專利名稱：：熱交聯(lián)造影劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種包含多個納米顆粒的造影劑、制備該包含多個納米顆粒的造影劑的方法以及提供病人體內(nèi)部位影像的方法。
背景技術：
：超順磁氧化鐵納米顆粒(SPION)是一種新出現(xiàn)的治療包括癌癥在內(nèi)的各種疾病的納米藥物]形式，因為其可用于^1共振(MR)造影劑2—1Q,并可加入至用于癌癥治療的^f茲場引導的藥物傳遞載體中12"4。為了成功用于體內(nèi)MR成像，SPION必須滿足幾個條件(i)在生理介質(zhì)中好的分散性，(ii)生物相容性，及(iii)防止吸附血漿蛋白質(zhì)或細胞至其表面上的抗生物污著性(anti-biofoulingproperty)。因此，有必要改變SPION的表面以使在苛刻的生理條件(即，高鹽和蛋白質(zhì)濃度)下的這種生物污著和聚集最小化15—22。已使用幾種合成的和天然的聚合物來包覆SPION的表面15'16，21，22。這些聚合物包括葡聚糖23，24、聚乙二醇(PEG)12，15，16，25和聚乙烯吡咯烷酮16，26，已知它們都是生物相容的，并且都能促進SPION在水介質(zhì)中良好的分散；但是在體內(nèi)苛刻條件下失去聚合物包覆層的可能性已受到關注16'21，22。為保證聚合物包覆層在體內(nèi)的穩(wěn)定性，已開發(fā)了交聯(lián)的氧化鐵納米顆粒(CLIO)23，27。CLIO是由葡聚糖包覆的SPION組成的，其中葡聚糖聚合物鏈是化學交聯(lián)的。這些納米顆粒已被廣泛用于體內(nèi)及體外MR成像28—31。盡管由于CLIO的穩(wěn)定包覆、抗生物污著性、生物相容性及小的流體動力學尺寸而被認為是最有前途的MR造影劑之一，但是獲得最終的、功能化的SPION需要復雜的合成與提純步驟，即(i)葡聚糖包覆及提純；(ii)使用表氯醇交聯(lián)及提純；及(iii)化學處理以引入例如胺和醛的官能團到納米顆粒表面上29。此外，存在CLIO中未反應的殘留化學試劑在體內(nèi)將會有毒的擔心。此整個申請中參考并引用的多種專利和出版物在括號中提供。這些專利和出版物的全部公開以參考方式在此引入本申請，以更充分地描述本發(fā)明及本發(fā)明所屬領域的狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容在成像技術中，本發(fā)明人已經(jīng)對開發(fā)表現(xiàn)出優(yōu)異性能的造影劑進行了深入研究。結果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在信號產(chǎn)生芯(signalgeneratingcore)上的水溶性羥基甲硅烷基(hydoxysilyl)或烷氧基曱硅烷基(alkoxysilyl)功能化的聚合物的熱交聯(lián)殼(crosslinkingshell)使造影劑表現(xiàn)出改善的性能，如在生理介質(zhì)中更高的穩(wěn)定性、對網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的細胞吸收的抗性、提高的滲透性及保留效果。因此，本發(fā)明的目的是提供一種包含多個納米顆粒的造影劑。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備所述包含多個納米顆粒的造影劑的方法。本發(fā)明的進一步目的是提供一種用于提供病人體內(nèi)部位影像的方法。結合所附權利要求書和附圖，通過下述詳細說明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢將變得顯而易見。圖1示意性地表示本發(fā)明的TCL-SPION(熱交聯(lián)超順磁氧化鐵納米顆粒)。圖2示意性地說明熱處理后在聚合物層間表現(xiàn)出交聯(lián)的羧基TCL畫SPION。圖3為流體動力學尺寸分布圖，以及羧基TCL-SPION的TEM影像。TEM影像中的比例尺相當于10nm。圖4為羧基TCL-SPION的FT-IR譜圖。圖5為羧基TCL-SPION的TGA圖。圖6表示羧基TCL-SPION的磁化強度隨施加的磁場函數(shù)的變化。圖7表示羧基TCL-SPION在80°C熱處理2hr之前(a)和之后(b)的高分辨率Si(2p)XPS數(shù)據(jù)。圖8表示氨基和Cy5.5TCL-SPION的合成圖。圖9為Cy5.5TCL-SPION的熒光光"i普。圖10為分散于磷酸鹽緩沖鹽水(pH7.4)中的羧基TCL-SPION和氨基TCL-SPION的照片。圖11A表示(a)在棵鼠的左上大腿之上的脅腹上的胂瘤水平(320mm3)處、于0hr和注射14.7mgFe/kg的Cy5.5TCL-SPION后3.5hr時拍才聶的T2-加權快速自旋回波影像(T2-weightedfast-spinechoimages)(TR/TE,4200ms/102ms)。帶箭頭的虛線圈表示同種異體移植肺瘤區(qū)域；及(b)同一只小鼠攝于0hr和注射后3.5hr的光學熒光影像。采用ls曝光時間和Cy5.5濾波器通道(filterchannel)獲得影像。紅色箭頭表示同種異體移植腫瘤的位置。色標表示相對熒光強度。圖11B表示在棵鼠的背部的腫瘤水平處、于0hr(a)和注射10mgFe/kg的硅接枝殼聚糖包覆的TCL-SPION后lhr時(b)拍攝的T2-加權快速自旋回波影像(TR/TE,4200ms/102ms)。圖11C表示在棵鼠的背部的腫瘤水平處、于0hr(a)和注射10mgFe/kg的硅接枝羧甲基葡聚糖包覆的TCL-SPION后lhr(b)時拍攝的T2-加權快速自旋回波影像(TR/TE,4200ms/102ms)。圖12表示幾個器官與同種異體移植腫瘤的照片(a)及相應光學熒光影像(b)。這些圖像攝于與MR/光學成像實驗(用14.7mgFe/kg的Cy5.5TCL-SPION注射)中所用的相同的老鼠處死之后(注射后3.5hr)。采用ls曝光時間并使用Cy5.5濾波器通道獲得熒光影像。色標表示相對熒光強度。具體實施例方式在本發(fā)明的一個技術方案中，提供了一種包含多個納米顆粒的造影劑，其中，各納米顆粒包含(a)信號產(chǎn)生芯；及(b)包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼，其中，該聚合物殼包含水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物，并且該聚合物殼通過該聚合物的羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基進行熱交聯(lián)。在成像技術中，本發(fā)明人已經(jīng)對開發(fā)表現(xiàn)出優(yōu)異性能的造影劑進行了深入研究。結果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在信號產(chǎn)生芯上的水溶性羥基甲硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物的熱交聯(lián)殼使造影劑表現(xiàn)出改善的性能，如在生理介質(zhì)中更高的穩(wěn)定性、對網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的細胞吸收的抗性、提高的滲透性及保留效果。在此用到的術語"羥基曱硅烷基功能化的聚合物"是指包含羥基曱硅烷基部分作為側(cè)鏈的聚合物。術語"羥基曱硅烷基"是指羥基取代的曱硅烷基團，優(yōu)選三羥基曱硅烷基。在此用到的術語"烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物"是指包含烷氧基曱硅烷基部分作為側(cè)鏈的聚合物。術語"烷氧基曱硅烷基"是指烷氧基取代的曱硅烷基團，優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基和三乙氧基曱硅烷基，更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基。對于本發(fā)明的納米顆粒，可以采用多種信號產(chǎn)生芯。優(yōu)選地，信號產(chǎn)生芯是順;茲、超順石茲、質(zhì)子密度或X射線活性(計算斷層照相法)信號產(chǎn)生芯，更優(yōu)選為包含氧化鐵的超順磁信號產(chǎn)生芯。適于本發(fā)明使用的典型順磁信號產(chǎn)生芯包含穩(wěn)定自由基(例如穩(wěn)定的氮氧)、以及包含過渡、鑭系和錒系元素的化合物。優(yōu)選的元素包括Gd(III)、Mn(II)、Cu(II)、Cr(III)、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Er(II)、Ni(II)、Eu(III)和Dy(III)。適于本發(fā)明使用的典型超順磁信號產(chǎn)生芯包含亞鐵或鐵磁化合物，例如純鐵、磁性氧化鐵(例如磁鐵礦、Fe304)、Y-Fe203、鐵酸錳、鐵酸鈷和鐵酸鎳。優(yōu)選地，適于本發(fā)明使用的超順磁信號產(chǎn)生芯包含F(xiàn)e304和Y-Fe203,更優(yōu)選為Fe304。典型質(zhì)子密度信號產(chǎn)生芯包含全氟化碳。適于本發(fā)明使用的X射線活性信號產(chǎn)生芯包含碘、硫化鉍和金。信號產(chǎn)生芯被水溶性聚合物殼包覆。熱交聯(lián)聚合物殼使本發(fā)明的造影劑表現(xiàn)出水溶性和抗生物污著性。并且，聚合物殼也是改善造影劑的穩(wěn)定性和成像能力的原因。該殼由水溶性硅接枝聚合物組成。該硅接枝聚合物的主要骨架包含合成聚合物和天然聚合物。根據(jù)優(yōu)選實施方式，作為硅接枝聚合物主要骨架的合成聚合物選自由聚丙烯酸及其衍生物、聚甲基丙烯酸及其衍生物{例如，聚曱基甲基丙烯酸[poly(methylmethacrylicacid)]、聚乙基曱基丙烯酸[poly(ethylmethacrylicacid)]、聚丁基曱基丙烯酸[poly(butylmethacrylicacid)]、聚十二烷基曱基丙烯酸[poly(laurylmethacrylicacid)]、聚羥基乙基甲基丙烯酸[poly(hydroxyethylmethacrylicacid)]及聚羥基丙基曱基丙步希酉臾[poly(hydroxypropylmethacrylicacid)]}、聚丙烯酰胺及其書亍生4勿、聚異氰酸酯及其衍生物、聚苯乙烯及其衍生物、聚乙烯亞胺及其衍生物[例如，聚乙二醇修飾的聚乙烯亞胺]、聚硅氧烷及其衍生物、聚谷氨酸及其衍生物[例如，聚乙二醇修飾的聚谷氨酸]、聚天冬氨酸及其衍生物[例如，聚乙二醇修飾的聚天冬氨酸]、聚賴氨酸及其衍生物[例如，聚乙二醇修飾的聚賴氨酸]、聚精氨酸及其衍生物[例如，聚乙二醇修飾的聚精氨酸]、聚丙二醇、聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物及聚乙二醇(PEG)及其衍生物組成的組。更優(yōu)選地，作為主要骨架的合成聚合物是聚丙烯酸或聚曱基丙烯酸。根據(jù)優(yōu)選實施方式，作為硅接枝聚合物主要骨架的天然聚合物選自由殼聚糖及其衍生物、葡聚糖及其衍生物(例如，羧曱基葡聚糖)、纖維素及其衍生物(例如，羧曱基纖維素)、肝素及其衍生物、透明質(zhì)酸及其衍生物及藻酸鹽及其衍生物組成的組。包含于水溶性聚合物的硅原子可以多種方式接枝于主要骨架上。例如，硅原子可以通過單酯鍵合接枝于主要骨架上。在硅原子通過單酯鍵合接枝于主要骨架上時，它們可與主要骨架直接鍵合或通過CPC5的烴部分間接鍵合。根據(jù)優(yōu)選實施方式，包含于水溶性聚合物的硅原子共價鍵合到信號產(chǎn)生芯上。該共價鍵增加包覆在信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼的穩(wěn)定性。使用包覆于信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼是本發(fā)明中最突出的特征之一。聚合物殼的交聯(lián)可經(jīng)簡單的熱處理獲得(例如，在70-80°C熱處理)。交聯(lián)尤其對于改善信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼的穩(wěn)定性有作用。同樣，信號產(chǎn)生芯上熱交聯(lián)聚合物殼比非交聯(lián)聚合物殼產(chǎn)生更滿意的成像結果。根據(jù)優(yōu)選實施方式，水溶性聚合物采用聚乙二醇(PEG)進一步功能化。顯示出水溶性PEG具有抗生物污著性以防止非特異性吸附血漿蛋白質(zhì)或細胞至納米顆粒上。PEG可以多種方式接枝于主要骨架上。例如，PEG可以通過單酯鍵合接枝于主要骨架上。在硅原子通過單酯鍵合接枝于主要骨架上時，其可與主要骨架直接鍵合或通過CVC5的烴部分間接鍵合。由PEG功能化的水溶性聚合物使納米顆粒呈現(xiàn)出更高的水分散性。本發(fā)明最顯著的特征是熱交聯(lián)聚合物殼中獨特的硅原子組成。根據(jù)優(yōu)選實施方式，在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有5-50%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。Si-O-Si鍵形式的硅原子參與聚合物殼的熱交聯(lián)。更優(yōu)選地，在聚合物殼中所有類型的Si鍵中，在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼具有10-30%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成(還更優(yōu)選10-20%，最優(yōu)選10-15%)。根據(jù)優(yōu)選實施方式，在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式、10-40%的Si-OH形式及0-5%的Si-O-C形式的相對硅原子組成。Si-OH形式可能由水溶性聚合物中的烷氧基曱硅烷基的水解而產(chǎn)生。Si-O-C形式可能源于水溶性聚合物中的烷氧基曱硅烷基。更優(yōu)選地，在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交if關聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中具有10-20%(最優(yōu)選10-15%)的Si-O-Si形式、18-34%(最優(yōu)選25-32%)的Si-OH形式及0%的Si-O-C形式的相對硅原子組成。子組成。根據(jù)優(yōu)選實施方式，聚合物殼進一步包含抗體、肽、核酸(DNA或RNA)或染料。共軛的抗體、肽和核酸分子傾向于使納米顆粒與目標生物分子、細胞或組織進行特異性結合。染料分子用于光學成像。目標配體或染料可通過聯(lián)結子或間隔區(qū)直接或間接結合到聚合物上。當聚合物殼進一步包含染料分子(特別是熒光染料)時，本發(fā)明的造影劑提供一種雙重成像探測(磁共振/光學)?？捎糜诒景l(fā)明的染料包括但不限于芘、蒽、萘、吖啶、芪、吲哚、唑、苯并噁唑、噻唑、苯并噻唑、4-氨基-7-硝基苯并-2-氧雜-1,3-二口坐(4-amino-7-nitrobenz-2-oxa-l,3-diazole，NBD)、豐炭花青、口套i若酉同(carbostyryl)、卟啉、水楊酸酯、鄰氨基苯曱酸酯、奧、茈、吡啶、喹啉、卩占口屯、。秦、苯并噁。秦、卡巴秦(carbazine)、次聯(lián)苯曱酮(phenalenone)、香豆素、苯并咬喃、苯并次if關苯曱酮(benzphenalenone)、半導體納米晶體及熒光蛋白質(zhì)。具體說，可用于本發(fā)明的熒光染料包括吲哚菁綠、青色素5.5、青色素7.5、熒光素、玫瑰精、黃色熒光蛋白、綠色熒光蛋白、異硫氰酸熒光素及其衍生物，但并不限于此。令人驚訝地，含焚光染料的本發(fā)明的造影劑對于組織(優(yōu)選癌癥組織)能產(chǎn)生雙重影像。如實施例中所示，含熒光染料的本發(fā)明的造影劑可能是首次成功采用SPION系統(tǒng)而用于體內(nèi)癌癥的MR/光學雙重成像。根據(jù)優(yōu)選實施方式，熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物由以下的通式I表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>其中，R2和R3獨立地表示H或d-Cs的烷基；R4表示H或C廣C5的烷基；Rs表示H、CrC5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；PEG表示聚乙二醇；m、1和n獨立地表示1-1,000的整數(shù)；及p表示l-10的整數(shù)。由通式I表示的聚合物可以是嵌段共聚物或無規(guī)共聚物，優(yōu)選無規(guī)共聚物。這里用到的術語"烷基，，是指包含指定數(shù)目碳原子的有支鏈或無支鏈的飽和經(jīng)鏈。例如，C,-C5的直鏈或支鏈烷基烴鏈包含l至5個碳原子，并包括但不限于曱基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、正戊基等，除非另外說明。術語"雜烷基"是指碳原子被將提供化學穩(wěn)定類型的如氮、氧和硫的一些其它原子適當?shù)厝〈摹⒂兄ф溁驘o支鏈的飽和烴鏈。術語"烷氧基曱硅烷基烷基"指的是烷氧基取代的曱硅烷基烷基。例如，術語"烷氧基曱硅烷基烷基，，包括三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基甲硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基曱硅烷基丙基、三乙氧基曱硅烷基丁基、曱基二曱氧基曱硅烷基乙基、曱基二曱氧基曱硅烷基丙基、二曱基曱氧基曱硅烷基乙基及二曱基曱氧基曱硅烷基丙基。術語"輕基甲硅烷基烷基"指的是羥基取代的曱硅烷基烷基，例如，包括三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基及三羥基曱硅烷基戊基。這里用到的術語"雜環(huán)"用來指飽和的、部分不飽和的或不飽和的(芳族)、且由碳原子和獨立選自由N、O和S組成的組的l-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)。優(yōu)選地，所述雜環(huán)包括琥珀酰亞胺、磺基琥珀酰亞胺和馬來酰亞胺。在通式I中，優(yōu)選R!、112和R3獨立地表示H或曱基，R4優(yōu)選表示H或曱基，尤其優(yōu)選H。Rs優(yōu)選表示H、CVCs的烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、抗體或染料。當本發(fā)明的納米顆粒僅用來MR成像時，Rs優(yōu)選表示烷氧基曱硅烷基烷基或羥基甲硅烷基烷基，更優(yōu)選三曱氧基甲硅烷基烷基、三乙氧基曱硅烷基烷基或三羥基曱硅烷基烷基，還更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三甲氧基曱硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基曱硅烷基丙基、三乙氧基甲硅烷基丁基、三乙氧基甲硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基甲硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，依然更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基甲硅烷基戊基，且最優(yōu)選三羥基曱硅烷基丙基。當本發(fā)明的納米顆粒用于雙重成像(MR/光學)時，R5優(yōu)選表示熒光染料。在通式I中，X、Y和Z優(yōu)選獨立地表示氧原子。更優(yōu)選地，所有X、Y和Z均表示氧原子。優(yōu)選地，p為l-5的整數(shù)，更優(yōu)選為2-4。根據(jù)優(yōu)選實施方式，熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含作為主要骨架的由以下的通式II表示的聚天冬氨酸OF^(II)其中，R^表示H或C廣C5的烷基；尺2和R3獨立地表示H、d-C;的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。在通式II中，R,優(yōu)選表示H或曱基，更優(yōu)選H。優(yōu)選地，R2和R3獨立地表示H、C,-Cs的烷基、烷氧基甲硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體或染料。當本發(fā)明的納米顆粒僅用于MR成像時，優(yōu)選R2和R3之一為PEG而另一個是烷氧基曱硅烷基烷基或羥基曱硅烷基烷基，更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基烷基、三乙氧基曱硅烷基烷基或三羥基曱硅烷基烷基，還更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三甲氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基曱硅烷基丙基、三乙氧基曱硅烷基丁基、三乙氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，依然更優(yōu)選地，三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，而最優(yōu)選三羥基曱硅烷基丙基。當本發(fā)明的納米顆粒用于雙重成像(MR/光學)時，優(yōu)選R2和R3之一表示熒光染料。在通式II中，優(yōu)選X、Y和Z獨立地表示氧原子。更優(yōu)選地，所有X、Y和Z均表示氧原子。優(yōu)選地，p為l-5的整數(shù)，更優(yōu)選2-4。根據(jù)優(yōu)選實施方式，熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含作為主要骨架的由以下的通式III表示的殼聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>(III)其中，R,表示H或CrC5的烷基；A和B獨立地表示H或-C(0)-Y-R2;A和B中的至少之一是H;R2表示H、C,-Q的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X和Y獨立地表示氧或氮原子；及p表示l-10的整數(shù)。在通式m中，R，優(yōu)選表示H或曱基。A和B獨立地表示H或-C(0)-Y-R2;A和B中的至少之一是H。優(yōu)選地，R2表示H、d-Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇(PEG)、抗體或染料。當本發(fā)明的納米顆?！讲嬗糜贛R成像時，R2優(yōu)選表示PEG、烷氧基曱硅烷基烷基或羥基曱硅烷基烷基。更優(yōu)選112表示PEG。當R2是烷氧基甲硅烷基烷基或羥基曱硅烷基烷基時，其優(yōu)選表示三曱氧基甲硅烷基烷基、三乙氧基曱硅烷基烷基或三羥基曱硅烷基烷基，還更優(yōu)選三曱氧基甲硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基甲硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基甲硅烷基丙基、三乙氧基曱硅烷基丁基、三乙氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基甲硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，依然更優(yōu)選地，三曱氧基曱硅烷基乙基、三甲氧基曱硅烷基丙基、三甲氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，而最優(yōu)選三羥基曱硅烷基丙基。當本發(fā)明的納米顆粒用于雙重成像(MR/光學)時，R2優(yōu)選表示熒光染料。在通式III中，X和Y優(yōu)選獨立地表示氧原子。更優(yōu)選地，X和Y兩者均表示氧原子。優(yōu)選地，p表示l-5的整數(shù)，更優(yōu)選2-4。根據(jù)優(yōu)選實施方式，熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含作為主要骨架的由以下的通式IV表示的羧甲基葡聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>(IV)其中，R,表示H或d-Cs的烷基；R2和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。在通式IV中，R,優(yōu)選表示H或曱基，更優(yōu)選H。優(yōu)選地，R2和R3獨立地表示H、C廣Cs的烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體或染料。當本發(fā)明的納米顆粒僅用于MR成像時，優(yōu)選R2和R3之一為PEG而另一個是烷氧基曱硅烷基烷基或羥基曱硅烷基烷基，更優(yōu)選三甲氧基曱硅烷基烷基、三乙氧基甲硅烷基烷基或三羥基曱硅烷基烷基，還更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基甲硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基曱硅烷基丙基、三乙氧基曱硅烷基丁基、三乙氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基甲硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基甲硅烷基戊基，依然更優(yōu)選地，三甲氧基甲硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三甲氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基甲硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，而最優(yōu)選三羥基曱硅烷基丙基。當本發(fā)明的納米顆粒用于雙重成像(MR/光學)時，優(yōu)選尺2和仗3之一表示熒光染料。在通式IV中，優(yōu)選X、Y和Z獨立地表示氧原子。更優(yōu)選地，所有X、Y和Z均表示氧原子。優(yōu)選地，p為l-5的整數(shù)，更優(yōu)選2-4。根據(jù)優(yōu)選實施方式，熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含作為主要骨架的由以下的通式V表示的肝素其中，R,表示H或C廣C5的烷基；112和Rg獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整凄t。在通式V中，R,優(yōu)選表示H或曱基，更優(yōu)選H。優(yōu)選地，R2和R3獨立地表示H、CrCs的烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體或染料。當本發(fā)明的納米顆粒僅用于MR成像時，優(yōu)選R2和R3之一為PEG而另一個是烷氧基曱硅烷基烷基或羥基曱硅烷基烷基，更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基烷基、三乙氧基曱硅烷基烷基或三羥基曱硅烷基烷基，還更優(yōu)選三曱氧基曱硅烷基乙基、三曱氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基甲硅烷基戊基、三乙氧基曱硅烷基乙基、三乙氧基曱硅烷基丙基、三乙氧基曱硅烷基丁基、三乙氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基曱硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，依然更優(yōu)選地，三甲氧基曱硅烷基乙基、三甲氧基曱硅烷基丙基、三曱氧基曱硅烷基丁基、三曱氧基曱硅烷基戊基、三羥基曱硅烷基乙基、三羥基甲硅烷基丙基、三羥基曱硅烷基丁基或三羥基曱硅烷基戊基，而最優(yōu)選三羥基甲硅烷基丙基。當本發(fā)明的納米顆粒用于雙重成像(MR/光學)時，優(yōu)選R2和113之一表示熒光染料。30在通式V中，優(yōu)選X、Y和Z獨立地表示氧原子。更優(yōu)選地，所有X、Y和Z均表示氧原子。優(yōu)選地，p為l-5的整數(shù)，更優(yōu)選2-4。根據(jù)優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的造影劑用于磁共振成像(MRI)。本發(fā)明的造影劑可用于提供各種生物組織的MR影像，優(yōu)選地，造影劑對癌癥組織顯示出相當強的MR成像能力。至今，只有幾篇采用包覆聚合物的SPION而其表面沒有附著特異性配體的癌癥直接成像的報導，可能是因為這種缺少抗生物污著性的SPION容易被網(wǎng)狀內(nèi)皮組織系統(tǒng)吸收。作為對照，由于本發(fā)明的造影劑在生理條件下相當穩(wěn)定并且保持其小的尺寸，作為腫瘤周圍可滲透的脈管系統(tǒng)的存在的結果，其通過提高的滲透性及保留效果在系統(tǒng)循環(huán)時可在腫瘤處積聚。另人驚訝地，本發(fā)明的造影劑沒有目標配體的幫助就可成功產(chǎn)生癌癥組織的體內(nèi)MR成像。"納米顆粒"是指具有尺寸從約5納米(nm)至300nm的顆粒，更優(yōu)選從約5nm至約100nm,還更優(yōu)選從約10nm至約70nm，最優(yōu)選約20-50nm。本發(fā)明的納米顆粒的大小相對小于如CLIO的傳統(tǒng)的葡聚糖包覆的SPION的大小。此外，本納米顆粒顯示出相對窄的粒度分布。本納米顆粒的較小尺寸及抗生物污著包覆層保證其易于滲入目標組織中(例如，癌癥組織)，導致納米顆粒在組織中的大量積聚。此增強的滲透能力是導致本納米顆粒的成像能力提高的部分原因。此外，熱交聯(lián)聚合物包覆的納米顆粒的較,j、的粒度及窄的粒度分布有助于增加磁信號強度和均一性。本發(fā)明的納米顆粒顯示出提高的飽和磁化(M力值。優(yōu)選地，納米顆粒表現(xiàn)出顯示從10至200emu/gFe,更優(yōu)選30-150emu/gFe,還更優(yōu)選50-100emu/gFe，最優(yōu)選70-85emu/gFe的高的超順磁行為。鑒于傳統(tǒng)聚合物包覆的SPION的磁矩(30-50emu/gFe)，可看出本納米顆粒的飽和磁化值顯著提高了。本納米顆粒較高的Ms在信號產(chǎn)生方面很有優(yōu)勢，致使成像能力增強。本發(fā)明的造影劑表現(xiàn)出顯著的抗生物污著性；而且，其熱交聯(lián)的聚合物包覆層在生理條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。除此之外，本發(fā)明的造影劑具有相對小的尺寸。以上所述的這些特性使本發(fā)明的造影劑能夠長時間保持在循環(huán)系統(tǒng)中并滲入到組織中，導致本發(fā)明的造影劑在所關注的組織(例如，癌癥組織)中更高的積聚。本發(fā)明的造影劑在適當?shù)囊欢螘r間內(nèi)(例如，一天)從人體內(nèi)清除?；诒景l(fā)明的發(fā)現(xiàn)，可以認為本發(fā)明的造影劑表現(xiàn)出通過EPR效應顯著改善的成像能力及對人明顯的安全性。特別地，本發(fā)明的造影劑作為癌癥體內(nèi)MRI探測器表現(xiàn)出完美性能。在本發(fā)明的另一個技術方案中，提供了一種制備包含多個納米顆粒的造影劑的方法，其包括以下步驟(a)通過采用Fe"和Fe"的鹽形成包含氧化鐵的超順磁信號產(chǎn)生芯;(b)通過向信號產(chǎn)生芯添加水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物并攪拌，而在信號產(chǎn)生芯上形成水溶性聚合物殼；及(c)加熱步驟(b)的產(chǎn)物以使包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼熱交聯(lián)，由此制得包含多個納米顆粒的造影劑?？蛇x地，本發(fā)明提供了一種制備包含多個納米顆粒的造影劑的方法，其包括以下步驟(a)混合Fe"和Fe"的鹽與水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基甲硅烷基功能化的聚合物以形成包含超順磁信號產(chǎn)生芯與水溶性聚合物殼的納米顆粒；(b)加熱步驟(a)的產(chǎn)物以使包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼熱交聯(lián)，由此制得包含多個納米顆粒的造影劑。間的共同描述，以避免造成本說明書復雜性的過度冗余。根據(jù)本發(fā)明的第一個方法，首先釆用Fe^和F^+的鹽形成包含氧化鐵的超順》茲信號產(chǎn)生芯。具體地，將Fe"和Fe"的鹽(例如，F(xiàn)eCl3和FeCl2)溶于水中，優(yōu)選去氧蒸餾水。劇烈攪拌下向該溶液中加入堿性溶液(例如，銨的水溶液)以提高pH至約為10,導致氧化鐵顆粒的形成。將水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物加入至氧化鐵顆粒并攪拌以包覆。然后，加熱該產(chǎn)物以使包覆于包含氧化鐵顆粒的信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼熱交聯(lián)。熱處理優(yōu)選在50-90。C進行，更優(yōu)選70-85。C。本發(fā)明的制備方法提供具有增加的磁矩且減小的粒度的熱交聯(lián)超順,茲氧化鐵納米顆粒(TCL-SPION)。在本發(fā)明的進一步技術方案中，提供了一種提供病人體內(nèi)部位的影像的方法，其包含以下步驟(a)給予病人診斷上有效量的造影劑；其中，該造影劑包含多個納米顆粒，其中各納米顆粒包含(i)包含氧化鐵的信號產(chǎn)生芯；及(ii)包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼，其中該聚合物殼包含水溶性羥基甲硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物，并且該聚合物殼通過該聚合物的輕基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基進行熱交聯(lián)；及(b)采用^f茲共振成像掃描病人以獲得所述部位的可視影像。由于本發(fā)明的方法使用上述本發(fā)明的造影劑，省略了其之間的共同描述，以避免造成本說明書復雜性的過度冗余。.本方法可用于于病人體內(nèi)部位的顯影。顯影過程可通過給予病人診斷上有效量的造影劑，然后采用磁共振成像掃描病人以獲得病人體內(nèi)部位(組織)的可視影像來進行。特別地，本方法對體內(nèi)癌癥成像非常有利。給予的造影劑可與可藥用的載體或賦形劑相結合。可藥用載體和賦形劑包括但不限于碳水化合物(例如，葡萄糖(glucose)、乳糖、直鏈淀粉、右旋糖(dextrose)、蔗糖、山梨醇、甘露糖醇、淀粉、纖維素)、微粉硅膠(gumacacia)、磷酸鉤、藻酸鹽、明膠、硅酸4丐、微晶纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、水、鹽溶液、醇類、阿拉伯膠(gumarabic)、糖漿、植物油(例如，玉米油、棉籽油、花生油、橄欖油、椰子油)、聚乙二醇、曱基纖維素、羥基苯曱酸曱酯、羥基苯曱酸丙酯、滑石、硬脂酸鎂及礦物油。造影劑可口服或注射給藥。對于非口服給藥，可采用靜脈注射、肌內(nèi)注射、關節(jié)內(nèi)、滑膜內(nèi)、胸骨內(nèi)、鞘內(nèi)、肝內(nèi)、病灶內(nèi)及顱內(nèi)注射。造影劑的恰當?shù)膭┝繉⒏鶕?jù)具體制劑，應用模式，病人的年齡、體重和性別，飲食，給藥時間，病人狀況，反應敏感度等而改變?？梢哉J為普通技能的醫(yī)師將能夠容易的決定并開出恰當劑量的造影劑處方。此處用到的術語"診斷上有效量，，是指適于提供病人的MR影像的量。所使用的-茲共振成像技術是常規(guī)的且描述在例如D.M.Kean和M.A.Smith,磁#疾^謬/^理和^fM3g"Wc7&so"o"ce/應—g:尸n'/7c/as""d^o/Zc^'o—(William和Wilkins，Baltimore1986)。本發(fā)明的特征及優(yōu)點將總結如下(i)包含于造影劑中的本納米顆粒具有包覆于信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼，其中，所述聚合物殼是水溶性羥34(ii)(iii)(iv)(v)(vi)基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物；經(jīng)聚合物的羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基的熱交聯(lián)通過熱處理可易于獲得；子組成，其非常有助于本發(fā)明的造影劑的優(yōu)點及未預料到的結果；本發(fā)明的納米顆粒具有相對小的尺寸，這保證了納米顆粒易于滲入到目標組織(例如，癌癥組織)中，并是本納米顆粒的成像能力改善的部分原因；本發(fā)明的納米顆粒顯示出提高的飽和磁化(Ms)值，其導致成像能力的提高；本發(fā)明的造影劑在生理條件下表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性、抵抗網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中細胞的吸收及改善的滲透性和保留效果；本發(fā)明的造影劑對通過MR或雙重成像的體內(nèi)腫瘤檢測非常有效，即使其不具有任何目標配體；(viii)由于在信號產(chǎn)生芯上的抗生物污著及熱交聯(lián)的穩(wěn)定聚合物包覆層可以實現(xiàn)由提高的滲透性和保留效果引起的這種被動胂瘤靶向；及(ix)含熒光染料的本發(fā)明的造影劑可能是首次成功采用SPION系統(tǒng)用于癌癥的體內(nèi)MR/光學雙重成像?，F(xiàn)將通過實施例進一步詳述本發(fā)明。對于本領域技術人員，很明顯地，這些實施例是為了更具體的說明而在附加權利要求書中所述的本發(fā)明的范圍并不限于或被這些實施例限制。(vii)實施例實施例I:聚(TMSMA+PEGMA-,-NAS)的合成32聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)的合成根據(jù)反應式I進行。將3-(三曱氧基曱硅烷基)丙基曱基丙烯酸酯(TMSMA，Sigma-Aldrich化學公司，11.2mmol，2.78g,1當量)、聚乙二醇曱基醚曱基丙烯酸酯(PEGMA,Sigma-Aldrich化學公司,11.2mmol，5.32g,1當量)和N-丙烯酰琥珀酰亞胺(NAS，ACROSOrganics，9.6mmol,1.62g，0,86當量)溶解于25ml的四氫呋喃中(THF，Sigma-Aldrich化學公司，無水，99.9%，無阻聚劑)，此混合物通過鼓入N2脫氣。加入0.32mmol作為自由基引發(fā)劑的2,2'-偶氮二異丁腈(Sigma-Aldrich化學公司，53mg，0.01當量)之后，小瓶用具有內(nèi)襯特氟隆的螺旋蓋密封。聚合反應在70。C進行24hr。最終產(chǎn)物溶液在4。C保存。&NMR(300.40MHz，CDC13):3=4.13(br,2H，PEGMA的C02-C^2),3.92(br,2H,TMSMA的C02-C//2)，3.66(s，30H),3.63-3.55(s，9H;m,2H),3.40(s,3H)，2.82(br，4H,NHSA的CO-C私)2.0-1.71(br,6H),1.04(br,2H)，0.87(br,4H),0.66(br,2H)。使用Waters1515型等度泵(isocraticpump)和Waters2414折光率檢測器通過凝膠滲透色譜法測得Mn-16，274及M^26，795,多分散性為1.646。THF用作洗脫液且以0.4mL/min的流速供應。反應式I<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>最終產(chǎn)品聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)在水中水解得到如通式1所示的水解形式(HO)aSig)實施例II:硅接枝聚天冬氨酸的合成硅接枝聚天冬氨酸的合成根據(jù)反應式II進行。將1.37g(10mmol的-COOH)的聚-(a，(3)-DL-天冬氨酸鈉鹽(2-10kDa;Sigma-Aldrich化學公司)和0.9g(Smmol)的!3-氨丙基三甲氧基硅烷(Sigma-Aldrich化學公司)溶于20mL的蒸餾水。將7.6g(40mmo1)的l-乙基-3-(3-二曱基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，Sigma-Aldrich化學公司)加至上述混合物中并在攪拌下于4。C反應12hr。反應完成后，反應混合物通過超濾器(Millipore公司)以lkDa的分子量截留過濾，從而得到接枝率約為26mol。/。的水溶性珪接枝聚天冬氨酸&NMR(300.40MHz，D20):S=4.3-4.21(br，1H),3.35-3.12(br,2H),2.82-2.70(br,2H)，1.04(br，2H),0.66(br,2H)。反應式II<formula>formulaseeoriginaldocumentpage37</formula>聚天冬氨酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage37</formula>硅接枝聚天冬氨酸(接枝率:5-50mol%)實施例III:珪接枝殼聚糖的合成根據(jù)反應式III制備水溶性硅接枝殼聚糖。將1.6g(10mmo1的-腿2)低分子量的殼聚糖(5-20kDa;KITTOLIFE公司，首爾，南韓)溶于50mL蒸餾水中。將二甲亞砜(DMSO)中0.99g(4mmol)的3-(三乙氧基曱硅烷基)丙基異氰酸酯(Sigma-Aldrich化學公司)加入至殼聚糖溶液中，并在攪拌下于室溫反應12hr。反應完成后，將過量的丙酮(200mL)力a入至產(chǎn)物中以收集沉淀物，從而得到接枝率約為31mol。/。的水溶性珪接枝殼聚糖NMR(300.40MHz，D20):S=5.38(br，-O-C/Z-O),5.25(br，-0-C//-0),4.0-3.15(br)，2.92-2.7(br)，1.31-1.13(br，2H),0.68(br，2H)。反應式III<formula>formulaseeoriginaldocumentpage38</formula>〈硅接枝殼聚糖"'〉(接枝率5-50mol%(HO)3Si.'實施例IV:硅接枝葡彩瞎的合成根據(jù)反應式IV制備水溶性硅接枝葡聚糖。將l.Og羧曱基葡聚糖(CM-葡聚糖鈉鹽；Sigma-Aldrich,約4mmo1的-COOH)與0.72g(4mmo1)的3-氨丙基丙基三曱氧基曱硅烷(Sigma-Aldrich化學公司)溶于50mL蒸餾水中。將7.6g(40mmo1)的1-乙基-3-(3-二曱基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，Sigma-Aldrich化學公司)加至上述混合物中，并在攪拌下于4。C反應12hr。反應完成后，將過量的丙酮(200mL)加入至產(chǎn)物中以收集沉淀物，從而得到接枝率約為20mol。/o的水溶性硅接枝葡聚糖'HNMR(300.40MHz,D20):S=<formula>formulaseeoriginaldocumentpage38</formula>5.31(br，-O-C/Z-O),5.23(br，畫O-CZf-O),5.15-5.08(br，2H)，4.0-3.10(br)1.15(br，2H),0.67(br，2H)。反應式IVHOi'0.廣o。、\0',i0戶~/"'OHOH>，0:廠o、，o00羧甲基葡聚糖(CMD)0(MeO)3Si7加、、0—-0、o飛HNto,3Si■、(Ho)3sr硅接枝羧甲基葡聚糖(CMD)(接輕率5-50mol%)實施例V:硅接枝肝素的合成根據(jù)反應式V制備水溶性硅接枝肝素。將0.6g(lmmo1的"C02H)的肝素(鈉鹽，MW12kDa,Cellsus公司)與0.18g(lmmol)的3-氨基丙基三曱氧基曱硅烷(Sigma-Aldrich化學公司)溶于20mL蒸餾水中。將1.9g(10mmol)的l-乙基-3-(3-二曱基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，Sigma-Aldrich化學公司)加至上述混合物中，并在攪拌下于4。C反應12hr。反應完成后，將過量的丙酮(100mL)加入至產(chǎn)物中以除去沉淀物，從而得到接枝率約為28mol。/。的水溶性硅接枝肝素薩R(300.40MHz，D20):5=5.4-5,2(br,-O-CZf-O)，4.20-4.05(br),4.0-2.95(br)，1.20-1,10(br,2H)，0.65(br，2H).反應式V<formula>formulaseeoriginaldocumentpage40</formula>實施例VI:熱交聯(lián)(TCL)-SPION的制備將FeCl3.6H20(0.5g,1.85mmol)與FeCl2-4H20(0.184g，0.925mmol)溶于通過N2鼓泡20min脫氣的脫氧蒸餾水中(30mL)。將7.5mL的NH4OH(28%于水中)在N2氣氛下加至上述溶液，同時劇烈攪拌30min。此時，混合物的pH從大約2.3變化至10.5以上，且顏色變?yōu)樯詈谏?，表明氧化鐵顆粒的形成。為了除去溶液中殘留的鹽，使用稀土磁體對此溶液施加外磁場(M^)。幾分鐘之內(nèi)，所有的黑色顆粒向磁體的方向下沉，并棄去所得上清液。將蒸餾水(30mL)加入至黑色沉淀物中，然后輕輕攪拌混合物以使顆粒再分散。通過施加Mw接著除去上清液洗滌顆粒3次。棄去上清液后，加入30mL蒸餾水中的250mg的水溶性硅接枝聚合物(例如，水解形式的聚TMSMA-r-PEGMA-r-NSA、硅接枝殼聚糖和珪接枝葡聚糖)，攪拌此混合物lhr。經(jīng)過除去剩余的聚合物的幾個洗滌步驟后，使用VCX-500超聲處理器(Sonics&Materials公司，Newtown,CT)于200W下在30mL蒸餾水中超聲該溶液30min。然后，再次施加A^,過夜以使凝聚的顆粒沉淀。大部分顆粒殘留于上清液中，而小部分沉淀下來。小心收集上清液，然后在80。C加熱2hr以獲得在顆粒表面上纏繞的聚合物鏈之間的交耳笑。所得的熱交聯(lián)聚合物包覆的SPION(TCL-SPION)在6,000rpm(3，580g)下離心10min,接著在10,000rpm(9,950g)下離心10min以進一步除去很小的凝聚物。所得TCL-SPION在4。C保存直至實驗中使用。本發(fā)明的TCL-SPION由圖1示意性地表示。包覆于超順磁氧化鐵核上的聚合物殼通過羥基曱硅烷基熱交聯(lián)的以形成更緊密且更耐久的聚合物殼。同時，使用聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)的水解形式(通式l)時，得到了作為最終產(chǎn)品的羧基TCL-SPION。本發(fā)明的熱交聯(lián)羧基TCL-SPION由圖2示意性地表示。使用FT-IR光鐠(SPECTRUM2000，PERKINELMER)以確定羧基TCL-SPION中聚合物的存在。羧基TCL-SPION的飽和》茲化(My)值通過QuantumDesign的磁性測量系統(tǒng)在300K測量。施加的磁場從10,000Oe至-10，000Oe變化。使用TGA2050熱重分析儀(TA儀)進行熱重分析(TGA)。樣品的溫度以10。C/min的速度逐步從40。C升高至600。C。羧基TCL-SPION的功能化可改為氨基。氨基TCL-SPION如下制備將2,2'-亞乙二氧基雙乙胺(2,2，-(ethylenedioxy)bis-(ethylamine))(98%;Sigma-Aldrich化學公司，0.2mL，1M)與l-乙基-3-(3-二曱基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(lmL，lOOmM,Sigma-Aldrich化學公司)相繼加入至lmL的羧基TCL-SPION(24mgSPION/mL)并劇烈渦旋。2.5hr后，使用100-kDa分子量截留透析膜(SpectrumLaboratories公司，RanchoDominguez,CA)將溶液逆著蒸餾7K透析2天以合成胺改性的TCL-SPION(氨基TCL-SPION)。通過使用ELS8000型電泳光散射儀測量羧基與氨基TCL-SPION之間的界面動電勢變化來確定氨基TCL-SPION的合成。所得氨基TCL-SPION在4。C保存直至使用。實施例VII:Cy5.5共輒TCL-SPION的制備將溶于40(VL二甲亞砜中的Cy5.5單NHS酯(2mg,AmershamBiosciences,法國)緩慢加入至lmL的氨基TCL-SPION(14mgSPION/mL),并在劇烈攪拌下黑暗中在冰上反應。所用的Cy5.5單NHS酯由通式2表示。'S03K4hr后，未反應的游離Cy5.5通過凝膠過濾在交聯(lián)葡聚糖凝膠G-50(Sigma-Aldrich化學公司)上除去。所得Cy5.5TCL-SPION在黑暗中于4。C下保存直至使用。通過使用RF-5301PC分光熒光計(Shimadzu，京都，日本)測量焚光強度以確定每克SPION共軛Cy5.5的量的定量^通過SHIMADZU的RF-5301PC分光熒光計，在1.0cm光程長度的比色皿(Hellma石英玻璃比色皿，10x2mm)中測量Cy5.5共軛TCL-SPION溶液的熒光強度。激發(fā)與發(fā)射狹縫設置為3nm，從685-740nm積分熒光強度(、x=675nm)的總面積。通過Cy5.5/D.W.標準校準圖，將強度轉(zhuǎn)化為fig(nmol)Cy5.5每毫克TCL-SPION。實施例VIII:細胞培養(yǎng)與制備在濕潤的培養(yǎng)箱中、95。/。空氣/5。/。C02氣氛下、于37。C在含有添加了10%(V/V)熱滅活胎牛血清(GIBCO)、100IU/mL的青霉素(GIBCO)及100IU/mL的鏈霉素的DME培養(yǎng)基(Dulbecco，sModifiedEagle'sMedium)(GIBCO,GrandIsland,NY))的皮氏培養(yǎng)皿(Petridish)(Nunc，Naperville,IL)中，以單層培養(yǎng)Lewis月申癌(LLC)細胞(AmericanTypeCultureCollection,馬納薩斯，維吉尼亞州)。對于實驗，機械分離LLC細胞并調(diào)整至通過血球計計數(shù)確定的所需活細胞的濃度。實施例IX:體內(nèi)MR與光學成像對于所有的動物，MR和/或光學成像在注射TCL-SPION或Cy5.5TCL-SPION之前和之后選定的時間點進行。通過吸入1:202/N2中1.5%的異氟烷而使小鼠麻醉。TCL-SPION經(jīng)由尾部靜脈而靜脈注入。采用1.5-TMR掃描儀(GESignaExciteTwin-speed;GEHealthCare，密爾沃基，威斯康星州)及使用動物線圏(animalcoil)(4.3-cm圓極式體積線圏(QuadratureVolumeCoil);NovaMedicalSystem,維明頓，特拉華州，美國)進行MR成像。對于小鼠的成像，在如下條件下進行T2-加權快速自旋回波重復時間/回波時間，4200/102ms;翻轉(zhuǎn)角，90。；回波鏈長度，10;一見野，5cm;切面厚度，2mm;相交間隙(intersectiongap),0.2mm;矩陣，256x160。MR成像的定量分析由一個放射學工作者進行。信號強度(SI)在與肺瘤中心內(nèi)相似位置的限定的所關心區(qū)(ROI)測量。此外，在腫瘤附近的背部肌肉中測量ROI的SI。各ROI的大小是腫瘤最大直徑的三分之二。通過使用注射TCL-SPION之前(SI前)和注射3.5h之后(SI后)的SI測量、根據(jù)下式計算相對信號增強相對信號增強(％)=100><[1-(肺瘤中SI后/肌肉中SI后)/(腫瘤中SI前/肌肉中SI前)]，其中，SI前前增強掃描(對照)上的損傷信號強度(lesionsignalintensity)及SI后3.5hr后增強掃描上的損傷信號強度。使用IVIS100型成像系統(tǒng)(XenogenCorp.,阿拉米達，加利福尼亞州)進行光學成像。在注射Cy5.5TCL-SPION后0hr、lhr45min及3hr30min時得到光學影像。釆用Is曝光時間并通過Cy5.5過濾通道獲得光學影像。實施例X:測量使用磁性測量系統(tǒng)(QuantumDesign,圣迭戈，加利福尼亞州)在300K測量TCL-SPION的飽和磁化(M)值。施加的磁場從10,000至-IO，OOOOe變動。emu/g形式的飽和磁化強度通過源于熱重分析(TGA)的磁鐵礦的wt。/。標準化以獲得emu/g鐵。為了確認在羧基TCL-SPION上的纏繞聚合物鏈之間的交聯(lián)，使用MultiLab2000(VG，東格林斯特德，英國)，以非單色MgKaX-射線輻射源(300瓦)、65。的入射角及0。的發(fā)射入射角進行X-射線光電子分光光譜法(XPS)。使用20eV的分析儀通能(analyzerpassenergy)使能夠進行更高分辨率(窄的)的掃描。使用ELS8000電泳光散射儀(OtsukaElectronicsKorea,首爾，南韓)測量羧基、氨基和Cy5.5TCL-SPION的流體力學粒度及界面動電勢。使用在200kV運行的TECNAIF20電子顯孩史鏡(PhilipsElectronicInstrumentsCorp.，Mahwah，新澤西州)通過透射電子顯微鏡(TEM)研究羧基與氨基TCL-SPION的大小和分散性。對于TEM樣品制備，稀釋羧基與氨基TCL-SPION并沉積于碳涂覆的銅網(wǎng)上，并風干。結果與討論為了確定我們的策略，即，為包覆信號產(chǎn)生芯而熱交聯(lián)的水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物殼的利用，對MR成像和/或光學成像提供優(yōu)異的造影劑是否是有前途的，我們采用許多羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物合成了多種TCL-SPION。為了將官能團引入到TCL-SPION的表面上，我們設計了聚(TMSMA-r-PEGMA)32。由于PEG具有抗生物污著性所以是必需的，并需要硅烷部分以交聯(lián)包覆TCL-SPION的聚合物33。因此，我們只是在自由基聚合期間通過加入相應的單體，將額外的官能團，具有N-羥基琥珀酰亞胺的活化型羧酸加入至聚(TMSMA-r-PEGMA)中。！HNMR顯示，所得無規(guī)共聚物，聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS),包含與聚合前的初始進料比(1:1:0.86)相似摩爾比的PEG、-Si(OCH3)3及NHS活化的羧酸(1:0.85:0.71)。我們選擇NHS活化型丙烯酸作為單體是因為當使用未保護的丙烯酸時，制得聚合凝膠而不是所需的共聚物，其原因可能是在高溫下自由基聚合期間部分水解的硅烷基團之間酸(COOH)介導的交聯(lián)36。聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)在使用之前于水中水解為如上合成的磁鐵礦(Fe304)納米顆粒的包覆材料。水解過程期間，三曱氧基硅烷與NHS酯自發(fā)分別轉(zhuǎn)化為三羥基硅烷與羧酸。制備出合成的聚合物包覆的SPION，其包括(i)產(chǎn)生磁鐵礦核(Fe304)，(ii)聚合物包覆，及(iii)純化15。將聚合物包覆的SPION于水中分散然后在80。C加熱2hr以交聯(lián)聚合物包覆層，得到具有作為表面官能團的具有羧基的TCL-SPION。該羧基TCL-SPION的制備比CLIO的制備簡單且容易進行。然后我們對羧基TCL-SPION定性，包括對粒度、表面電荷及磁化強度的分析。動態(tài)光散射(DLS)測量顯示出羧基TCL-SPION具有平均粒度為25.6士2.7nm的相對窄的粒度分布(圖3),其類似于或小于常規(guī)葡聚糖包覆型SPION，如CLIO"'"和單晶氧化鐵納米顆粒(MION)6，37。因為DLS提供整個顆粒群，包括聚合物包覆層和磁鐵礦核的流體動力學粒度的信息，所以我們通過TEM只檢測氧化鐵核的尺寸。如圖2所示，磁鐵礦核在約3至10nm的范圍內(nèi)，表明用小于10nm厚的聚合物層包覆TCL-SPION。凍干的羧基TCL-SPION的FT-IR光譜證明了納米顆粒中聚合物的存在，水解的聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)的特征峰在1720、1105和627cm"附近，分別與C=0、C畫O和Si-0的伸縮帶對應(圖4)。TGA進一步顯示了聚合物占羧基TCL-SPION的約19%(w/wX圖5)。這些結果合起來證明包覆于SPION上的聚合物的存在。當磁矩作為在300K施加場的函數(shù)測量時，羧基TCL-SPION表現(xiàn)出具有77.5emu/gFe的高My的超順磁行為(圖6)。值得注意的是，在本研究中的TCL-SPION的MH直比具有約30-50emu/gFe的其它聚合物包覆的SPION大得多16。人們期望，水解的聚(TMSMA-r-PEGMA-r-NAS)中的-Si(OH)3基團會在加熱時交聯(lián)，以產(chǎn)生有利于其體內(nèi)使用的高穩(wěn)定性的聚合物包覆層。為了確定交聯(lián)反應是否發(fā)生，我們在80。C熱處理之前和之后2hr通過XPS分析了聚合物包覆的納米顆粒的表面。在熱處理之前聚合物包覆的SPION的高分辨率Si(2p)XPS在97.88、99.36、100.75和102.13eV處顯示出4個不同類型的Si(2p)峰C圖3)，其分別與Si金屬(29.00/0)、Si(0)(17.8%)、Si-OH(35.3。/。)和Si-O畫0(17.9%)相對應。加熱后，對應于Si-OH的峰從35.3%明顯降低至28.9%，并且Si-O-Si鍵的新峰特性曲線(12.5%)出現(xiàn)在101.46eV,證實Si-OH基團之間的交聯(lián)(表1)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>因為羧基TCL-SPION在其表面具有羧酸基團，因此可引入額外的功能，例如用于光學成像的近紅外染料及用于定向的癌癥特異性配體35。我們制備了與近紅外染料Cy5.5共軛的TCL-SPION以研究此納米顆粒系統(tǒng)作為體內(nèi)癌癥的雙重(MR/光學)成像探測器的可行性35d，35g。雖然一些報導描述了體外采用多功能納米顆粒對于癌癥的基于MR/光學雙重成像35a'35e，但據(jù)我們了解，只有幾個釆用這種納米顆粒的體內(nèi)癌癥雙重成像被報導35g。圖8描述了制備Cy5.5共軛的TCL-SPION的合成方案。在第一步中，羧基TCL-SPION在水溶液中與親水性二胺試劑反應后轉(zhuǎn)化為氨基TCL-SPION。然后，將NHS酯活化的Cy5.5與該氨基TCL-SPION反應得到共價的Cy5.5共軛的TCL-SPION。我們在各步驟測量納米顆粒的粒度和界面動電勢(表2)。胺修飾后，如預期的，大小只有輕微的變化(25.6±2.7對32.6±3.7nm)，但界面動電勢卻有從-30至-lmV的顯著的升高，表明帶負電荷的羧酸表面轉(zhuǎn)化為帶正電荷的胺修飾的表面。然而，由于帶極負電荷的染料附著到顆粒表面上，Cy5.5修飾導致界面動電勢的降低。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table>對每毫克TCL-SPION的染料分子數(shù)的測量顯示出約0.02375昭(0.021nmo1)的Cy5.5染料與每毫克的TCL-SPION共輒(圖9)。另一方面，羧基和氨基TCL-SPION都在水中分散的很好且在周圍條件下穩(wěn)定最長至一個月而沒有任何聚集的跡象(圖10)。這種高穩(wěn)定性可歸因于SPION上的堅固的、交聯(lián)聚合物包覆層的存在。下一步，采用包括Cy5.5共軛的TCL-SPION、硅接枝殼聚糖包覆的TCL-SPION以及硅接技羧甲基葡聚糖包覆的TCL-SPION的本發(fā)明的TCL-SPION，我們進行了體內(nèi)癌癥成像。TCL-SPION的交聯(lián)聚合物包覆層提供生理介質(zhì)中的高穩(wěn)定性，也提供了對被在網(wǎng)狀內(nèi)皮組織(如巨噬細胞)中的細胞吸收的抗性。我們期望，由于肝瘤周圍漏的脈管系統(tǒng)造成的增強的滲透性和保留效果，在系統(tǒng)循環(huán)中TCL-SPION將在肺瘤處聚集38。通過將LLC細胞皮下注射到其左上大腿之上的脅腹處以制備有腫瘤的小鼠。有腫瘤小鼠的MR和光學熒光影像是在靜脈注射磷酸鹽緩沖鹽水中的Cy5.5TCL-SPION(14.7mgFe/kg)、硅接枝殼聚糖包4隻的TCL-SPION(lOmgFe/kg)或硅接技羧曱基葡聚糖包覆的TCL-SPION(lOmgFe/kg)之前和之后選定的時間點以連續(xù)的方式進行。在注射TCL-SPION之前，在T2-加權MR影像中(在圖11A、板a、圖11B、板a和圖11C、板a中的箭頭和虛線圈)，腫瘤顯示為高度增強區(qū)域。計算T2-加權影像中ROI的相對信號強度。在注射Cy5.5TCL-SPION后3.5hr時，在T2-加權影像中的腫瘤區(qū)域出現(xiàn)顯著的變黑。與注射前相比較，信號平均降低68%,表明在腫瘤內(nèi)SPION的大量聚集。此信號的降低足夠使放射學工作者很有把握的檢測出腫瘤。此外，在注射硅接枝殼聚糖包覆的TCL-SPION后lhr時，在T2-加權MR影像(圖11B)中的腫瘤區(qū)域出現(xiàn)顯著的變黑。與注射前相比較，信號平均降低20%，表明即使在相當短的時間內(nèi)SPION在腫瘤內(nèi)的大量聚集。在注射硅接枝羧曱基葡聚糖包覆的TCL-SPION后lhr時，在T2-加權MR影像(圖11C)中的肺瘤區(qū)域出現(xiàn)顯著的變黑。與注射前相比較，信號平均降低28%，表明即使在相當短的時間內(nèi)SPION在腫瘤內(nèi)的大量聚集。在近似時間點上我們也得到了同一只小鼠的體內(nèi)熒光影像。注射后3.5hr時，偽彩色調(diào)整的(pseudocolor-adjusted)光學影像僅在腫瘤區(qū)域(圖11、板b中的箭頭)表現(xiàn)出相對強的熒光信號。事實上，Cy5.5TCL-SPION在腫瘤區(qū)域的聚集即使在注射后lhr時(數(shù)據(jù)未顯示)也是可檢測到的，表明TCL-SPION在肺瘤中的快速聚集。這個發(fā)現(xiàn)與MR成像結果很一致。這可能是首次成功采用SPION系統(tǒng)用于癌癥的體內(nèi)MR/光學雙重成像。此外，成像在沒有向納米顆粒表面附著特異性定向配體的情況下進行。因為體內(nèi)熒光影像的信號強度取決于光的穿透，位置深的組織或器官可能不容易通過熒光法看到39。因此，我們在MR/光學成像之后從同一只小鼠獲得了幾個主要器官，并且收集離體熒光影像以證實TCL-SPION在腫瘤中的聚集(圖12)。與整只小鼠的雙重成像一致，在腫瘤中觀察到了最高熒光強度。雖然在心臟和脾臟中沒有檢測到熒光，但在腎臟、肝臟和肺中觀察到一些焚光。因為靜脈注射的納米顆粒首先進入心臟，隨后是肺、肝臟，然后是其它組織，所以我們懷疑一些聚集的納米顆粒被肺和肝臟過濾，導致熒光信號的聚集。盡管這個稍微不利的生物分配，在腫瘤和其它器官之間的相對聚集的明顯差異也有力的表明這些納米顆粒將可用于體內(nèi)癌癥的雙重成像。總之，我們制備了一種新的包含官能團的TCL-SPION并說明了其可能用作體內(nèi)癌癥雙重(MR/光學)成像探測器。雖然Cy5.5共軛的TCL-SPION在其表面不具有任何定向配體，但當由MR或光學熒光成像分析時，其能夠有效檢測體內(nèi)腫瘤。由于提高的滲透性及保留效果，可獲得被動的腫瘤定向，可能的原因是抗生物污著性及TCL-SPION上穩(wěn)定的聚合物包覆層。因為各種功能分子，例如定向配體和藥物，可附著到TCL-SPION上，我們計劃開發(fā)癌癥成像及治療的多功能納米顆粒作為本研究的延伸。已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應理解落入本發(fā)明的精神實質(zhì)之內(nèi)的其變體和修飾對于本領域技術人員可以變得明顯，并且，本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米顆粒包含(a)信號產(chǎn)生芯；及(b)包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼，其中，該聚合物殼包含水溶性羥基甲硅烷基或烷氧基甲硅烷基功能化的聚合物，并且該聚合物殼通過該聚合物的羥基甲硅烷基或烷氧基甲硅烷基進行熱交聯(lián)。2、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述信號產(chǎn)生芯是順磁、超順磁、質(zhì)子密度或X-射線活性信號產(chǎn)生芯。3、如權利要求2所述的造影劑，其中，所述信號產(chǎn)生芯是包含氧化鐵的超順磁信號產(chǎn)生芯。4、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述水溶性聚合物包含作為主要骨架的合成聚合物。5、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述水溶性聚合物包含作為主要骨架的天然聚合物。6、如權利要求4所述的造影劑，其中，所述作為主要骨架的合成聚合物選自由聚丙烯酸及其衍生物、聚曱基丙烯酸及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、聚異氰酸酯及其衍生物、聚苯乙烯及其衍生物、聚乙烯亞胺及其衍生物、聚硅氧烷及其衍生物、聚谷氨酸及其衍生物、聚天冬氨酸及其衍生物、聚賴氨酸及其衍生物、聚精氨酸及其衍生物、聚丙二醇、聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物及聚環(huán)氧乙烷及其衍生物組成的組。7、如權利要求6所述的造影劑，其中，所述作為主要骨架的合成聚合物是聚丙烯酸或聚曱基丙烯酸。8、如權利要求5所述的造影劑，其中，所述作為主要骨架的天然聚合物選自由殼聚糖及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、纖維素及其衍生物、肝素及其衍生物、透明質(zhì)酸及其衍生物及藻酸鹽及其衍生物組成的組。9、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述水溶性聚合物用聚乙二醇進一步功能化。10、如權利要求3所述的造影劑，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有5-50%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。11、如權利要求IO所述的造影劑，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。12、如權利要求IO所述的造影劑，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式、10-40%的Si-OH形式及0-5%的Si-O-C形式的相對^^原子組成。13、如權利要求12所述的造影劑，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中,具有10隱20%的Si-O隱Si形式、18隱34%的Si-OH形式及0%的Si-O-C形式的相對硅原子組成。14、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述聚合物殼進一步包含抗體、肽、核酸或染料。15、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物由如下通式I表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(i)其中，Ri、112和R3獨立地表示H或d-C5的烷基；R4表示H或C1-C5的烷基；R5表示H、C1-Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基甲硅烷基烷基、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；PEG表示聚乙二醇；m、1和n獨立地表示1-1,000的整數(shù)；及p表示1-10的整數(shù)。16、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式II表示的作為主要骨架的聚天冬氨酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(ii)其中，R4表示H或C廣Cs的烷基；R2和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、輕基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。17、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式III表示的作為主要骨架的殼聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(III)其中，R,表示H或d-C5的烷基；A和B獨立地表示H或-C(0)-Y-R2;A和B中的至少之一是H;R2表示H、C廣C5的烷基或雜烷基、烷氧基甲硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染津+;X和Y獨立地表示氧或氮原子；及p表示l-10的整數(shù)。18、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式IV表示的作為主要骨架的羧曱基葡聚糖5其中，R,表示H或d-Cs的烷基；R2和R3獨立地表示H、C,-Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。19、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式V表示的作為主要骨架的肝素<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(V)其中，R4表示H或C廣Cs的烷基；R2和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基甲硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>20、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述納米顆粒具有5至lOOnm范圍的直徑。21、如權利要求1所述的造影劑，其中，所述納米顆粒具有10-200emu/gFe范圍的飽和磁化(M力值。22、一種制備包含多個納米顆粒的造影劑的方法，其包括以下步驟(a)通過采用Fe"和Fe"的鹽形成包含氧化鐵的超順磁信號產(chǎn)生芯；(b)通過向信號產(chǎn)生芯添加水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物并攪拌，而在信號產(chǎn)生芯上形成水溶性聚合物殼；及(c)加熱步驟(b)的產(chǎn)物以使包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼熱交聯(lián)，由此制得包含多個納米顆粒的造影劑。23、如權利要求22所述的方法，其中，所述水溶性聚合物包含聚乙二醇或用聚乙二醇進一步功能化。24、如權利要求22所述的方法，其中，所述信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的SH愛中，具有5-50%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。25、如權利要求24所述的方法，其中，所述信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。26、如權利要求25所述的方法，其中，所述信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式、10-40%的Si-OH形式及0-5。/。的Si-O-C形式的相對硅原子組成。27、如權利要求26所述的方法，其中，所述信號產(chǎn)生芯上的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-20%的Si-O-Si形式、18-34%的Si-OH形式及0%的Si-O-C形式的相對硅原子組成。28、如權利要求22所述的方法，其中，所述聚合物殼進一步包含抗體、肽、核酸或染料。29、如權利要求22所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物由如下通式I表示其中，R,、R2和R3獨立地表示H或d-Cs的烷基；R4表示H或C,-C5的烷基；Rs表示H、C,-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、輕基曱硅烷基烷基、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；PEG表示聚乙二醇；m、l和n獨立地表示1-1,000的整數(shù)；及p表示l-10的整數(shù)。30、如權利要求22所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式II表示的作為主要骨架的聚天冬氨酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(II)其中，R4表示H或C廣C5的烷基；112和R3獨立地表示H、C廣Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整凌t。31、如權利要求22所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式III表示的作為主要骨架的殼聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，表示H或CrC5的烷基；A和B獨立地表示H或-C(0)-Y-R2;A和B中的至少之一是H;112表示H、C廣C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X和Y獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整lt。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>32、如權利要求22所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式IV表示的作為主要骨架的羧曱基葡聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(IV)其中，R^表示H或CrCs的烷基；112和R3獨立地表示H、C,-C5的烷基或雜烷基、烷氧基甲硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。33、如權利要求22所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式V表示的作為主要骨架的肝素<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>—(v)其中，R4表示H或d-C5的烷基；112和R3獨立地表示H、d-Cg的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、鞋基曱硅烷基烷基、聚乙二'①頁醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。34、一種提供病人體內(nèi)部位影像的方法，其包括以下步驟(a)給予病人診斷有效量的造影劑；其中，該造影劑包含多個納米顆粒，其中各納米顆粒包含(i)包含氧化鐵的信號產(chǎn)生芯；及(ii)包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼，其中，該聚合物殼包含水溶性羥基曱硅烷基或烷氧基曱硅烷基功能化的聚合物，并且該聚合物殼通過該聚合物的羥基曱硅烷基或烷氧基甲硅烷基進行熱交聯(lián)；及(b)采用磁共振成像掃描病人以獲得所述部位的可視影像。35、如權利要求34所述的方法，其中，所述水溶性聚合物用聚乙二醇進一步功能化。36、如權利要求34所述的方法，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有5-50%的Si-O-Si形式的相對珪原子組成。37、如權利要求36所述的方法，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅氷溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式的相對硅原子組成。38、如權利要求37所述的方法，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-30%的Si-O-Si形式、10-40%的Si-OH形式及0-5%的Si-O-C形式的相對硅原子組成。39、如權利要求38所述的方法，其中，所述在信號產(chǎn)生芯上由含硅水溶性聚合物形成的熱交聯(lián)聚合物殼在該聚合物殼中所有類型的Si鍵中，具有10-20%的Si-O-Si形式、18-34%的Si-OH形式及0。/。的Si-O-C形式的相對硅原子組成。40、如權利要求34所述的方法，其中，所述聚合物殼進一步包含抗體、肽、核酸或染料。41、如權利要求34所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物由如下通式I表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中，R,、112和113獨立地表示H或C廣Cs的烷基；R4表示H或C廣C5的烷基；Rs表示H、C,-Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、鞋基曱硅烷基烷基、由碳原子及l(fā)-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；PEG表示聚乙二醇；m、l和n獨立地表示1-1,000的整數(shù)；及p表示l-10的整數(shù)。42、如權利要求34所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式II表示的作為主要骨架的聚天冬氨酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，&表示H或d-C5的烷基；R2和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。43、如權利要求34所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式III表示的作為主要骨架的殼聚糖<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，R,表示H或CrC5的烷基；A和B獨立地表示H或-C(0)-Y-R2;A和B中的至少之一是H;112表示H、C廣Cs的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、由碳原子及1-3個雜原子組成的5-7元單環(huán)雜環(huán)、抗體、肽、核酸或染料；X和Y獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整凄t。44、如權利要求34所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式IV表示的作為主要骨架的羧曱基葡聚糖其中，R,表示H或d-Cs的烷基；R2和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。45、如權利要求34所述的方法，其中，所述熱交聯(lián)之前的水溶性聚合物包含由如下通式V表示的作為主要骨架的肝素<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中，Ri表示H或C廣C5的烷基；112和R3獨立地表示H、d-C5的烷基或雜烷基、烷氧基曱硅烷基烷基、羥基曱硅烷基烷基、聚乙二<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>醇、抗體、肽、核酸或染料；X、Y和Z獨立地表示氧或氮原子；及p表示1-10的整數(shù)。46、如權利要求34所述的方法，其中，所述納米顆粒具有5至100nm范圍的直徑。47、如權利要求34所述的方法，其中，所述納米顆粒具有10-200emu/gFe范圍的々包和》茲化(M力值。全文摘要本發(fā)明涉及一種包含多個納米顆粒的造影劑，其中，各納米顆粒包含(a)信號產(chǎn)生芯；及(b)包覆于信號產(chǎn)生芯上的聚合物殼，其中，該聚合物殼包含水溶性羥基甲硅烷基或烷氧基甲硅烷基功能化的聚合物，并且該聚合物殼通過該聚合物的羥基甲硅烷基或烷氧基甲硅烷基進行熱交聯(lián)。文檔編號A61K49/06GK101357232SQ20071016517公開日2009年2月4日申請日期2007年11月5日優(yōu)先權日2007年8月3日發(fā)明者全相镕,樸相真,李蕙林,柳美京,鄭容延,金載一申請人:安奈根株式會社