專利名稱：用于x射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)的納米顆粒成像劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)的成像劑，并且
更特別是涉及納米顆粒成像劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
盡管有與靜脈內(nèi)注射碘相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素和副作用，碘化苯甲酸衍生
物還是繼續(xù)用作標(biāo)準(zhǔn)X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)(CT)的成像劑。另外， 這樣的標(biāo)準(zhǔn)CT成像劑通常是低分子量的，并且已知可將它們迅速地從 人體中清除，使得難于將這些成像劑耙向疾病部位(Shi-Bao Yu and Alan D. Watson, Chem. Rev. 1999, 99, 2353-2377 )。
該文獻(xiàn)描述了包含用于CT成像的釓(Gd)或碘(I)的實(shí)驗(yàn)納米顆粒系 統(tǒng)。然而，在這樣的系統(tǒng)中，只有比較少量的重原子可被傳送到革巴組織 /其附近。該方法包括脂質(zhì)體方法，其中碘化分子被包裹在脂質(zhì)體中 (Leike等人，Invest. Radiol. 2001, 36(6), 303-308),以及樹狀方法，其 中碘原子被軛合到G-4 Starburst 聚酰胺基-酰胺(PAMAM)樹枝狀聚合 物(Yorda麗等人，Nano Letters 2002, 2(6), 595-599 )。兩種方法都至多 傳送幾百個(gè)重金屬(即釓)原子。
用來(lái)傳送很多重金屬原子的努力包括采用釓重金屬的納米顆粒，參 見PCT國(guó)際/>布號(hào)WO03/075961 A2和WO 2005/051435 A2。雖然元素 (零價(jià)的)金屬物質(zhì)的納米顆粒具有最高的密度(重金屬原子序數(shù)/體 積)，4旦是它們因以下問題而受損例如穩(wěn)i"建合成(robust synthesis ) 和由于氧化而致的不穩(wěn)定性。惰性金屬例如金的納米顆粒(例如 WO03/075961 A2中所述)可克服這些問題，但不是非常成本有效的。
WO 07/055995 A2 ( Bomtatebus等人)描述了 一種芯/殼納米顆粒， 其中納米顆粒芯和納米顆粒殼中的至少 一種包括活性造影劑材料。
由于上述原因，繼續(xù)需要一種用于CT的新成像劑，特別是其達(dá)到 如此程度的成像劑，該成像劑可在以下 一個(gè)或多個(gè)方面提供改進(jìn)的性能 和好處穩(wěn)健合成、成本降低、圖像對(duì)比度增強(qiáng)、血液半衰期增大、毒 性減小、輻射劑量減少和靶向能力。發(fā)明概述
本發(fā)明 一般地指向芯/殼納米顆粒，其中該芯/殼納米顆粒包括納米 顆粒芯和被布置在納米顆粒芯周圍的納米殼，以使在聚集體中，它們形 成一種芯/殼納米顆粒，該納米顆粒對(duì)于在X射線成像，特別是在計(jì)算 機(jī)層析(CT)成像中用作成像劑是可操作的。
本發(fā)明指向 一種含有活性納米顆粒芯的成像劑，該活性納米顆粒芯
包括處于非零價(jià)狀態(tài)的鉭(Ta)和鈍化納米殼，該納米殼被布置在納米顆 粒芯周圍以使在聚集體中，它們形成一種芯/殼納米顆粒，該納米顆粒對(duì) 于在CT成像中用作成像劑是可操作的。
在某些實(shí)施方式中，X射線/計(jì)算機(jī)層析(CT)成像成像溶液包括根據(jù) 在此所述任何實(shí)施方式的成像劑的系綜，其中該系綜的平均直徑不大于 約10nm,優(yōu)選不大于約3nm。
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明指向制備任何上述成像劑的方法。在某 些或其它實(shí)施方式中，本發(fā)明指向在CT中使用該成像劑的方法。
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明指向一種制備X射線/計(jì)算機(jī)層析成像 劑的方法，該方法包括以下步驟提供含有鉭的第一前體材料；由第一 前體材料形成活性芯，該芯包括處于非零價(jià)狀態(tài)的鉭；提供第二前體材 料；以及由第二前體材料形成鈍化殼，其中該鈍化殼被布置在芯周圍， 以使該芯和殼形成芯/殼納米顆粒。
本發(fā)明采用一種納米顆粒方法來(lái)傳送相對(duì)大量的分子形式的高密 度、高衰竭鉭原子以改進(jìn)CT對(duì)比度的增強(qiáng)。在某些實(shí)施方式中，本發(fā) 明提供通過(guò)CT成像劑靶向特定疾病部位的方法。在某些實(shí)施方式中， 本發(fā)明提供巨噬細(xì)胞對(duì)CT成像劑的攝取。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明 為CT成像劑提供了延長(zhǎng)的血液半衰期。
以上已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概要描述了本發(fā)明特征以便更好地理解接下 來(lái)的本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文中^^描述，其 形成了本發(fā)明權(quán)利要求的主題。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合附圖論及以下說(shuō)明，其
中

圖1 一般地描繪了芯/殼納米顆粒的橫截面圖以舉例說(shuō)明各組分之
間的關(guān)系；
圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的包含活性芯和鈍化殼的芯/殼納米顆粒的 橫截面圖3以流程圖形式舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，使用芯 /殼納米顆粒作為成像劑用于計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)的方法；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的包括氧化鉭芯和聚乙二醇 (PEG)聚合物殼的活性芯/鈍化殼納米顆粒的系綜的直徑分布圖5是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的具有氧化鉭和PEG聚合物殼的 活性芯/鈍化殼納米顆粒的TEM圖像；
圖6是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的包括氧化鉭芯和檸檬酸配體殼的 活性芯/鈍化殼納米顆粒的系綜的直徑分布圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的包括氧化鉭芯和檸檬酸配體殼 的活性芯/鈍化殼納米顆粒的TEM圖像；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于具有氧化鉭芯和PEG聚合 物殼的活性芯/鈍化殼納米顆粒和對(duì)于具有氧化鉭芯和檸檬酸配體殼的 活性芯/鈍化殼納米顆粒的活細(xì)胞百分率對(duì)鉭的摩爾量的關(guān)系圖9是在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的用來(lái)探測(cè)溶液中C3a的C3a 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于具有氧化鉭芯和以下每 一種殼(葡萄糖殼、EDTA殼和PEG殼)的活性芯/#/化殼納米顆粒以 及對(duì)于各種對(duì)照的C3a柱形圖11是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，用具有氧化鉭芯和PEG殼的活 性芯/鈍化殼納米顆粒注射的大鼠的計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)圖像；
圖12是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，用具有氧化鉭芯和PEG殼的活 'l"生芯/鈍化殼納米顆粒注射的大鼠在不同時(shí)間的 一 系列計(jì)算機(jī)斷層照相 術(shù)圖像；
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明
本發(fā)明 一般地涉及芯/殼納米顆粒，其中該芯/殼納米顆粒包括納米 顆粒芯和被布置在納米顆粒芯周圍的納米殼，以使在聚集體中，它們形 成一種芯/殼納米顆粒，該納米顆粒對(duì)于特別是在CT中用作X射線成像劑是可操作的。
一般來(lái)說(shuō)，參照附圖，將會(huì)理解那些舉例說(shuō)明是用于描述本發(fā)明的 特定實(shí)施方式，而不是旨在將本發(fā)明限制于此。
雖然對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這里使用的大部分術(shù)語(yǔ)將是可理解 的，然而仍然提出以下定義來(lái)幫助理解本發(fā)明。但是不言而喻的是，在 沒有明確規(guī)定時(shí)，術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋為采納了本領(lǐng)域技術(shù)人員目前7>認(rèn)的 含義。
"計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)"，簡(jiǎn)稱為"CT",如這里所定義并且也纟皮稱為計(jì) 算機(jī)軸向斷層照相術(shù)或計(jì)算機(jī)輔助的斷層照相術(shù)(CAT)和斷層X射線照 相，是一種使用斷層照相術(shù)的醫(yī)學(xué)成像方法，其中采用數(shù)字加工來(lái)由繞 單一旋轉(zhuǎn)軸獲得的大量系列二維X射線圖像來(lái)產(chǎn)生客體(或主體)內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的三維圖像。雖然在此的討論集中在計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到該討論可一般地應(yīng)用到所有類型的X射線成像。
"成像劑"，如這里所定義并且也被稱為造影劑，是一種這樣的試劑， 其含有能夠使入射的X射線輻射顯著減弱，導(dǎo)致透射通過(guò)所研究體積的 輻射減少的材料。經(jīng)過(guò)CT圖像重建和典型的后處理之后，該增大的X 射線減弱被解釋為是所研究的體積的密度增大，其造成圖像中含有造影 劑的體積相對(duì)于背景組織的對(duì)比度增加。由于在此的討論一般對(duì)于所有 類型的X射線成像都是適用的，所以本發(fā)明的成像劑在此一般被稱為"X 射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑"。該術(shù)語(yǔ)可以與"計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)(CT) 造影劑"互換使用。
關(guān)于芯/殼納米顆粒的芯和殼組分，術(shù)語(yǔ)"活性"和"鈍化，，是指該組分 在CT成像中產(chǎn)生對(duì)比度增強(qiáng)的能力。常規(guī)CT掃描儀采用約IO keV-約140keV的廣譜X射線能量來(lái)進(jìn)行掃描。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到 每單位長(zhǎng)度通過(guò)特定材料的X射線衰減量被表示為線性衰減系數(shù)。典型 的在CT成像中的X-射線能譜下，材料衰竭受控于光電吸收效應(yīng)和康普 頓散射效應(yīng)。此外，眾所周知，線性衰減系數(shù)是入射X射線能量、該材 料的密度(與摩爾濃度有關(guān))和該材料的原子序數(shù)(Z)的函數(shù)。對(duì)于分子 化合物或不同原子的混合物，可計(jì)算出作為構(gòu)成元素的原子序數(shù)的函數(shù) 的'有效原子序數(shù)'Zeff 。已知化學(xué)式的化合物的有效原子序數(shù)可由以下 關(guān)系確定<formula>formula see original document page 9</formula>
其中Zt是單元素的原子序數(shù)，尸是單元素的總數(shù)，而^是單元素相對(duì) 于分子的總分子量的重量分?jǐn)?shù)(與摩爾濃度有關(guān))。對(duì)于CT成像的入 射X-射線能量的最佳選擇是待成像物體尺寸的函數(shù)，并且預(yù)期不偏離標(biāo) 稱值太多。也眾所周知，造影劑材料的線性衰減系數(shù)隨該材料密度線性 變化，即如果該材料的密度增大或如果造影劑材料的摩爾濃度增大，則 線性衰減系數(shù)可能增大。然而，將造影劑材料注射到患者中的實(shí)踐方面 以及相關(guān)毒性作用限制了能夠達(dá)到的摩爾濃度。因此，合理的是將可能 的造影劑材料根據(jù)其有效原子序數(shù)來(lái)分開。根據(jù)對(duì)于采用摩爾濃度約為 50 mM的典型CT能譜的典型材料的CT對(duì)比度增強(qiáng)的模擬，估計(jì)有效 原子序數(shù)大于或等于34的材料將產(chǎn)生約為30洪斯費(fèi)爾德單位(HU)的適 當(dāng)對(duì)比度增強(qiáng)。因此，我們已經(jīng)將可能的CT造影劑材料定義為鈍化的， 其有效原子序數(shù)小于34(即Zeff <34);或活性的，其有效原子序數(shù)大 于或等于34 (即Zeff 2 34)。參見例如醫(yī)學(xué)成像手冊(cè)(Handbook of Medical Imaging)第一巻,第一章,Physics and Psychophysics, Eds. J. Beutel, H丄.Kundel, R丄.Van Metter, SPIE Press, 2000).
在此定義的"納米顆粒"是平均直徑約為1 nm- 500 nm的顆粒，并 且可用于指納米顆粒芯和芯/殼納米顆粒聚集體。該納米顆粒可以是球形 的或不規(guī)則形狀的，特別是在該尺寸范圍的較小的一端，它們是不同于 分子絡(luò)合物的。在此定義的"納米殼，，是芯/殼納米顆粒的殼區(qū)域。該納米 殼以可以與下面的納米顆粒芯的拓樸結(jié)構(gòu) 一 致或不 一 致的方式凈皮布置 在納米顆粒芯周圍。
如上所述，并且參考圖1,在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明指向包括a) 納米顆粒芯101;和(b)納米殼102的成像劑，該納米殼被布置在納米 顆粒芯周圍，以使在聚集體中，它們形成芯/殼納米顆粒100,該納米顆 粒對(duì)于在計(jì)算機(jī)斷析(通常是X射線)成像中用作成像劑是可操作的。 雖然圖1描繪了完美球形的芯/殼納米顆粒的橫截面，但是，該芯/殼納 米顆粒也可以是不^見則形狀的。
在一些實(shí)施方式中，上述成像劑還包括至少一種耙向劑。該耙向劑 可用于使成像劑靶向受治療者身體的特定患病部位。典型地，靶向劑是 抗體(例如IgG)或其它肽，^旦也可以是核酸(例如DNA、 RNA)或其它合適的化學(xué)物質(zhì)。
一般地，靶向劑被連附到納米顆粒芯和被布置在納 米顆粒芯周圍的納米殼中的一個(gè)或兩個(gè)上。典型地，該連附包括4定合， 例如(但不限于)肽鍵、二硫鍵、異硫脲鍵、異脲鍵、磺酰胺鍵、胺鍵、 氨基甲酸酯鍵、脒鍵、氨基磷酸酯鍵、硫醚鍵、芳胺鍵、芳基硫醚鍵、
醚鍵、腙鍵、三氮唑鍵、肟鍵及其組合。參見例如Bioconjugate Techniques 的第二章,G. T. Hermanson, Academic Press, 1996。
在某些實(shí)施方式中，通過(guò)控制芯/殼納米顆粒表面電荷和/或誘導(dǎo)巨 噬細(xì)胞吸收的官能團(tuán)(例如聚乙烯基硫酸鹽)的提供，將上述CT成像 劑優(yōu)化用于巨噬細(xì)胞的吸收。
對(duì)于用作CT成像劑/造影劑的在此所述的芯/殼納米顆粒，納米顆粒 芯的平均直徑典型;也為約1 nm - 100 nm,更典型地為約2 nm - 80 nm, 最典型地為約2 nm - 20 nm。被布置在納米顆粒芯周圍的納米殼的平均 厚度通常為約0.5nm-100nm。因此，該成〗象劑的納米顆粒芯與納米殼 聚集體的平均直徑典型地為約2nm- 500nm,更典型地為約2nm- 100 nm,最典型地為約3 nm-20nm。
應(yīng)當(dāng)明白，可被哺乳動(dòng)物腎(通常是人腎)排泄的納米顆粒芯與納 米殼聚集體是理想的。因此，成像劑的納米顆粒芯與納米殼聚集體的平 均直徑可以是約1 - 20nm,更典型地為約2nm-12nm，最典型地為約 3 nm - 8 nm。
在某些實(shí)施方式中，X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像溶液包括根據(jù)在 此所述任意實(shí)施方式的成像劑的系綜，其中系綜的平均直徑不大于約 10nm,更通常為不大于約7nm,更通常為不大于約6nm ,最通常為不 大于約3 nm。
活'l"生芯/鈍化殼納米顆粒
參考圖2，本發(fā)明指向一種成像劑200,其包括活性納米顆粒芯201 和鈍化納米殼202,該納米殼被布置在納米顆粒芯周圍，以使在聚集體 中它們形成芯/殼納米顆粒200，該納米顆粒對(duì)于在CT成像中用作成像 劑是可操作的。
構(gòu)成上述納米顆粒芯201的材料是受限制的，原因在于它包括用于 CT中對(duì)比度增強(qiáng)的活性材料(Zrff 234),其中該活性材料包括處于非 零價(jià)狀態(tài)的鉭。納米顆粒芯典型地包括以下材料，例如(但不限于)氧 化鉭。通過(guò)舉例而不是限制，對(duì)于丁3205,有效原子序數(shù)Zeff為約69。對(duì)構(gòu)成納米殼202的材料沒有特別的限制，但一般不包括活性CT
造影劑材料(Zeff〈34)并且一般必須是能夠布置在納米顆粒芯周圍的。合
適的這類材料包括(但不限于)配體、低聚物、聚合物、簇狀物、碳水 化合物物種、官能化的硅石及其組合。例如，合適的殼材料包括(但不 限于)聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽、聚 乙烯吡咯烷酮、杼檬酸鹽、蘋果酸鹽、乙醇酸鹽、硅烷及其組合。
根據(jù)某些實(shí)施方式，制造納米殼的材料是水溶性的。二選一地或兩 者結(jié)合，根據(jù)某些實(shí)施方式，制造納米殼的材料是生物相容性的。
優(yōu)選該納米殼包括二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PHS)或2-[甲氧基 (聚亞乙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(PEG硅烷550)。
制造方法
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明指向制造CT應(yīng)用中的任意或全部上述 類型的成像劑的方法。
該方法包括以下步驟(a)提供含有鉭的第一前體材料；(b)由第一 前體材料形成活性芯，該活性芯包括處于非零價(jià)狀態(tài)的鉭；(c)提供第二 前體材料；以及(d)由第二前體材料形成鈍化殼，其中該鈍化殼被布置在 芯周圍以使該芯和殼形成芯/殼納米顆粒。在某些實(shí)施方式中，該鈍化殼 包括衍生自第二前體材料的水溶性材料。二選一地或兩者結(jié)合，在某些 實(shí)施方式中，該方法還包括控制納米顆粒的平均直徑。
應(yīng)當(dāng)明白，這些步驟的順序和/或組合可以變化。因此，根據(jù)某些實(shí) 施方式，步驟(a)、 (b)、 (c)和(d)順序進(jìn)行以便由活性芯和第二前體形成 納米顆粒。通過(guò)舉例而不是限制，在某些實(shí)施方式中，第一前體包括處 于非零價(jià)狀態(tài)的鉭，其中該芯包括處于同樣的非零價(jià)狀態(tài)的鉭的氧化 物，并且其中步驟(b)包括使第一前體材料水解。根據(jù)某些實(shí)施方式，第 一前體是鹽，例如醇鹽或卣化鉭，并且該水解在將第一前體、酸、水、 或水類似物例如氧化氘在醇溶劑中混合后進(jìn)行。水、或水類似物引發(fā)水 解?？梢赃x擇酸與鉭的摩爾比以便控制納米顆粒芯的尺寸。根據(jù)某些實(shí) 施方式，當(dāng)該芯含有氧化鉭時(shí)，含硅材料通過(guò)Si-O鍵連附到該芯。根據(jù) 某些實(shí)施方式，硅氧烷包括(但不限于)可聚合的基團(tuán)。通過(guò)酸誘導(dǎo)的 縮聚反應(yīng)可進(jìn)行聚合。另一方面，根據(jù)某些實(shí)施方式，聚合物可以被物 理吸附在芯上。根據(jù)上述任何一種實(shí)施方式，該聚合物可以是水溶性的 和生物相容性的。合適的聚合物包括(但不限于)聚乙二醇(PEG)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮及 其組合。
可替代地，根據(jù)某些實(shí)施方式，步驟(a)和(c)一起發(fā)生，使得步驟(b) 和(d) —起發(fā)生，從而由第一和第二前體直接形成納米顆粒。通過(guò)舉例 而非限制，根據(jù)某些實(shí)施方式，第一前體包括處于零價(jià)狀態(tài)的鉭，其中 該芯包括氧化鉭，并且其中步驟(b)和(d)共同包括將第 一和第二前體加入 堿性水溶液中。根據(jù)某些實(shí)施方式，該堿性溶液的pH至少為約9。在 相同的步驟中直接形成芯和殼(例如通過(guò)步驟(a)和(c)的組合)是一個(gè)意
外的發(fā)現(xiàn)。此外，我們意外地發(fā)現(xiàn)了交換反應(yīng)，這對(duì)于金屬納米顆粒是 眾所周知的，例如涉及在金納米顆粒上檸檬酸鹽殼形成的那些交換反 應(yīng)，可以被用于利用例如本發(fā)明的直接制備，來(lái)制造布置在非金屬芯周 圍的基于配體的殼。當(dāng)該殼包括配體時(shí)，第一前體可包括配體試劑。例 如，當(dāng)配體是羧酸陰離子例如檸檬酸根時(shí)，配體試劑是相關(guān)的羧酸。合 適的供選擇配體試劑包括(但不限于)糖、醇、多聚醛及其組合。葡萄 糖是允許制備非常小的納米顆粒的例子。其它合適的試劑包括(但不限 于)乙醇酸和蘋果酸。根據(jù)某些實(shí)施方式，納米顆粒的直徑是通過(guò)選擇 配體的身份和/或量來(lái)控制的。
與上述任何實(shí)施方式相結(jié)合，在某些實(shí)施方式中，制備X射線/計(jì) 算機(jī)斷層照相術(shù)制劑(例如包含多種成像劑)的方法包括形成芯/殼納米 顆粒的系綜，其中系綜的平均直徑不大于約10nm,更典型地為不大于約 7nm，最典型地為不大于約6nm ,在某些實(shí)施方式中，平均直徑不大 于約3nm。根據(jù)某些實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)明白，對(duì)平均直徑進(jìn)行選才奪，以使 在系綜中納米顆粒實(shí)質(zhì)上可被哺乳動(dòng)物腎例如人腎以顆粒形式清除。
的平均直徑。因此，在某些實(shí)施方式中，形成上述系綜包括分鎦步驟， 其中讓在溶液中的原始系綜通過(guò)一種工藝，該工藝將原始系綜分成具有 不同顆粒尺寸的至少兩個(gè)群。本領(lǐng)域已知幾種合適的分鎦技術(shù)，包括例 如各種過(guò)濾方法。常規(guī)過(guò)濾，其中讓含顆粒的流體在所施加壓力(例如 由離心力或其它手段產(chǎn)生)下被迫直接朝向?yàn)V膜，是一種普通技術(shù)。另 一種適當(dāng)技術(shù)是切向流式過(guò)濾，其中在所施加壓力下將所述流體沿該膜 表面切向泵送，該壓力用于迫使部分流體通過(guò)該膜。在該技術(shù)中，不象 在常規(guī)過(guò)濾中那樣，留下的較大顆粒被切向流沖走，而不是聚積在該膜表面上。該沖掃效果通常有益于達(dá)到極細(xì)顆粒系綜的基于尺寸的有效分 離。另一種適當(dāng)技術(shù)的例子是滲濾， 一種切向流式過(guò)濾工藝，其中當(dāng)除 去濾液時(shí)將緩沖劑添加到生產(chǎn)用水蒸氣中。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于這些工 藝以及如何利用它們來(lái)得到理想的納米顆粒系綜的尺寸分布是熟悉的。 在某些實(shí)施方式中，將原始納米顆粒系綜分餾以提供平均直徑與以上給 出的任何范圍 一 致的納米顆粒的產(chǎn)物系綜。
在某些實(shí)施方式中，將X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)制劑純化以除去 可能干擾或以其它方式降低制劑性能的不想要物質(zhì)。技術(shù)例如透析適用 于這個(gè)目的。此外，技術(shù)例如滲濾已經(jīng)顯示可在一個(gè)加工步驟中有效地
純化和分餾納米顆粒溶液。參見例如Sweeney等人，J. Am. Chem. Soc. 2006, vol.128, pp 3190-3197。 使用方法
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明指向任何一種或全部上述類型成像劑在 CT應(yīng)用中的使用方法。參考圖3,該方法典型地包括以下步驟(步驟 301):提供一定數(shù)量的含有活性計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)造影劑材料的芯/殼 納米顆粒，該芯/殼納米顆粒各自包括納米顆粒芯和一皮布置在該納米顆粒 芯周圍的納米殼；(步驟302 )將該芯/殼納米顆粒給藥到哺乳動(dòng)物主體； 以及(步驟303 )根據(jù)計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)，用X射線照射該主體，使得 該芯/殼納米顆粒用作成像劑。在許多這樣的實(shí)施方式中，該芯/殼納米 顆粒還包括耙向劑以使其作為成像劑能夠耙向主體身體的特定患病區(qū) 域。在某些實(shí)施方式中，上述芯/殼納米顆粒，就繼續(xù)存在于血液中的程 度而言，是血;也劑。
在某些采用上述成像劑的上述方法中，該芯/殼納米顆粒提供了 一種 CT信號(hào)，其通常為至少約5洪斯費(fèi)爾德單位到至多約5000洪斯費(fèi)爾德 單位，更特別是至少為約100洪斯費(fèi)爾德單位到至多約5000洪斯費(fèi)爾 德單位。
包括了以下實(shí)施例來(lái)示范本發(fā)明的特定實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員
然而，在本發(fā)明的公開下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解到對(duì)所述特定實(shí)施 方式可進(jìn)行很多變化并且在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下仍然可 獲得相同或相似的結(jié)果。實(shí)施例1
該實(shí)施例用于舉例說(shuō)明可如何制得根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的CT 成像劑。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，聚合物鈍化殼被連接到氧化鉭活性芯。 此外，在這個(gè)特定實(shí)施例中，殼是在芯形成之后在該芯周圍形成的。
該實(shí)施例舉例說(shuō)明了用于X射線成像的Ta205納米顆粒的制備。將 34 ml正丙醇、0.44 ml異丁酸和0.5 ml氧化氖在氮?dú)鈿夥障乱灾付ǔ绦?混合并在室溫下攪拌30分鐘。滴加乙醇鉭(1.87 g)，雖然迅速，但是在 氮?dú)鈿夥障聰嚢璩掷m(xù)了 18小時(shí)。乙醇鉭含有Ta(V)，即處于+5價(jià)狀態(tài) 的非零價(jià)狀態(tài)的鉭。將2-[曱氧基(聚乙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(PEG 珪烷550， 4.832 g)以40 ml于正丙醇中的溶液形式加入攪拌的混合物 中，并且4吏反應(yīng)在空氣中回流1小時(shí)。一旦冷卻到室溫，就加入HC1(125 1, 0.1 M)并且使反應(yīng)進(jìn)行整夜攪拌。加入去離子水(40 ml),攪拌該混 合物，然后除去全部揮發(fā)物以得到澄清的無(wú)色-略黃的凝膠狀產(chǎn)物。為 了提純納米顆粒以用于靜脈內(nèi)注射，將該產(chǎn)物溶解于去離子水中并且通 過(guò)100nm膜過(guò)濾。在水中透—斤12小時(shí)(3500-8000 MWCO透沖斤袋)， 緊接著通過(guò)100 nm過(guò)濾并隨后通過(guò)凍干法除去水，得到白色沉淀物， 鉭約為22。/。wt/wt。利用生理鹽水(0.9%NaCl)制得了鉭濃度為1.8 M 的溶液。
圖4顯示了根據(jù)該實(shí)施例制得的納米顆粒系綜的直徑分布，根據(jù)通 過(guò)常規(guī)DLS測(cè)得的，證明該系綜的平均直徑為7nm.。圖5顯示了根據(jù) 該實(shí)施例制得的納米顆粒的TEM圖^象。
實(shí)施例2
該實(shí)施例用于舉例說(shuō)明如何可以制得本發(fā)明某些實(shí)施方式的CT成 像劑。在這個(gè)特定實(shí)施例中，聚合物鈍化殼被連接到氧化鉭活性芯。此 外，在這個(gè)特定實(shí)施例中，殼是在芯形成之后在該芯周圍形成的。
該實(shí)施例舉例說(shuō)明了用于X射線成像的Ta205納米顆粒的制備。將 34 ml正丙醇、0.44 ml異丁酸和0.5 ml氧化氘在氮?dú)鈿夥障乱灾付ǔ绦?混合并在室溫下攪拌30分鐘。滴加乙醇鉭(1.87 g),雖然迅速，但是在 氮?dú)鈿夥障聰嚢璩掷m(xù)了 18小時(shí)。乙醇鉭含有Ta(V)，即處于+5價(jià)狀態(tài) 的非零價(jià)狀態(tài)的鉭。接下來(lái)，將二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PHS, 3 g ) 以40ml在正丙醇中的溶液形式加入攪拌過(guò)的混合物中，并且4吏反應(yīng)在空氣中回流1.5小時(shí)。 一旦冷卻到室溫，就加入氫氧化銨(250 1, 0.1 M ) 并且使反應(yīng)進(jìn)行整夜攪拌。然后在攪拌下將去離子水(40 ml)加入反應(yīng) 中，并然后加入鹽酸(10ml， 1.2M),以及使該反應(yīng)在50°C下持續(xù)兩天。 在冷卻下，用氫氧化4妄將該反應(yīng)中和到pH ~ 7-8,并且通過(guò)100 nm膜過(guò) 濾。除去全部揮發(fā)物以得到產(chǎn)物。將納米顆粒提純以用于靜脈內(nèi)注射， 將該產(chǎn)物溶解于去離子水(pH 7.5-8)中，通過(guò)100nm膜過(guò)濾，在水中 透一斤12小時(shí)(3500-8000 MWCO透析袋)，以及將其凍干得到純白的 沉淀物，鉭約為30 % wt/wt。 IR (石蠟糊，NaCl板，cm"): 1454 (極強(qiáng)), 1413 (弱)，1376 (強(qiáng))，1296 (弱)，1274 (弱k), 1218 (強(qiáng))，1170 (中等)，1029 (強(qiáng)),964 (極強(qiáng))，782 (中等)。NMR (D20, ppm): 31P, 37.4 (寬峰)；& (增寬 的共寺展)，4.16, 1.88, 1.37,0.85。實(shí)施例3該實(shí)施例用于舉例說(shuō)明如何可以制得本發(fā)明某些實(shí)施方式的CT成 像劑。在這個(gè)特定實(shí)施例中，將檸檬酸配體鈍化殼連接到氧化鉭活性芯。 此外，在這個(gè)特定的實(shí)施例中，殼是與芯一起共同形成的。該實(shí)施例描述了由鉭粉(325目，Aldrich)直接制備丁&205納米顆 粒，鉭粉含有Ta(O)，即鉭處于零價(jià)狀態(tài)。通過(guò)將20ml的30M過(guò)氧化 氬和5ml的氬氧化銨溶液(28-30% NH3于水中)混合而制備一種溶液。 將這些于二頸燒瓶中在氮?dú)庀禄旌喜⑶矣盟±鋮s。隨后，加入鉭粉 (5mmo1, 0.907g)并且將該混合物攪拌2h (小規(guī)模可采用磁力攪拌， 但對(duì)于大規(guī)模則機(jī)械攪拌器更合適)。然后加入檸檬酸(15mmol, 3.152g) 并將冷凝器安裝到燒瓶上。將漿料加熱到80。C持續(xù)18h,然后使該反應(yīng) 冷卻并將殘留的鉭粉通過(guò)介質(zhì)級(jí)玻璃料濾出，通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)將水除去來(lái) 濃縮濾出液。然后將殘留的有色溶液于緩沖到pH值為7.2下的水溶液 中采用3.5K截止值透析，對(duì)所得溶液進(jìn)行納米顆粒分析，如果需要， 可通過(guò)凍干法分離該納米顆粒。圖6顯示了根據(jù)通過(guò)常規(guī)DLS測(cè)得的根據(jù)該實(shí)施例制得的納米顆粒 系綜的直徑分布，證明該系綜的平均直徑為7nm。圖7顯示了根據(jù)該實(shí) 施例制得的納米顆粒的TEM圖像。實(shí)施例4該實(shí)施例用于舉例i兌明可如祠 使用本發(fā)明某些實(shí)施方式的CT成傳_ 劑。在這個(gè)特定實(shí)施例中，活性芯/鈍化殼納米顆粒的細(xì)胞存活率研究證 明在所研究的整段時(shí)間期間沒有明顯的細(xì)胞存活率降低。將THP1單核細(xì)胞(ATCC TIB-71 )在RPMI 1640 +10% FBS介質(zhì) 中稀釋到最終密度為1 x 106細(xì)胞/毫升并將500uL細(xì)胞等分到24孔培 養(yǎng)板的各孔中。用吸量管將無(wú)菌過(guò)濾的氧化鉭納米顆粒(lOOmM Ta)吸入 孔中，對(duì)于對(duì)照孔，將50 uL無(wú)菌0.9%生理鹽水(陰性對(duì)照)或80 uL 30%過(guò)氧4匕氫(陽(yáng)性對(duì)照)添加到細(xì)胞中，在添加之后將該培養(yǎng)^反溫和 地渦漩并且在標(biāo)準(zhǔn)條件(37°C, 5% 二氧化碳，濕度100%)下培養(yǎng)細(xì) 胞。在培養(yǎng)之后，用吸量管將細(xì)刃包吸入離心管中并在20。C和300 x g下 離心5分鐘，輕輕地將介質(zhì)吸出。用500 uL的1XPBS清洗細(xì)胞，在20。C 和300 x g下溫和地渦旋并離心分離5分鐘，清洗細(xì)胞并將緩沖劑輕輕 地吸出。#4居廠商協(xié)議(膜連蛋白VFLUOSkit, Roche)制備膜連蛋白 VFLUOS分析緩沖液(含培養(yǎng)緩沖劑、膜連蛋白V-熒光素和碘化丙 啶)并向各管中加入100uL。將含有細(xì)胞的管逐漸溫和地渦漩并且在室 溫下培養(yǎng)細(xì)胞15分鐘。在流式細(xì)胞分析之前將另外的300uL培養(yǎng)緩沖 液加入各管中。測(cè)得了以下僅對(duì)于膜連蛋白V-熒光素是陽(yáng)性的細(xì)胞數(shù)(凋亡細(xì) 胞)、對(duì)于膜連蛋白V-熒光素和碘化丙啶是陽(yáng)性的細(xì)胞數(shù)(壞死細(xì)胞) 或?qū)烧呤顷幮缘募?xì)胞數(shù)(存活細(xì)胞)。參見圖8,全部至多達(dá)到0.1 mMTa的氧化鉭制劑都顯示凋亡或壞 死細(xì)胞可忽略不計(jì)，表明與納米顆粒接觸3小時(shí)后無(wú)細(xì)胞存活率降低。實(shí)施例5該實(shí)施例用于舉例說(shuō)明可如何使用本發(fā)明某些實(shí)施方式的CT成傳_ 劑。在這個(gè)特定實(shí)施例中，對(duì)活性芯/鈍化殼納米顆粒的補(bǔ)體激活研究證 明與未處理或生理鹽水處理過(guò)的血清相比，C3a沒有明顯增加。從商業(yè)性賣主可購(gòu)得人血漿和血清(生物再生)。為了分離血清， 汲取全血進(jìn)入血清管并允許其在室溫下凝結(jié)30-45分鐘。將該樣品在 2000 xg離心]0分鐘，以及使血清在-70。C下立即凍結(jié)。將樣品連夜裝 運(yùn)在干水上并且儲(chǔ)藏在-70 。C下。在水浴中將血清在37 。C解凍幾分鐘，將250 uL血清加入24孔培 養(yǎng)板的各單孔中。將無(wú)菌試驗(yàn)樣品(Ta試劑、生理鹽水和眼鏡蛇蛇毒因 子)加入血清中至最終體積為300uL。將24孔培養(yǎng)板轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)器(37 °C),在不定期攪拌下持續(xù)30分鐘。參見圖9，遵循廠商協(xié)議(C3a檢驗(yàn)，Quidel )，制備貯備液和稀 釋劑，得到C3a標(biāo)準(zhǔn)曲線和高Af氐C3a樣品。為了在培養(yǎng)30分鐘之后停止C3a生產(chǎn)，將37.5mM擰檬酸鈉加入 各孔，以及將0.5uL血清轉(zhuǎn)移到Eppendorf離心管中的l.5mL試劑盒樣 品緩沖液中。將該管輕輕地顛倒3次以使血清和樣品緩沖液混合，然后 將100uL稀釋的血清加入C3a測(cè)試條的各單孔中并在室溫下培養(yǎng)60分 鐘。將該孔用洗滌緩沖液清洗3次(200 uL洗滌緩沖液/每次清洗，洗滌 緩沖液于孔中持續(xù)1分鐘/每次清洗)。加入100uL的C3a軛合溶液并 將所得組合在室溫下培養(yǎng)60分鐘。重復(fù)該清洗方案(三次清洗，200 uL 洗滌緩沖液/每次清洗，洗滌緩沖液于孔中1分鐘/每次清洗)，然后將 100 uL培養(yǎng)基加入各孔中。培養(yǎng)15分鐘后，加入100 uL終止液并在96 孔紫外線分析儀上測(cè)量在450nm處的吸光率。由C3a標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算C3a 水平。圖IO顯示了由分析所得的數(shù)據(jù)。特別是，圖IO顯示了由在血清中 培養(yǎng)具有以下各殼PEG、 EDTA、檸檬酸鹽和葡萄糖的氧化鉭芯所得 的運(yùn)行數(shù)據(jù)。雖然某些化合物(TaEDTA)降低了 C3a水平，但是都沒 有顯示出與未處理血清或生理鹽水處理血清相比，C3a增加了。添加至 多100 mM Ta，可觀察到C3a水平無(wú)顯著增加。經(jīng)由ICP-MS的元素分 析被用于測(cè)定全部Ta含量。實(shí)施例6該實(shí)施例用于進(jìn)一步舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式可如何使 用基于芯/殼納米顆粒的CT成像劑來(lái)增強(qiáng)對(duì)比度。全部成像研究在EXplore Locus微型CT成像系統(tǒng)上進(jìn)行，采用以 下參數(shù)80kV,采集時(shí)間4分鐘。通過(guò)腹膜內(nèi)注射克他命/安定使體重約為160g的雌性黑色刺豚鼠麻 醉。將靜脈注射導(dǎo)管(24規(guī)格)置于尾靜脈中并且用200uL無(wú)菌生理鹽 水沖洗。然后在微型CT上將該大鼠從胸腔籃到膀胱成像(預(yù)注射掃描)。掃描后立即通過(guò)導(dǎo)管給該鼠注射lmL的210mg Ta/mL氧化鉭-PEG550 試劑并且在完成在先的掃描之后進(jìn)行掃描。參考圖12,在半分辨率下重建圖像并且利用最大強(qiáng)度投射成像來(lái)觀 察。注射之后立即觀察腹部大動(dòng)脈、腔靜脈和腎動(dòng)脈的差異。注射后14 分鐘內(nèi)，在腎和輸尿管中可見該試劑，因?yàn)樗慌判沟搅税螂?。注射?23分鐘內(nèi)膀胱差異是顯著的。還參考圖12, CT成像研究示出了 30分 鐘內(nèi)腎排泄物到膀胱后6- 14分鐘之間的血液清除率。在注射后將該大鼠成像60分鐘，然后將其放回到鼠籠。24小時(shí)后， 將該大鼠再次成像并且沒有在膀胱或腎中觀察到殘留的造影劑。在注射 后的大鼠中沒有觀察到有害作用。圖11顯示了采用具有Ta20s和PEG殼的納米顆粒進(jìn)行微型CT成 像而得的腹部動(dòng)脈圖像；實(shí)施例7該實(shí)施例用于進(jìn)一步舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式可如何通 過(guò)過(guò)濾來(lái)控制芯/殼納米顆粒的系綜的平均直徑。此外在該實(shí)施例中，將 顆粒尺寸不同的溶液給藥到實(shí)^r室受治療大鼠。采用切向流式過(guò)濾(TFF)作為去除大的氧化鉭顆粒的方法，來(lái)代 替-使用100nm或20nm膜過(guò)濾器的法向過(guò)濾(NF )才莫式。在TFF方法 中采用范圍在100kD-10kD之間的與TFF相適合的分子量截止值 (MWCO)過(guò)濾器以達(dá)到除去大的納米顆粒的目的。處于特定范圍(100kD -10kDMWCO)的過(guò)濾器的透過(guò)物包含小的氧化鉭納米顆粒。也使用TFF作為提純所述透過(guò)物中小氧化鉭納米顆粒的方法來(lái)代 替透析，通過(guò)除去低分子量雜質(zhì)、鹽等等。在TFF方法中采用范圍在10kD -5kD之間的分子量截止值(MWCO)過(guò)濾器以達(dá)到除去雜質(zhì)的目的。特 定范圍(10kD-5kD MWCO)過(guò)濾器的保留物包含純化的小的氧化鉭納 米顆粒。此外，采用TFF作為在順序步驟中按尺寸分餾和提純氧化鉭納米顆 粒的方法。例如，利用30kDMWCO過(guò)濾器通過(guò)TFF來(lái)加工多分散性的 氧化鉭納米顆粒，由此留下 6nm顆粒(滯留物)并且允許 3nm顆粒(透 過(guò)物)通過(guò)。透過(guò)物包含 3nm顆粒，于是用作使用10kD或5kD MWCO 過(guò)濾器的TFF方法中的保留物。TFF是一種以高純度制造所選擇尺寸的納米顆粒的有效且可升級(jí)的 方法，與通過(guò)常規(guī)(膜或離心)過(guò)濾和透析技術(shù)的組合可達(dá)到的相比。和3nm)的三種納米顆粒溶液的制劑，并將其以相同的劑量水平給藥到 實(shí)驗(yàn)室大鼠受治療者，在給定的時(shí)間量之后，分析大鼠的腎以確定保留 的顆粒的濃度(計(jì)算為mgTa/g腎臟樣品)。結(jié)果表明顆粒清除率是平 均顆粒尺寸的強(qiáng)函數(shù)。對(duì)于腎，6nm顆粒濃度比20nm顆粒濃度低了約 20 o/。，而3nm顆粒濃度比20nm顆粒濃度低了約50 % 。將會(huì)理解，某些上述結(jié)構(gòu)、功能和上述實(shí)施方式的操作不必實(shí)踐本 發(fā)明，而是被包含在僅用于完成一種示范性實(shí)施方式或幾種實(shí)施方式的 說(shuō)明中。另外，將會(huì)理解，上述引用的專利和出版物中所述的特定結(jié)構(gòu)、 功能和操作可與本發(fā)明相結(jié)合來(lái)實(shí)施，但對(duì)于其實(shí)施它們不是必要的。 另外，將會(huì)理解，除非另有說(shuō)明，方法步驟可以以任意組合和/或順序來(lái) 進(jìn)行，包括(但不限于)同時(shí)進(jìn)行。因此，將會(huì)理解，除另有具體說(shuō)明 外，正如所附的權(quán)利要求書所定義的那樣，可以在實(shí)際上沒有背離本發(fā) 明精神和范圍下實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其包括a)活性納米顆粒芯，其中該活性納米顆粒芯包括處于非零價(jià)狀態(tài)的鉭(Ta)；以及b)鈍化納米殼，其被布置在所述納米顆粒芯的周圍，以使在聚集體中，所述活性納米顆粒芯和所述鈍化納米殼形成一種芯/殼納米顆粒，該納米顆粒對(duì)于在X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)中用作成像劑是可操作的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其中所 述的活性納米顆粒芯包括氧化鉭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其 中所述的活性納米顆粒芯包括Ta205。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 3所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成^f象劑，其 中所述納米顆粒的平均直徑為約lnm至約20 nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其中所 述納米顆粒的平均直徑為約2至約12。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其中所 述納米顆粒的平均直徑為約3至約8。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 6所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其 中所述納米殼包括一種材料，該材料是水溶性的和生物相容性的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其中所 述的納米殼包括選自配體、低聚物、聚合物、簇狀物、碳水化合物物種、 官能化的硅石及其組合的材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其中所 述的納米殼包括選自聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯 基硫酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、乙醇酸鹽、硅烷及 其組合的材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像劑，其 中所述納米殼包括選自二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PHS)和2-[曱氧基 (聚亞乙氧基)丙基]三曱氧基硅烷(PEG硅烷MO)的材料。
11. 一種X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像溶液，其包括權(quán)利要求1 - 10所述的成像劑的系綜，其中所述系綜的平均直徑不大于約10nm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像溶液，其中所述系綜的平均直徑不大于約7nm。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)成像溶液， 其中所述系綜的平均直徑不大于約6nm。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的X射線/計(jì)算^L斷層照相術(shù)成^象溶液， 其中所述系綜的平均直徑不大于約3nm。
15. —種制備X射線/計(jì)算機(jī)層析成像劑的方法，該方法包括以下步驟a) 提供含有鉭的第一前體材料；b) 由第一前體材料形成活性芯，該芯包括處于非零價(jià)狀態(tài)的鉭；c) 提供第二前體材料；以及d) 由第二前體材料形成鈍化殼，其中所述鈍化殼被布置在所述芯周 圍，以使所述芯和殼形成芯/殼納米顆粒。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一前體材料包括鉭鹽。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一前體材料包括鉭 的醇鹽或卣化物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15- 17所述的方法，其中所述活性芯包括 Ta205。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15 - 18所述的方法，其中所述鈍化殼包括衍生 自第二前體材料的水溶性材料。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二前體材料包括可 聚合的硅烷，并且所述鈍化殼包括選自聚乙二醇、聚乙烯亞胺、聚甲基 丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽和聚乙烯吡咯烷酮及其組合的聚合物。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述鈍化殼包括選自二乙基 磷酰乙基三乙氧基硅烷(PHS)和2-[曱氧基(聚亞乙氧基)丙基]三曱氧基硅 烷(PEG硅烷550)的材料。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15-21所述的方法，其中所述步驟(a)、 (b)、 (c) 和(d)以順序步驟進(jìn)行，使得由所述活'除芯和第二前體形成所述納米顆粒。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15-22所述的方法，其中所述第二前體材料包 括羧酸并且所述鈍化殼包括選自檸檬酸鹽、乙醇酸鹽和蘋果酸鹽的羧酸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求l5-21所述的方法，其中所述步驟(a)和(c) 一起發(fā)生，使得步驟(b)和(d) —起發(fā)生，以便由第一和第二前體直接形 成納米顆粒。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述步驟(b)和(d)共同包 括將第 一和第二前體加入氧化性水溶液中的步驟。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15-25所述的方法，還包括通過(guò)切向流式過(guò)濾、 滲濾和常規(guī)過(guò)濾來(lái)選擇所述納米顆粒的平均直徑的步驟。
27. —種制備X射線/計(jì)算機(jī)層析照相制劑的方法，該方法包括 形成根據(jù)權(quán)利要求15 - 26所述方法制備的芯/殼納米顆粒的系綜，其中對(duì)所述芯/殼納米顆粒系綜的平均直徑進(jìn)行選擇，以使在所述系綜中 的所述納米顆粒實(shí)質(zhì)上可被哺乳動(dòng)物腎清除。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述納米顆粒的平均直徑 小于約10nm,優(yōu)選小于約3 nm。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25 -28所述的方法，其中所述方法還包括包括 采用透析、切向流式過(guò)濾或滲濾來(lái)純化所述系綜。
全文摘要
本發(fā)明一般地指向芯/殼納米顆粒，其中該芯/殼納米顆粒包括納米顆粒芯和被布置在該納米顆粒芯周圍的納米殼，以使在聚集體中，它們形成一種芯/殼納米顆粒，該納米顆粒對(duì)于在X射線/計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)(CT)中用作成像劑是可操作的。典型地，該基于芯/殼納米顆粒的X射線CT成像劑還包括用于使成像劑靶向患病部位的靶向物質(zhì)。
文檔編號(hào)A61K49/04GK101657218SQ200880003155
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者A·庫(kù)爾卡尼, A·托里斯, B·貝爾斯, D·德莫爾皮德, O·阿克塞爾森, P·小博尼塔蒂巴斯, P·巴克利, R·E·科爾伯恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司