядрах, вызванного указанным гиперполяризованным благородным газом. 23. The method according to p. 3, characterized in that said sample is scanned to detect changes in NMR active nuclei caused by said hyperpolarized noble gas.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанные ЯМР-активные ядра представляют собой член, выбранный из группы, состоящей из 1H, 13C, 15N, 19F, 29Si, 31P и их комбинаций.24. The method of claim 23, wherein said NMR active nuclei are a member selected from the group consisting of 1 H, 13 C, 15 N, 19 F, 29 Si, 31 P, and combinations thereof.
25. Фармацевтическая композиция, содержащая гиперполяризованный благородный газ, растворенный в физиологически совместимым жидком носителе. 25. A pharmaceutical composition comprising a hyperpolarized noble gas dissolved in a physiologically compatible liquid carrier.
26. Фармацевтическая композиция по п. 25, отличающаяся тем, что указанный жидкий носитель совместим с путем введения, который представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из подкожного, ингаляционного, внутрисосудистого, перорального, внутрибрюшинного и внутримышечного. 26. The pharmaceutical composition according to p. 25, characterized in that the liquid carrier is compatible with the route of administration, which is a member selected from the group consisting of subcutaneous, inhaled, intravascular, oral, intraperitoneal and intramuscular.
27. Фармацевтическая композиция по п. 25, отличающаяся тем, что указанный жидкий носитель представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из воды, физиологического раствора, крови, плазмы, фторуглеродов, фторуглеродных эмульсий, липидов, липидных эмульсий, диметилсульфоксида и витамина E. 27. The pharmaceutical composition of claim 25, wherein said liquid carrier is a member selected from the group consisting of water, physiological saline, blood, plasma, fluorocarbons, fluorocarbon emulsions, lipids, lipid emulsions, dimethyl sulfoxide and vitamin E.
28. Фармацевтическая композиция по п. 25, отличающаяся тем, что указанный жидкий носитель пригоден для внутривенного введения и представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из липидных эмульсий и фторуглеродных эмульсий. 28. The pharmaceutical composition according to p. 25, characterized in that said liquid carrier is suitable for intravenous administration and is a member selected from the group consisting of lipid emulsions and fluorocarbon emulsions.
29. Способ получения фармацевтической композиции по п. 25, включающий в себя: (а) гиперполяризацию благородного газа; и (б) контактирование физиологически совместимого жидкого носителя с указанным гиперполяризованным благородным газом. 29. A method of producing a pharmaceutical composition according to claim 25, comprising: (a) hyperpolarizing a noble gas; and (b) contacting the physiologically compatible liquid carrier with said hyperpolarized noble gas.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что стадия (б) включает в себя: (а) замораживание указанного благородного газа для сохранения гиперполяризации; и (б) сублимацию указанного замороженного гиперполяризованного благородного газа в указанный физиологически совместимый жидкий носитель, посредством чего осуществляют контактирование указанного физиологически совместимого жидкого носителя с указанным гиперполяризованным благородным газом. 30. The method according to p. 29, characterized in that stage (b) includes: (a) freezing said noble gas to maintain hyperpolarization; and (b) sublimating said frozen hyperpolarized noble gas into said physiologically compatible liquid carrier, whereby said physiologically compatible liquid carrier is contacted with said hyperpolarized noble gas.
31. Способ исследования свойства благородного газа в ткани, включающий в себя: (а) гиперполяризацию благородного газа; (6) растворение указанного гиперполяризованного благородного газа в физиологически совместимом жидком носителе с образованием смеси; (в) контактирование указанной ткани с указанной смесью из стадии (б); и (г) сканирование указанной ткани путем спектроскопии ядерного магнитного резонанса, магниторезонансной визуализации либо обоих, посредством чего исследуют указанное свойство. 31. A method for studying the properties of a noble gas in a tissue, comprising: (a) hyperpolarizing a noble gas; (6) dissolving said hyperpolarized noble gas in a physiologically compatible liquid carrier to form a mixture; (c) contacting said tissue with said mixture from step (b); and (d) scanning said tissue by nuclear magnetic resonance spectroscopy, magnetic resonance imaging, or both, whereby said property is examined.
32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что указанное свойство представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из параметров ЯМР, скорости обмена указанного гиперполяризованного благородного газа между внеклеточным компартментом и внутриклеточным компартментом указанной ткани, концентрации указанного гиперполяризованного газа внутри указанного внутриклеточного компартмента, концентрации указанного гиперполяризованного газа внутри указанного внеклеточного компартмента, времени релаксации указанного гиперполяризованного газа внутри указанного внутриклеточного компартмента и времени релаксации указанного гиперполяризованного газа внутри указанного внеклеточного компартмента. 32. The method of claim 31, wherein said property is a member selected from the group consisting of NMR parameters, an exchange rate of said hyperpolarized noble gas between an extracellular compartment and an intracellular compartment of said tissue, a concentration of said hyperpolarized gas inside said intracellular compartment , concentration of said hyperpolarized gas inside said extracellular compartment, relaxation time of said hyperpolarized gas and within said intracellular compartment and relaxation time of said hyperpolarized gas within said extracellular compartment.
33. Способ по п. 31, отличающийся тем, что указанная ткань включает в себя член, выбранный из группы, состоящей из крови, мышцы, ткани периферической нервной системы и ткани центральной нервной системы. 33. The method according to p. 31, characterized in that said tissue includes a member selected from the group consisting of blood, muscle, tissue of the peripheral nervous system and tissue of the central nervous system.
34. Способ по п. 31, отличающийся тем, что указанная ткань представляет собой ткань центральной нервной системы, которая представляет собой член, выбранный из группы, состоящей из мозга, спинного мозга, спинномозговой жидкости и гематоэнцефалического барьера. 34. The method according to p. 31, characterized in that said tissue is a tissue of the central nervous system, which is a member selected from the group consisting of brain, spinal cord, cerebrospinal fluid and blood-brain barrier.
35. Способ увеличения времени релаксации гиперполяризованного благородного газа в контакте с физиологической текучей средой, включающий в себя: (а) образование промежуточного раствора гиперполяризованного благородного газа путем растворения указанного гиперполяризованного благородного газа в текучей среде, в которой указанное время релаксации указанного гиперполяризованного благородного газа является более длительным, чем указанное время релаксации указанного благородного газа в указанной физиологической текучей среде; и (б) контактирование указанной физиологической текучей среды с указанным промежуточным раствором. 35. A method of increasing the relaxation time of a hyperpolarized noble gas in contact with a physiological fluid, comprising: (a) forming an intermediate solution of a hyperpolarized noble gas by dissolving said hyperpolarized noble gas in a fluid in which said relaxation time of said hyperpolarized noble gas is more longer than the specified relaxation time of the specified noble gas in the specified physiological fluid; and (b) contacting said physiological fluid with said intermediate solution.
36. Способ измерения сигнала, передаваемого от атома гиперполяризованного благородного газа ЯМР-активному ядру, иному чем благородный газ, включающий в себя: (а) контактирование ЯМР-активного ядра, иного чем благородный газ, с атомом гиперполяризованного благородного газа; (б) приложение радиочастотной энергии к указанному ЯМР-активному ядру, иному чем благородный газ, и (в) измерение указанного сигнала, переданного от указанного атома гиперполяризованного благородного газа указанному ЯМР-активному ядру, иному чем благородный газ, с использованием спектроскопии ядерного магнитного резонанса, магниторезонансной визуализации либо обоих. 36. A method of measuring a signal transmitted from an atom of a hyperpolarized noble gas to an NMR active nucleus other than a noble gas, including: (a) contacting the NMR active nucleus, other than a noble gas, with an atom of a hyperpolarized noble gas; (b) applying radio frequency energy to said NMR active nucleus other than a noble gas; and (c) measuring said signal transmitted from said hyperpolarized noble gas atom to said NMR active nucleus other than noble gas using nuclear magnetic resonance spectroscopy , magnetic resonance imaging or both.
37. Последовательность импульсов для индуцированного спиновой поляризацией ядерного эффекта Оверхаузера (SPINOE) ЯМР гетероядерного различия системы, содержащей атом благородного газа и ЯМР-активное ядро, иное чем благородный газ, включающая в себя: (а) π/2 импульс ЯМР-активного ядра, иного чем благородный газ; (б) π импульс ЯМР-активного ядра, иного чем благородный газ, прилагаемый одновременно с приложением π импульса благородного газа; и (в) π/2 импульс ЯМР-активного ядра, иного чем благородный газ. 37. The pulse sequence for the spin polarization-induced nuclear Overhauser effect (SPINOE) NMR heteronuclear differences of a system containing a noble gas atom and an NMR active nucleus other than a noble gas, including: (a) π / 2 momentum of the NMR active nucleus, other than noble gas; (b) π momentum of an NMR active nucleus other than a noble gas applied simultaneously with the application of an π momentum of a noble gas; and (c) π / 2 momentum of an NMR active nucleus other than a noble gas.
38. Аппарат для получения раствора гиперполяризованного благородного газа, включающий в себя: сосуд для приема текучей среды; резервуар для приема указанного гиперполяризованного благородного газа, сообщающийся через первый запорный клапан с указанным сосудом, причем указанный резервуар имеет форму, которая позволяет охлаждать его независимо от указанного сосуда; входное отверстие для газа, сообщающееся через второй запорный клапан с указанным резервуаром; и средства для удаления текучей среды из указанного сосуда независимо от указанного первого запорного клапана и указанного второго запорного клапана. 38. Apparatus for producing a solution of hyperpolarized noble gas, including: a vessel for receiving a fluid; a reservoir for receiving said hyperpolarized noble gas communicating through a first shutoff valve with said vessel, said tank having a shape that allows it to be cooled independently of said vessel; a gas inlet communicating through a second shutoff valve with said reservoir; and means for removing fluid from said vessel, independently of said first shutoff valve and said second shutoff valve.
39. Аппарат по п. 38, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средства для замораживания указанного гиперполяризованного благородного газа. 39. The apparatus according to p. 38, characterized in that it further comprises means for freezing said hyperpolarized noble gas.
40. Аппарат по п. 38, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средства для приложения магнитного поля к указанному резервуару для приема указанного гиперполяризованного благородного газа. 40. The apparatus according to claim 38, characterized in that it further comprises means for applying a magnetic field to said reservoir for receiving said hyperpolarized noble gas.