專利名稱：用于磁性粒子成像(mpi)的高性能鐵氧化物粒子示蹤劑的合成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成鐵氧化物納米粒子的方法，包括如下步驟(a)在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物；(b)以一定的速率升高懸浮液的溫度直到340°C至500°C的最高值；(c)在步驟(b)的最高溫度下老化懸浮液約0. 5至6小時；(d)冷卻懸浮液；(e)加入第二有機(jī)溶劑；(f)通過加入非溶劑并且移除過量的溶劑沉淀納米粒子；(g)在所述的第二有機(jī)溶劑中分散所述納米粒子；(h)將步驟(g)的分散體與聚合物溶液混合；和(i)任選地移除所述第二有機(jī)溶劑。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過所述方法可獲得的鐵氧化物納米粒子，對所述納米粒子的額外改進(jìn)、封裝和修飾，以及所述納米粒子作為磁性粒子成像(MPI)或磁性粒子光譜(MPS)的示蹤劑的用途。
背景技術(shù)：
磁性粒子成像(MPI)是基于磁性納米粒子磁化曲線的非線性以及在某些磁場強(qiáng)度下粒子磁化飽和這一事實(shí)的層析成像工藝。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，MPI使用注入到身體中的鐵磁性納米粒子的磁性來測量納米粒子的濃度，例如在血液中。因為身體中不含有MPI可見的自然產(chǎn)生的磁性材料，故沒有本底信號，而在典型的磁共振成像(MRI)方法中，體外和體內(nèi)成像的闕值使得來自宿主組織的本底信號成為關(guān)鍵的限制因素。在注射之后，MPI納米粒子在影像中呈現(xiàn)為亮信號，由此可以計算出納米粒子的濃度。通過將高空間分辨率與短的圖像獲取時間結(jié)合，MPI可以捕捉到納米粒子隨血流流動時的動態(tài)濃度變化。這使得MPI掃描儀可以在單一的掃描中進(jìn)行各種功能性測量。MPI的光譜變體是磁性粒子光譜(MPS)，其是一種零維度的磁性粒子成像方法。MPS提供了無需重建影像的再磁化信號，因此是一種表征磁性粒子在暴露于振蕩磁場中時的絕對響應(yīng)的有效方法。因而，MPS與MPI聯(lián)系密切，并且通過MPS測量的粒子特性可以表征這些粒子作為MPI示蹤劑的性能。MPI的一個重要方面是提供可以被有效地檢測到的適宜的磁性材料即磁性納米粒子示蹤劑。然而，迄今為止，沒有專門的MPI示蹤劑材料是可商業(yè)獲得的。磁性材料的適宜性與其再磁化特性關(guān)系密切。磁性納米粒子示蹤劑的再磁化決定于多個參數(shù)，最重要的是磁性材料本身的組成，它的體積和各向異性，以及它的粒徑分布。由于毒理學(xué)原因和磁共振成像應(yīng)用方面的經(jīng)驗，鐵氧化物的超順磁性粒子(SIPO)被認(rèn)為是用于開發(fā)MPI示蹤劑的可選材料。因為MPS信號強(qiáng)度隨著鐵氧化物粒子的尺寸而增加，有效的信號僅由具有大于約15nm的磁芯的粒子獲得。此外，所述粒子應(yīng)當(dāng)是單分散的并且應(yīng)當(dāng)具有<2kJ/m3的小的磁性各向異性常數(shù)從而能夠滿足頻率為約25kHz的快速再磁化。因此，在MPI中有效的鐵氧化物納米粒子必須顯示出非常窄的粒徑分布，非常良好的形狀控制以及容易規(guī)?；目赡苄?。此外，所述粒子應(yīng)當(dāng)是水溶性的。SIPO的制備方法是本領(lǐng)域中已知的。其中，通常，可以分為四種合成策略熱分解法、水熱合成法、共沉淀法和微乳工藝。對于MPI中使用的SIPO，熱分解法是所選擇的合成方法。通常，熱分解法要求在穩(wěn)定劑、涂覆劑和其他添加劑例如還原劑或氧化劑的存在下，在有機(jī)溶劑中，由適宜的前體分子分解。Yu等人，Chemical Communications,2004，2306-2307描述了通過油酸鐵鹽的熱解進(jìn)行的具有窄粒徑分布的鐵氧化物納米晶體的合成。然而，通過現(xiàn)有技術(shù)描述的方法合成的納米粒子顯示出較差的MPI或MPS性能。尤其是，這些方法中沒有一個顯示出產(chǎn)生了具有MPI或MPS性能超過了成像參照粒子Resovist"的性能的納米粒子。因此，需要產(chǎn)生具有優(yōu)于Resovist 的MPI/MPS性能的水溶性鐵氧化物納米粒子的簡單而有效的合成方法。發(fā)明概述 本發(fā)明滿足了這種需要并且提供了合成具有優(yōu)越的MPI/MPS性能的水溶性鐵氧化物納米粒子的手段和方法。上述目的尤其是通過包括如下步驟的方法實(shí)現(xiàn)(a)在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物；(b)以一定的速率升高懸浮液的溫度直到340°C至500°C的最高值；(c)在步驟(b)的最高溫度下老化懸浮液約O. 5至6小時；(d)冷卻懸浮液；(e)加入第二有機(jī)溶劑；(f)通過加入非溶劑并且移除過量的溶劑沉淀納米粒子；(g)在所述的第二有機(jī)溶劑中分散所述納米粒子；(h)將步驟(g)的分散體與聚合物溶液混合；和(i)任選地移除所述第二有機(jī)溶劑。這種方法提供了直接并且使用簡單、廉價和易用的起始材料的有益效果。所獲得的鐵氧化物納米粒子在水溶液中穩(wěn)定并且相對于通常使用的Resovist 粒子具有顯著優(yōu)越MPI性能。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鐵氧化物/鐵氫氧化物是氧化鐵(III) /氫氧化鐵(III)、氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)、或者氧化鐵(III)/氫氧化鐵(III)和氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)的混合物。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，如上所述的油酸的衍生物是油酸銨、油酸鋰、油酸鈉、油酸鉀、油酸鎂、油酸鈣、油酸鋁或油酸鐵。在進(jìn)一步的特別優(yōu)選實(shí)施方式中，所述油酸銨是具有化學(xué)式R1R2R3R4N+的油酸烷基銨，其中R1、R2、R3和R4是烷基、芳基或甲硅烷基，或者是氫。在又一個另外的特別優(yōu)選實(shí)施方式中，所述油酸烷基銨是油酸四甲銨、油酸四乙銨、油酸四丙銨、油酸四丁銨或油酸苯甲基銨。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，上文中所提到的所述第一有機(jī)溶劑是具有化學(xué)式CnH2n+m的烴溶劑，其中15 < η < 30并且-2 < m < 2。另外或者代替地，上文中提到的所述非溶劑是丙酮、丁酮、戊酮、異丙基甲基酮、乙醚、甲基丙基醚、甲基異丙基醚、乙基丙基醚或乙基異丙基醚。另外或者代替地，所述第二有機(jī)溶劑是戊烷、異戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳或二氯乙烷。
在又一個另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的步驟(b)的升溫速率為每分鐘約1°C至10。。。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，步驟(b)的所述最高溫度是340°C至400°C。另外或者代替地，在冷卻步驟⑷中將所述懸浮液的溫度降低至約40°C至90°C。在本發(fā)明又一個另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，步驟(C)的所述老化進(jìn)行約I至5小時。在本發(fā)明另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合物溶液是包含聚乙二醇(PEG)和/或聚丙二醇(PPG)的親水性生物相容性共聚物的基本上水性的緩沖溶液，包含聚乙二醇(PEG)的兩親性磷脂的基本上水性的溶液或者兩親性嵌段共聚物的基本上水性的緩沖溶液。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，上文中提到的方法包括如下步驟以替代步驟(h)，其中將步驟(g)的分散體與親水性或兩親性穩(wěn)定劑混合，所述穩(wěn)定劑例如是檸檬酸、酒石酸、乳 酸、草酸、和/或它們?nèi)我獾柠}、右旋糖酐、羧基右旋糖酐、聚環(huán)氧乙烷基聚合物或共聚物、或者它們的任意組合。在又一個另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述方法中的移除步驟(i)是通過如下步驟進(jìn)行的在基本上未封閉的系統(tǒng)中攪拌混合物，由此使得所述第二有機(jī)溶劑蒸發(fā)，直到獲得親水性納米粒子的水溶液。在另一個特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，進(jìn)行一個或多個如下的額外步驟(j)純化步驟⑴中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液；(k)用氧化劑或還原劑處理步驟(i)或(j)中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液；(I)通過除去、替換或改變聚合物或穩(wěn)定劑涂層來改性步驟(i)、(j)或(k)中可獲得的納米粒子的表面；(m)用載體例如膠束、脂質(zhì)體、聚合物囊泡、血細(xì)胞、聚合物膠囊、樹枝狀大分子、聚合物或水凝膠封裝或簇聚步驟(i)至(I)可獲得的納米粒子；和(η)用靶向性配體修飾步驟⑴至(m)可獲得的納米粒子。在進(jìn)一步的方面中，本發(fā)明涉及通過如上所定義的方法可獲得的鐵氧化物納米粒子。在進(jìn)一步的方面中，本發(fā)明涉及如上所定義的鐵氧化物納米粒子或者通過上文提到的方法可獲得的鐵氧化物納米粒子作為磁性粒子成像(MPI)或磁性粒子光譜(MPS)的示蹤劑的用途。附圖
簡述圖I描述了在熱分解合成中用作起始材料的固體研磨FeO(OH)樣品的粒徑分布。在上半部分顯示的是容重粒徑分布，在下半部分顯示的是數(shù)重粒徑分布。圖2顯示了樣品I. I和I. 2 (實(shí)施例I)以及樣品2. 2 (實(shí)施例2)相對于Resovisf的磁性粒子光譜(MPS)圖3A至G顯示了在己烷溶液中提供的樣品A至G(實(shí)施例3)相對于Resovisf的MPS結(jié)果。樣品A至D、F和G的MPS光譜相對于鐵含量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化(參見圖3A_D、3F和3G)。樣品E的MPS光譜相對于MPS曲線的第三諧波進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化(參見圖3E)。圖4A至E顯示了干燥的樣品A(參見圖4A)、B(參見圖4B)和C(參見圖4C、4D和4E)的透射電子顯微鏡(TEM)影像。圖4A、B和C的影像是正常的透射TEM影像。圖4D的影像是高清晰度TEM影像(HR-TEM)。圖4E的影像是高角度暗場影像。圖5顯不了干燥的樣品A、B和C相對于Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)樣品(對照)的XRD光譜。描述磁鐵礦(Fe3O4)和Y-Fe2O3(赤鐵礦)的理論線模式作為進(jìn)一步的參考。所有樣品的鐵氧化物核心組成都被歸納為Fe3O4 (磁鐵礦)的類型。圖6顯示了樣品C (在己烷溶液中)的VSM光譜。圖7顯示了油酸陰離子(oa_)的結(jié)構(gòu)式。
具體實(shí)施方式
發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)出了合成具有優(yōu)越MPI/MPS性能的水溶性鐵氧化物納米粒子的手段和方法。這些納米粒子適用于MPI或MPS示蹤劑。盡管本發(fā)明將參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述，但是這些描述不構(gòu)成限制條件。在詳細(xì)描述本發(fā)明示例性實(shí)施方式之前，給出了對于理解本發(fā)明重要的定義。如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一個”和“一種”也包括各自的復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚地予以排除。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“約”和“大約”表示本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的精度的間隔，其仍然確保了所述特征的技術(shù)效果。該術(shù)語通常表示與給出數(shù)值的±20%，優(yōu)選±15%，更優(yōu)選±10%，甚至更優(yōu)選±5%的偏差。應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語“包含”不是限制性的。出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“由……組成”被認(rèn)為是術(shù)語“包含”的優(yōu)選實(shí)施方式。如果以下將組群定義為包含至少若干個實(shí)施方式，這意味著也包括優(yōu)選僅由這些實(shí)施方式組成的組群。此外，說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”或“ (a) ”、“ (b) ”、“ (C) ”、
“ (d) ”等是用于區(qū)別類似元素而不必然描述連續(xù)或時間順序。應(yīng)當(dāng)理解這樣使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下是可以互換的，并且這里所描述的本發(fā)明的實(shí)施方式能夠以不同于這里所描述或圖示的其他順序進(jìn)行。在術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”或“ (a) ”、“ (b) ”、“ (C) ”、“ (d) ”等涉及方法的步驟
或用途的情況下，在步驟之間沒有時間或時間間隔上的連接關(guān)系，即所述步驟可以同時進(jìn)行或者這樣的步驟之間可以間隔數(shù)秒、數(shù)分鐘、數(shù)小時、數(shù)天、數(shù)星期、數(shù)月或者甚至數(shù)年，除非在這里以上或以下申請文件中另有指明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這里中所描述的特定的方法、程序、試劑等，它們可以改變。應(yīng)當(dāng)理解這里中所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式
，并且不意味著對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，本發(fā)明的范圍僅受到權(quán)利要求書的限制。除非另有定義，這里中所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解相同的含義。如以上所述，本發(fā)明在一個方面中涉及形成鐵氧化物納米粒子的方法，其包括如下步驟(a)在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物；(b)以一定的速率升高懸浮液的溫度直到340°C至500°C的最高值；(c)在步驟(b)的最高溫度下老化懸浮液約O. 5至6小時；(d)冷卻懸浮液；
(e)加入第二有機(jī)溶劑；(f)通過加入非溶劑并且移除過量的溶劑沉淀納米粒子；(g)在所述的第二有機(jī)溶劑中分散所述納米粒子；(h)將步驟(g)的分散體與聚合物溶液混合；和(i)任選地移除所述第二有機(jī)溶劑。合成的起始步驟包括在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物。這里中所使用的術(shù)語“第一有機(jī)溶劑”是指適于較高溫度沸騰反應(yīng)的有機(jī)溶劑。優(yōu)選的第一有機(jī)溶劑是烴。更優(yōu)選地，所述烴是飽和烴，甚至更優(yōu)選地是直鏈飽和烴。所述溶劑可以單獨(dú)使用或者與其他不同溶劑混合使用，例如兩種烴的混合物可以用作溶劑。優(yōu)選的是使用純?nèi)軇?，例如烴溶劑，因為它們允許更好的溫度控制。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一有機(jī)溶劑是具有化學(xué)式CnH2n+m的烴溶劑，其中15彡η彡30并且-2彡m彡2，優(yōu)選地18彡η彡22并且O彡m彡2，更優(yōu)選n=20并且m=2。所使用的這些溶劑的例子是十八碳烯、二十三烷和石蠟。特別優(yōu)選的是使用二十碳烷作為第一有機(jī)溶劑。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，所使用的第一有機(jī)溶劑可以根據(jù)納米粒子合成步驟(b)的溫度進(jìn)行選擇。例如，二十碳烷的沸點(diǎn)為約343°C ;二十碳烷因此可以優(yōu)選用于溫度為約340°C的反應(yīng)。代替地，具有所示沸點(diǎn)(括號中)的較高級烴溶劑可以優(yōu)選在較高的溫度下使用，更優(yōu)選在大約為所示沸點(diǎn)的溫度下使用二十一烷(357°C )、二十二烷(366°C )、二十三烷(380°C )、二十四烷(391°C )、二十五烷(402°C )、二十六烷(412°C )、二十七烷(4220C )、二十八烷(432°C )、二十九烷(441 °C )、三十烷(450°C )、三i^一烷(458°C )、三十二烷(467°C )、三十三烷(475°C )、三十四烷(483°C )、三十五烷(490°C )、三十六烷(497°C )。此外，可以使用這些溶劑中的兩種或更多種的任意組合或亞組群。代替地，反應(yīng)的壓力條件可以調(diào)節(jié)，例如可以增加壓力，從而允許在高于所示沸點(diǎn)的溫度下使用這里所提到的第一有機(jī)溶劑。這里所使用的術(shù)語“鐵氧化物/鐵氫氧化物”是指不同氧化態(tài)的鐵氧化物，例如O、+2、+3或+4氧化態(tài)，優(yōu)選+2或+3氧化態(tài)，或者不同氧化態(tài)的鐵氫氧化物，例如O、+2、+3或+4氧化態(tài)，優(yōu)選+2或+3氧化態(tài)。優(yōu)選地，該術(shù)語涉及氧化亞鐵(II)、氧化鐵(III)、氧化亞鐵(II)鐵(III)、氫氧化亞鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化亞鐵(II)鐵(III)、氫氧化氧化亞鐵(II)、氫氧化氧化鐵(III)等，或其任意水合物，或其任意組合。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鐵氧化物/鐵氫氧化物是氧化鐵(III) /氫氧化鐵(III)、氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)、或者氧化鐵(III)/氫氧化鐵(III)和氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)的混合物。所使用的油酸可以是油酸，例如圖7中所描述的，或其衍生物。優(yōu)選的是在升高的溫度下至少部分溶于所使用的溶劑中的油酸衍生物。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述油酸衍生物可以是油酸銨、油酸鋰、油酸鈉、油酸鉀、油酸鎂、油酸鈣、油酸鋁或油酸鐵或者它們的任意衍生物或混合物。在本發(fā)明進(jìn)一步特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述油酸銨可以是具有化學(xué)式R1R2R3R4N+的油酸烷基銨，其中R1、! 2、! 3和R4是烷基、芳基或甲硅烷基，或者是氫。R1、! 2、! 3和R4可以相同或者獨(dú)立地不同。此外，R1和R2可以相同或獨(dú)立地不同，R3和R4可以相同或獨(dú)立地不同，R1和R3可以相同或獨(dú)立地不同，或者R1和R4可以相同或獨(dú)立地不同，R1和R3可以相同或獨(dú)立地不同，R2和R3可以相同或獨(dú)立地不同，或者R2和R4可以相同或獨(dú)立地不同。在本發(fā)明進(jìn)一步的特別優(yōu)選實(shí)施方式中，所述油酸銨可以是油酸四甲銨、油酸四乙銨、油酸四丙銨、油酸四丁銨或油酸苯甲基銨，或者它們的任意衍生物或混合物。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，將油胺和油酸或上文所定義的其衍生物的組合懸浮在這里所定義的第一有機(jī)溶劑中。代替地，可以將油胺和上文所定義的鐵氧化物/鐵氫氧化物的組合，或者油胺和上文所定義的鐵氧化物/鐵氫氧化物以及油酸或上文所定義的其衍生物的組合，懸浮在這里所定義的第一有機(jī)溶劑中。用于懸浮步驟的溶劑的量可以根據(jù)待懸浮的成分的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如可以使用待溶解成分的體積或重量的一倍、兩倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍 、20倍、30倍、50倍、或100倍量的溶劑。所述懸浮步驟可以按照任意適宜的技術(shù)進(jìn)行，例如通過在溶劑中攪拌組分，振搖反應(yīng)混合物，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等。所述懸浮步驟可以進(jìn)行到鐵氧化物/鐵氫氧化物和/或油酸或其衍生物完全懸浮為止，例如直到?jīng)]有鐵氧化物/鐵氫氧化物沉淀物可光學(xué)檢測到。所述懸浮步驟可以進(jìn)行例如I分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘或60分鐘、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、7小時、8小時、9小時、10小時、11小時、12小時、13小時、14小時、15小時、16小時、17小時、18小時、19小時、20小時、21小時、22小時、23小時或24小時或者這些值之間的任意時間段。所述懸浮步驟可以在任意適宜的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選在約35°C至65°C下，例如在約 35°C、36°C、37°C、38t、39t、4(rC、4rC、42t、43t、44t、45t、46t、47t、48t、49t、5(TC、5rC、52°C、53t、54t、55t、56t、57t、58t、59t、6(rC、6rC、62t、63t、64t或65°C。所述溫度可以進(jìn)一步被降低至約25°C或升高至約75°C。在所述懸浮步驟期間，所述溫度可以保持不變，例如在任何上述設(shè)定的水平，或者可以發(fā)生變化。例如，所述溫度先設(shè)定在較低水平，例如約35°C，接著被升高，例如高至約50°C、55°C、6(TC*65°C。代替地，所述溫度可以先設(shè)定在較高水平，例如約50°C、55°C、60°C或65°C，接著被降低，例如低至35°C、40°C或45°C。此外，可以使用各種順序升高和降低的組合溫度曲線，例如先降低，再升聞最后降低等。在本發(fā)明具體的實(shí)施方式中，以上所提到的鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物可以以特定的摩爾比或質(zhì)量比使用。例如，可以使用如下摩爾比的鐵氧化物/鐵氫氧化物油酸約 1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以使用1:4、1:8或1:12質(zhì)量比的鐵氧化物/鐵氫氧化物油酸。在合成的進(jìn)一步步驟中，懸浮液的溫度可以升高至最高340°C至500°C。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，懸浮液的溫度可以升高至最高340°C至400°C。所述最高溫度可以是，例如 340 0C >3410C > 342 °C、343 °C、344 °C、345 °C >350 °C > 360 °C >370 °C > 380 °C、390 °C、400 °C、410 °C、420 °C、430 V、440 V、450 V、460 V、470 V、480 V、490 V 或 500 V。并且超過 500 V 的更高溫度也可以被本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述最高溫度可以根據(jù)所使用的第一有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)來選擇，例如，二十碳烷約為340-343°C、二i^一碳烷約為357°C、二十二碳烷約為366°C、二十三烷約為380°C、二十四烷約為391°C、二十五烷約為402°C、二十六烷約為412°C、二十七烷約為422°C、二十八烷約為432°C、二十九烷約為441°C、三十烷約為450°C、三i^一烷約為458 °C、三十二烷約為467 °C、三十三烷約為475 °C、三十四烷約為483 °C、三十五烷約為490°C、或者三十六烷約為497°C。溫度的升高可以優(yōu)選通過以設(shè)定速率升高溫度來完成。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，步驟(b)的升溫速率可以在每分鐘約1°C至10°C之間。代替地，步驟(b)的升溫速率可以在每2分鐘、每3分鐘或每5分鐘約1°C至10°C之間。例如,溫度可以以每分鐘、每2分鐘、每 3 分鐘或每 5 分鐘 1°C、2°C、2· 5°C、3°C、3. 5°C、4°C、4. 5°C、5°C、6°C、7°C、8°C、9°C或10°C的速率升高。優(yōu)選地，溫度可以以每分鐘3. 3°C的速率升高。在合成的進(jìn)一步步驟中，將步驟(b)的懸浮液在步驟(b)的最高溫度下老化或煮沸約O. 5至6小時。在本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施方式中，所述老化或煮沸步驟可以進(jìn)行約I小時至5小時。所述老化或煮沸可以進(jìn)行例如O. 5小時、O. 75小時、I小時、I. 5小時、2小時、2. 5小時、3小時、3. 5小時、4小時、4. 5小時、5小時、5. 5小時或6小時。此外，>6小時的更 持在之前步驟的最高溫度，例如340°C。代替地，所述溫度可以在最高溫度340°C至500°C之間變化。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述溫度也可以被降低至約200°C、250°C、30(rC、31(rC、320°C或330°C的值。這樣的溫度改變可以進(jìn)行一次或多次，每次改變后都回復(fù)到步驟(b)所使用的最高溫度。溫度的改變，即升溫或降溫階段相對于步驟(b)的最高溫度階段可以是很短的，例如10至20分鐘的范圍，或者是延長的,例如超過30分鐘,超過I小時、2小時、3小時、4小時。所述時間段取決于老化步驟的時間段。在合成的進(jìn)一步步驟中，將步驟(C)的懸浮液冷卻。所述冷卻可以通過使用適宜的冷卻設(shè)備或者轉(zhuǎn)移到適宜的冷卻環(huán)境中進(jìn)行。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述懸浮液被冷卻至約40°C至90°C的溫度，更優(yōu)選約50°C至80°C的溫度。反應(yīng)混合物可以被冷卻至例如約 40。〇、45。〇、50。〇、55。〇、60。〇、651、701、751、801、851或901的溫度。所述冷卻可以通過立即的溫度變化進(jìn)行，例如至任意上述所示溫度。代替地，冷卻可以逐漸地進(jìn)行，例如通過每分鐘、每2分鐘、每5分鐘、每10分鐘或每20分鐘將步驟(d)的反應(yīng)混合物的溫度降低1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20。〇。在合成的進(jìn)一步步驟中，向步驟(d)的懸浮液中加入第二有機(jī)溶劑。這里所使用的術(shù)語“第二有機(jī)溶劑”是指適于較低溫度反應(yīng)的有機(jī)溶劑，例如在40°C至90°C的溫度范圍，或者40°C至80°C的溫度范圍的反應(yīng)。優(yōu)選地，所述第二有機(jī)溶劑具有相對于第一有機(jī)溶劑較低的沸點(diǎn)，例如在20°C至90°C的范圍，和/或較低的粘度。第二有機(jī)溶劑可以優(yōu)選是短鏈烴(alkane)。在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在此合成步驟的上下文中使用的所述第二有機(jī)溶劑是戊烷、異戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳或二氯乙烷。特別優(yōu)選使用戊烷或己烷。所述第二有機(jī)溶劑可以單獨(dú)使用或與其他不同溶劑混合使用，例如可以使用兩種短鏈烴的混合物作為溶劑。優(yōu)選使用純?nèi)軇?。在合成的進(jìn)一步步驟中，向步驟(e)的反應(yīng)混合物中加入非溶劑,使得納米粒子沉淀。這里所使用的術(shù)語“非溶劑”意思是基本上不溶解反應(yīng)產(chǎn)物即熱分解步驟中形成的納米粒子的低沸點(diǎn)有機(jī)化合物。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述非溶劑是丙酮、丁酮、2-丁酮、戊酮、2-戊
酮、異丙基甲基酮、乙醚、異丁基甲基酮、甲基丙基醚、甲基異丙基醚、乙基丙基醚、乙基異丙基醚、四氫呋喃、二乙醚或二異丙基醚。非溶劑的加入可以以特定的實(shí)施方式通過攪拌反應(yīng)混合物而進(jìn)行，例如通過如上所定義的攪拌方法進(jìn)行。加入的非溶劑的數(shù)量或體積可以根據(jù)步驟(f)產(chǎn)物的數(shù)量或體積調(diào)節(jié)。沉淀可以通過離心例如10分鐘至60分鐘而得到加強(qiáng)。離心可以在任意適宜的速率下進(jìn)行，例如3，000至10，OOOrpm,優(yōu)選約4，900rpm。接著，移除過量的溶劑或上清液。沉淀的納米粒子可以獲得并保留用于下一個合 成步驟。在合成的進(jìn)一步步驟中，將步驟(f)獲得的納米粒子溶于上文所定義的第二有機(jī)溶劑中?？梢允褂门c步驟(e)中使用的相同溶劑作為第二有機(jī)溶劑，或者可以使用不同的溶劑。優(yōu)選地，可以使用戊烷或己烷。用于分散步驟的溶劑的量可以根據(jù)步驟(f)沉淀的產(chǎn)物的量調(diào)節(jié)。例如，可以使用步驟(f)產(chǎn)物的體積或重量的一倍、兩倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、30倍、50倍或100倍的量的第二有機(jī)溶劑?；旌峡梢赃M(jìn)行任意適宜的時間段，例如約30分鐘至24小時，優(yōu)選約45分鐘至18小時，更優(yōu)選約I小時至14小時。納米粒子的沉淀和后來的分散可以僅進(jìn)行一次或者被重復(fù)一次、兩次、3次、4次、5次、6次或更多次。這些步驟的重復(fù)被認(rèn)為能夠有助于增加納米粒子的純度。在本發(fā)明具體的實(shí)施方式中，按照上述步驟合成的納米粒子可以被分散或溶解于預(yù)定體積的第二有機(jī)溶劑中，優(yōu)選溶于己烷中，例如溶于IOml體積的己烷中。因此，分散的納米粒子可以接著被用于分析方法中，例如實(shí)施例中所描述的實(shí)驗和分析，或者用于別的合成或改性步驟中。因此，所獲得納米粒子可以以單分散形式存在，或者以多分散形式存在。這里所使用的術(shù)語“單分散”是指窄的納米粒子粒徑分布。根據(jù)本發(fā)明的單分散納米粒子可以具有與較大組群納米粒子例如根據(jù)目前所述方法獲得的1，000、10，000或50，000個納米粒子的組群的平均粒徑差別僅為O. I至3納米的粒徑。“多分散”形式可以具有與較大組群納米粒子例如根據(jù)目前所述方法獲得的1，000、10，000或50，000個納米粒子的組群的平均粒徑差別超過3納米的粒徑。這樣的納米粒子可以存在于各自是單分散的清楚區(qū)分的粒徑組中，或者可以存在于統(tǒng)計學(xué)的或較寬的粒徑分布中。單分散納米粒子可以直接用于額外的合成步驟中或者與不同的粒徑組群組合使用。多分散納米粒子可以直接使用或者代替地進(jìn)行粒徑分級或分離程序以獲得單分散納米粒子，或者以減少納米粒子組的多分散特性。例如，粒徑分級或分離可以如W02008/099346或W02009/057022所描述的程序或者基于所使用的儀器或系統(tǒng)而進(jìn)行。代替地或額外地，可以進(jìn)行根據(jù)粒子形式的分級或分離。在合成的又一個其他步驟中，將步驟(g)的分散體或者根據(jù)本發(fā)明的納米粒子的任意衍生的、分級的、分離的或者其他改性的混合物與聚合物溶液混合。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合物溶液可以是包含聚乙二醇(PEG)和/或聚丙二醇(PPG)的親水性生物相容性共聚物的基本上水性的緩沖溶液。
在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚合物溶液可以是包含PEG的兩親性磷脂的基本上水性的溶液。在本發(fā)明又一個另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合物溶液可以是兩親性嵌段共聚物的基本上水性的緩沖溶液。這里所使用的術(shù)語“基本上水性的”是指溶液或緩沖液中存在至少51%至99. 999%的H2O分子。特別優(yōu)選的是使用聚(乙二醇)_嵌段-聚(丙二醇)_嵌段-聚(乙二醇)(PEG-PPG-PEG),例如 Pluronic。甚至更優(yōu)選使用 Pluronic F68、Pluronic F108 或Pluronicl27。最優(yōu)選的是使用 Pluronic F127。進(jìn)一步地，該合成步驟中使用的適宜聚合物是兩親性PEG化的磷脂或脂質(zhì)體。這些磷脂的優(yōu)選例子是 DSPT-PEGx-Y，其中 Y=0H、OCH3> OCH2CH3, x=200-5000,或者 DSPE=I, 2- 二 硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺。脂質(zhì)體的優(yōu)選例子是1，2- 二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸乙醇胺N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](銨鹽)(DSPE-PEG2000 (OMe))。用于混合步驟的聚合物溶液的量可以根據(jù)步驟(f)沉淀產(chǎn)物的量或者步驟(g)的體積調(diào)節(jié)。例如，可以使用步驟(g)反應(yīng)混合物體積的一倍、兩倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、30倍量的聚合物溶液。所述混合可以進(jìn)行任意適宜的時間段，例如約5分鐘至24小時，優(yōu)選約45分鐘至18小時，更優(yōu)選約I小時至14小時。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述混合步驟可以通過例如在基本上未封閉的系統(tǒng)中攪拌兩相混合物而進(jìn)行。在本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案中，步驟(g)的分散體可以代替地與親水性或兩親性穩(wěn)定劑混合。這樣的穩(wěn)定劑的優(yōu)選例子是檸檬酸、酒石酸、乳酸、草酸、和/或它們?nèi)我獾柠}、右旋糖酐、羧基右旋糖酐、聚環(huán)氧乙烷基聚合物或共聚物、或者它們的任意組合。用于混合步驟中的穩(wěn)定劑的量可以根據(jù)步驟(f)沉淀產(chǎn)物的數(shù)量或步驟(g)的體積調(diào)節(jié)。例如，可以使用步驟(g)反應(yīng)混合物體積的一倍、兩倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、30倍量的穩(wěn)定劑?；旌峡梢赃M(jìn)行任意適宜的時間段，例如約5分鐘至5天，優(yōu)選約45分鐘至48小時,更優(yōu)選約I小時至24小時。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述混合步驟可以通過例如在基本上未封閉的系統(tǒng)中攪拌兩相混合物而進(jìn)行。在最后任選的合成步驟中，在之前步驟中獲得的納米粒子溶液中，或者通過與聚合物溶液混合或者通過與親水性或兩親性穩(wěn)定劑混合，移除所述第二有機(jī)溶劑。該移除可以通過使所述第二有機(jī)溶劑蒸發(fā)，優(yōu)選在步驟(h)的混合過程期間進(jìn)行。因此，蒸發(fā)步驟可以通過增加反應(yīng)混合物的表面積而進(jìn)行，例如通過使用適宜的反應(yīng)容器或通過攪拌反應(yīng)混合物。額外地或者代替地，與液體反應(yīng)混合物接觸的氣體空間或區(qū)域可以通過通風(fēng)或氣體交換步驟改變，從而減少所述空間或區(qū)域中的揮發(fā)物濃度。在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述移除步驟是通過在基本上未封閉的系統(tǒng)中攪拌混合物而進(jìn)行的，從而使得所述第二有機(jī)溶劑蒸發(fā)，直到獲得親水性納米粒子的水溶液為止。因此，所述合成產(chǎn)生親水性納米粒子的水溶液。由此獲得的納米粒子可以以單分散形式存在，或者以上文所定義的多分散形式存在，例如，取決于在上述合成過程期間進(jìn)行的任意分離或分級步驟的性能。因此，單分散納米粒子可以直接使用或者與不同粒徑的組群組合使用。多分散納米粒子也可以直接使用或者代替地進(jìn)行粒徑分級或分離程序以獲得單分散的納米粒子，或者以減少納米粒子組群的多分散特性，如上文所述。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，根據(jù)以上定義的步驟或其變體獲得的所述納米粒子或納米粒子溶液可以根據(jù)如下額外的方法步驟而被進(jìn)一步處理、改性或改變(j)純化步驟(i)中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液；(k)用氧化劑或還原劑處理步驟(i)或(j)中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液；(I)通過除去、替換或改變涂層來改性步驟(i)、(j)或(k)中可獲得的納米粒子的表面；
(m)用載體例如膠束、脂質(zhì)體、聚合物囊泡、血細(xì)胞、聚合物膠囊、樹枝狀大分子、聚合物或水凝膠封裝或簇聚步驟(i)至(I)可獲得的納米粒子；和(η)用靶向性配體修飾步驟⑴至(m)可獲得的納米粒子。步驟(i)或其任意變體中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液的純化可以通過例如過濾溶液來進(jìn)行。所述過濾可以按照任意適宜的方法進(jìn)行，例如通過使用動態(tài)過濾，如微孔過濾、超濾、納濾、反滲透，或者通過使用靜態(tài)過濾，例如真空過濾、壓濾或膜過濾等。此夕卜，可以使用分子篩。在另一個任選的步驟中，步驟(i)或(j)或其任意變體中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液可以用氧化劑或還原劑處理。這些試劑的例子是三甲胺-N-氧化物、吡啶N-氧化物、二茂鐵六氟磷酸酯和二茂鐵四氟硼酸酯。優(yōu)選使用三甲胺N-氧化物。此外，步驟(i)、(j)或(k)或其任意變體中可獲得的納米粒子的表面可以通過移除、替換或改變其涂層而改性。這樣的改性可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適宜化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行，例如 F. Herranz 等人,Chemistry-A European Journal, 2008, 14, 9126-9130;F.Herranz 等人，Contrast Media&Molecular Imaging, 2008, 3, 215-222; J. Liu 等人，Journalof the American Chemical Society, 2009，131，1354-1355 ;W. J. M. Mulder 等人，NMR inBiomedicine, 2006, 19, 142-164 ;或 Ε· V. Shtykova 等人，Journal of Physical ChemistryC, 2008，112，16809-16817 中所提到的反應(yīng)。在另一個任選的額外的或代替的步驟中，步驟(i)至(I)或其任意變體中可獲得的納米粒子可以用載體封裝或簇聚。優(yōu)選地，可以使用包括或由一種或多種適宜的兩親性分子組成的載體結(jié)構(gòu)，所述兩親性分子例如是脂質(zhì)體、磷脂、烴基表面活性劑、膽固醇、糖月旨、膽汁酸、皂素、脂肪酸、合成的兩親性嵌段共聚物或類似蛋黃磷脂的天然產(chǎn)物等。特別優(yōu)選的是磷脂和合成的嵌段共聚物。適宜載體特別優(yōu)選的例子是膠束、脂質(zhì)體、聚合物囊泡、血細(xì)胞、聚合物膠囊、樹枝狀大分子、聚合物或水凝膠或其任意混合物。這里所使用的術(shù)語“膠束”是指一種泡狀形式，其也通常由脂質(zhì)體制備，尤其是磷月旨，其構(gòu)成單層結(jié)構(gòu)。膠束通常包含疏水性內(nèi)部或空腔。這里所使用的術(shù)語“脂質(zhì)體”是指一種泡狀形式，其通常由脂質(zhì)體制備，尤其是磷月旨，即在含水環(huán)境中形成具有雙層的膜狀結(jié)構(gòu)的分子。上下文的脂質(zhì)體中所使用的優(yōu)選磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、蛋磷脂酰乙醇胺、二油基磷脂酰乙醇胺。特別優(yōu)選的是磷脂 MPPC、DPPC, DPPE-PEG2000 或 Liss Rhod PE。這里所使用的術(shù)語“聚合物囊泡”意思是一種泡狀形式，其通常由嵌段共聚物兩性分子即具有類似于脂質(zhì)體的兩親性的合成兩性分子組成。依靠它們的兩親屬性(具有更親水的頭部和更疏水的尾部)，嵌段共聚物能夠自組裝成類似于脂質(zhì)體的頭至尾和尾至頭雙層結(jié)構(gòu)。相對于脂質(zhì)體，聚合物囊泡具有更大的分子量，數(shù)均分子量通常在1000至100，000的范圍內(nèi)，優(yōu)選從2500至50，000,更優(yōu)選從5000至25000，其通常是化學(xué)上更穩(wěn)定的，更少的滲漏，更容易與生物膜相容，以及由于其更低的臨界聚集濃度的原因的更少的動態(tài)性。這些特性導(dǎo)致更少的調(diào)理作用和更長的循環(huán)時間。這里所使用的術(shù)語“樹枝狀大分子”意思是一種大的合成制備的聚合物，其中原子以支化和亞支化的方式從中心核心輻射向外排列。樹枝狀大分子的合成和用途是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。這里所使用的術(shù)語“水凝膠”意思是一種膠態(tài)凝膠，其中水是分散介質(zhì)。水凝膠顯 示穩(wěn)定狀態(tài)下的不流動，因為凝膠內(nèi)部中三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的原因。水凝膠可以由天然或合成的聚合物形成。水凝膠的獲得和用途是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在另一個任選的額外或代替的步驟中，步驟(i)至(m)或其任意變體中所獲得的納米粒子可以用靶向性配體修飾。這里是使用的術(shù)語“靶向性配體”是指一種靶向性實(shí)體，其允許修飾過的納米粒子與相容成分、或者穩(wěn)定或不穩(wěn)定成分之間的相互作用和/或識別作用，從而改性納米粒子的化學(xué)、物理和/或生物學(xué)特性。這些成分通常存在于納米粒子的外面或外表面上。特別優(yōu)選的是將納米粒子靶向至特定組織類型、特定器官、細(xì)胞或細(xì)胞類型或者身體尤其是動物體或人體特定部位的成分。例如，靶向性配體的存在可以導(dǎo)致納米粒子靶向至器官如肝臟、腎臟、肺、心臟、胰腺、膽、脾、淋巴結(jié)構(gòu)、皮膚、腦、肌肉等。代替地，靶向性配體的存在可以導(dǎo)致靶向至特定的細(xì)胞類型，例如癌細(xì)胞，其在表面上表達(dá)相互作用的或者可識別的蛋白質(zhì)。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，納米粒子可以包含蛋白質(zhì)或肽或者其片段，其在納米粒子外面提供了相互作用的表面。這樣的蛋白質(zhì)或肽成分的例子是能夠結(jié)合到受體分子上的配體，受體分子，其能夠與配體或其他受體相互作用，抗體或抗體片段或其衍生物，其能夠與他們的抗原相互作用，或者抗生物素蛋白、鏈霉親和素、中性抗生素蛋白(neutravidin)、凝集素。綁定的相互作用因子如生物素的存在也是本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的，其例如以生物素酰化化合物如蛋白質(zhì)或肽的形式存在。納米粒子也可以包括能夠與相容性集合體，例如維生素結(jié)合蛋白或抗體等相互作用的維生素或抗原。在另一個方面中，本發(fā)明涉及通過上文所定義的任意方法或方法變體可獲得的或獲得的鐵氧化物納米粒子。所述鐵氧化物納米粒子可以是任意適宜形式、狀態(tài)或條件的，例如，它可以以固體鐵氧化物納米粒子的形式提供，以溶解的鐵氧化物納米粒子形式提供，例如溶于任意的適宜溶劑或緩沖液。此外，所述鐵氧化物納米粒子可以以上文所定義的單分散形式或以多分散形式提供。在又一個另外的方面，本發(fā)明涉及如上文所定義的鐵氧化物納米粒子或通過如上文所定義的任意方法或方法變體可獲得的或獲得的鐵氧化物納米粒子作為磁性粒子成像(MPI)或磁性粒子光譜(MPS)或者M(jìn)PI和MPS組合的示蹤劑的用途，例如作為造影劑。在本發(fā)明進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中，所述鐵氧化物納米粒子也可以用于典型的磁共振成像(MRI)，例如作為造影劑。因此，通過如上文所定義的任意方法或方法變體可獲得的或獲得的鐵氧化物納米粒子可以用于疾病或病理狀況的診斷或治療方法中，或者作為診斷試劑或藥物組分，例如用于治療或診斷疾病或病理狀況，尤其是疾病、紊亂、組織或器官失能等，通過上文所定義的納米粒子其是可祀向的。例如，如果患病區(qū)域或部位或者失能部位與心血管系統(tǒng)有關(guān)，則病理狀況是可以靶向的。代替地，如果患病區(qū)域或部位或者失能部位與淋巴系統(tǒng)有關(guān)，則病理狀況是可以靶向的。在進(jìn)一步的替代方案中，如果患病區(qū)域或部位或者失能部位與腦脊髓液系統(tǒng)有關(guān)，則病理狀況是可以靶向的。是可以靶向的即用根據(jù)本發(fā)明的納米粒子診斷或處理的其他病理學(xué)狀況包括但不限于，免疫系統(tǒng)缺陷或紊亂，例如免疫細(xì)胞的增殖、分化或活化(化學(xué)趨向性)。還包括造血細(xì)胞的缺陷或紊亂。免疫缺陷綜合癥的例子包括血液蛋白紊亂(例如，血中丙種球蛋白貧乏、異常丙種球蛋白血癥)、共濟(jì)失調(diào)性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥、常規(guī)可變免疫缺陷、Digeorge綜合癥、血小板減少或血紅蛋白尿。進(jìn)一步包括的是心血管疾病、紊亂和狀況和/或心血管異常，例如動脈-動脈瘺、動靜脈瘺、腦動靜脈畸形、先天性心臟缺陷、肺 動脈瓣閉鎖以及Scimitar綜合癥。先天性心臟缺陷包括主動脈狹窄、三房心、冠狀血管異常、十字形心臟、右位心、動脈導(dǎo)管未閉、Ebstein異常、Eisenmenger復(fù)合癥、左心發(fā)育不全綜合癥、左位心、法洛四聯(lián)癥、大血管錯位、右心室雙出口、三尖瓣閉鎖、續(xù)存性動脈干和心臟間隔缺損，例如主動脈與肺動脈間隔缺損、心內(nèi)膜墊缺損、Lutembacher綜合癥、法洛三聯(lián)癥、心室心臟隔膜缺陷。心血管疾病、紊亂和/或狀況也包括心臟病，例如心律不齊、良性腫瘤心臟病、高心輸出量、低心輸出量、心臟壓塞、心內(nèi)膜炎(包括細(xì)菌性的)、心臟動脈瘤、心搏停止、充血性心力衰竭、充血性心肌病、陣發(fā)性呼吸困難、心源性水腫、心室肥大、充血性心肌病、左心室肥大、右心室肥厚、心肌梗死后心臟破裂、室間隔破裂、心臟瓣膜病、心肌病、心肌缺血、心包積液、心包炎、心包積氣、心包切開術(shù)后綜合征、肺源性心臟病、風(fēng)濕性心臟病、心室功能障礙、充血、心血管妊娠并發(fā)癥、Scimitar綜合征、心血管梅毒和心血管肺結(jié)核。心律不齊包括竇性心率不齊、心房顫動、心房撲動、心搏徐緩、早搏、Adams-Stokes綜合征、束支傳導(dǎo)阻滯、竇房傳導(dǎo)阻滯、長QT綜合征、并行心律、Lown-Ganong-Levine綜合征，Mahaimtype預(yù)激綜合征，Wollf-Parkinson-White綜合征、病態(tài)竇房結(jié)綜合征、心動過速、心室顫動。心動過速包括陣發(fā)性心動過速、室上心動過速、加速性心室自主節(jié)律、房室結(jié)折返性心動過速、心房異位性心動過速、異位交界性心動過速、竇房結(jié)折返性心動過速、竇性心動過速、尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速、和室性心動過速。心臟瓣膜疾病包括主動脈瓣閉鎖不全、主動脈瓣狹窄、心臟雜音，主動脈瓣脫垂、二尖瓣脫垂、三尖瓣脫垂、二尖瓣關(guān)閉不全、二尖瓣狹窄、肺動脈瓣閉鎖、肺動脈瓣關(guān)閉不全、肺動脈瓣狹窄、三尖瓣閉鎖、三尖瓣關(guān)閉不全和三尖瓣狹窄。心肌疾病包括酒精性心肌病、肥厚型心肌病、主動脈瓣狹窄、肺動脈瓣狹窄、限制性心肌病、Chagas心肌病、心內(nèi)膜彈力纖維增生癥、心內(nèi)膜心肌纖維化，Kearns綜合癥，心肌再灌注損傷和心肌炎。心肌缺血包括冠狀動脈疾病，如心絞痛、冠狀動脈瘤、冠狀動脈硬化、冠狀動脈血栓癥、冠狀動脈痙攣、心肌梗死、心肌頓抑。心血管疾病還包括血管性疾病，如動脈瘤、血管發(fā)育異常、血管瘤、桿菌性血管瘤、Hippel-Lindau病、Klippel-Trenaunay-Weber綜合征、Sturge-Weber綜合征、血管神經(jīng)性水腫、主動脈疾病、Takayasu動脈炎、主動脈炎、Leriche綜合征、動脈閉塞疾病、動脈炎、enarteritis、結(jié)節(jié)性多動脈炎、腦血管疾病、紊亂、和/或狀況、糖尿病血管病變、糖尿病視網(wǎng)膜病變、栓塞、血栓形成、紅斑性肢痛癥、痔瘡、肝小靜脈閉塞病、高血壓、低血壓、局部缺血、周圍性血管疾病、靜脈炎、肺靜脈閉塞癥、Raynaud病、CREST綜合征、視網(wǎng)膜靜脈阻塞、Scimitar綜合征、上腔靜脈綜合征、毛細(xì)血管擴(kuò)張、atacia毛細(xì)血管擴(kuò)張、遺傳性出血性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥、精索靜脈曲張、靜脈曲張、靜脈曲張性潰瘍、脈管炎、和靜脈功能不全。動脈瘤包括解剖動脈瘤、假性動脈瘤、感染的動脈瘤、動脈瘤破裂、主動脈瘤、腦動脈瘤、冠狀動脈瘤、心臟動脈瘤、和髂動脈瘤。動脈閉塞性疾病包括動脈硬化、間歇性跛行、頸內(nèi)動脈狹窄、纖維肌性發(fā)育不良、腸系膜血管閉塞、煙霧病、腎動脈阻塞、視網(wǎng)膜動脈阻塞、和閉塞性血栓血管炎。腦血管疾病、紊亂、和/或狀況包括頸動脈疾病、腦淀粉樣血管病、顱內(nèi)動脈瘤、腦缺氧、腦動脈硬化、腦動靜脈畸形、腦血管疾病、腦栓塞和血栓形成、頸內(nèi)動脈血栓、靜脈竇血栓形成、Wal Ienberg綜合征、腦出血、硬腦膜外血腫、硬腦膜下血腫、蛛網(wǎng)膜下出血、腦梗塞、腦缺血(包括瞬態(tài))、鎖骨下動脈盜血綜合征、腦室周圍白質(zhì)軟化癥、血管性頭痛、叢集性頭痛、偏頭痛和椎基底動脈供血功能不全。進(jìn)一步包括的是自身免疫紊亂如Addison病、溶血性貧血、抗磷脂綜合征、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、皮炎、過敏性腦脊髓炎、血管球性腎炎、Goodpasture綜合征、Graves病、多發(fā)性硬化癥、重癥肌無力癥、神經(jīng)炎、眼炎、大皰性類天皰瘡、天皰瘡、多內(nèi)分泌腺病、紫癜、Reiter病、Siff-Man綜合癥、自身免疫性甲狀腺炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、自身免疫性肺炎、Guillain-Barre綜合征、胰島素依賴型糖尿病、或自身免疫性炎癥性眼病。額外包括的是過敏反應(yīng)和狀況例如哮喘(特別是過敏性哮喘)或其他呼吸系統(tǒng)疾??；以及過度增生紊舌L包括贅生物、癌癥或腫瘤，如位于腹部、骨骼、乳房、消化系統(tǒng)、肝臟、胰腺、腹膜、內(nèi)分泌腺(腎上腺、副甲狀腺、垂體、睪丸、卵巢、胸腺、甲狀腺)、眼睛、頭部和頸部、神經(jīng)(中樞和外周)、淋巴系統(tǒng)、盆腔、皮膚、軟組織、脾、胸、泌尿生殖道的贅生物、癌癥或腫瘤。過度增生紊亂的進(jìn)一步的例子是高丙種球蛋白血癥、淋巴組織增生性疾病、異型蛋白血癥、紫癜、結(jié)節(jié)病、Sezary綜合征、瓦爾登斯特倫巨球蛋白血癥(Waldenstron，s Macroglobulinermia)、戈謝病(Gaucher disease)、組織細(xì)胞增多癥以及任何其它的過度增生紊亂，它們位于上面列出的器官系統(tǒng)中。進(jìn)一步包括的是神經(jīng)變性疾病狀態(tài)、行為障礙、或炎癥狀況包括阿爾茨海默氏病、帕金森氏病、亨廷頓氏病、腦炎、脫髓鞘疾病、周圍神經(jīng)病變、外傷、先天性畸形、脊髓損傷、缺血、動脈瘤或出血。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，通過上文所定義的任意方法或方法變體可獲得的或獲得的鐵氧化物納米粒子可以用于運(yùn)輸目的，例如與藥物結(jié)合。例如，這樣的藥物可以在人體或動物體內(nèi)的特定位置釋放。 以下實(shí)施例和附圖是用于舉例說明的目的。因此，應(yīng)當(dāng)理解所述實(shí)施例和附圖不構(gòu)成限制條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚地想到這里所展示的原則的進(jìn)一步改進(jìn)。實(shí)施例實(shí)施例I在第一合成階段中，將FeO(OH) (200mg,2. 25mmol)、油酸(HOA) (2. 54g，9. OmmoI)和二十烷(1.2g)置于3頸燒瓶(50ml)中。燒瓶被置于加熱套中，并且燒瓶配備有攪拌器、與熱電偶相連的熱傳感器以及包括鼓泡指示器的回流冷凝器。所述熱電偶設(shè)定為360°C，加熱速率為3. 30C /分鐘，持續(xù)2小時。在分解期間，反應(yīng)混合物的顏色從紅棕色變?yōu)楹谏?，這表示形成了鐵氧化物納米粒子。將燒瓶冷卻至50°C。加入己烷(IOml)并且將混合物置于離心燒瓶中。通過加入丙酮(20ml)，所述納米粒子從己烷溶液中沉淀出。將燒瓶在4900rpm(467Ircf)下離心30分鐘。傾析出黑色的上清液，將剩余的納米粒子再分散在己烷(5ml)中并用丙酮(IOml)沉淀。重復(fù)該洗滌程序一次。將所產(chǎn)生的純化的納米粒子再分散并存儲在IOml己烷中(所獲得的樣品命名為樣品I. I)。在第二合成階段中，用IOml己烷稀釋IOml在第一合成階段中獲得的納米粒子溶液(溶液A)。將Pluronic F127(1.09g)溶于磷酸緩沖鹽水(PBS,20ml)中(溶液B)。將溶液A(1.5ml)和溶液B(1.5ml)混合并在開口燒杯中攪拌并允許溶劑蒸發(fā)。在43小時之后，獲得了均勻的黑色PBS水溶液；基本上所有的己烷已經(jīng)被蒸發(fā)。該溶液在至少四星期內(nèi)是穩(wěn)定的，沒有觀察到沉淀(所獲得的樣品命名為樣品1.2)。所獲得的緩沖溶液中的總鐵濃度以普魯士藍(lán)基比色定量分析測定為3. 33mg(Fe)/g°實(shí)施例2 在第一合成階段中，將FeO(OH) (200mg，2. 25mmol)、油酸(HOA) (2. 54g,9. Ommol)和二十烷(1.2g)置于3頸燒瓶(50ml)中。燒瓶被置于加熱套中，并且燒瓶配備有攪拌器、與熱電偶相連的熱傳感器以及包括鼓泡指示器的回流冷凝器。所述熱電偶設(shè)定為360°C，加熱速率為3. 30C /分鐘，持續(xù)2小時。在分解期間，反應(yīng)混合物的顏色從紅棕色變?yōu)楹谏?，這表示形成了鐵氧化物納米粒子。將燒瓶冷卻至50°C。加入己烷(IOml)并且將混合物置于離心燒瓶中。通過加入丙酮(20ml)，所述納米粒子從己烷溶液中沉淀出。將燒瓶在4900rpm(467Ircf)下離心30分鐘。傾析出黑色的上清液，將剩余的納米粒子再分散在己烷(5ml)中并用丙酮(IOml)沉淀。重復(fù)該洗滌程序一次。將所產(chǎn)生的純化的納米粒子再分散并存儲在IOml己烷中(所獲得的樣品命名為樣品I. I)。在第二合成階段中，用IOml己烷稀釋IOml在第一合成階段中獲得的納米粒子溶液(溶液A)。將Pluronic F127(0.31g)溶于磷酸緩沖鹽水(PBS,20ml)中(溶液B)。將溶液A(1.5ml)和溶液B(1.5ml)混合并在開口燒杯中攪拌并允許溶劑蒸發(fā)。在43小時之后，獲得了均勻的黑色PBS水溶液；基本上所有的己烷已經(jīng)被蒸發(fā)。該溶液在至少幾個星期內(nèi)是穩(wěn)定的，沒有觀察到沉淀(所獲得的樣品命名為樣品2. 2)。所獲得的緩沖溶液中的總鐵濃度以普魯士藍(lán)基比色定量分析測定為2. 53mg(Fe)/g°實(shí)施例3在磁性粒子光譜(MPS)分析中測試所獲得樣品的性能。樣品I. I的MPS性能在IMHz下比Resovist 好兩個數(shù)量級，并且在更高的頻率下所述有益效果甚至?xí)黾?參見圖2)。樣品2.1和2. 2在IMHz下都比Resovisf5好至多一個數(shù)量級，并且在更高的頻率下所述優(yōu)異效果也會增加(參見圖2)。MPS的性能在己烷中和在水中的差異還沒有被完全理解，可能是對納米粒子親水化所必須的化學(xué)修飾的結(jié)果。實(shí)施例4在第一合成階段中，將FeO (OH)、油酸(HOA)和二十烷(I. 2g)置于3頸燒瓶(50ml)中。FeO(OH)和油酸用量以及組分的化學(xué)當(dāng)量細(xì)節(jié)提供在以下表I中。所述燒瓶被置于加熱套中，并且燒瓶配備有攪拌器、與熱電偶相連的熱傳感器以及包括鼓泡指示器的回流冷凝器。所述熱電偶設(shè)定為360°C，加熱速率為3. 3°C /分鐘，持續(xù)2小時。在分解期間，反應(yīng)混合物的顏色從紅棕色變?yōu)楹谏?，這表示形成了鐵氧化物納米粒子。將燒瓶冷卻至50°C。加入己烷(IOml)并且將混合物置于離心燒瓶中。通過加入丙酮(20ml)，所述納米粒子從己烷溶液中沉淀出。將燒瓶在4900rpm(4671rcf)下離心30分鐘。傾析出黑色的上清液，將剩余的納米粒子再分散在己烷(5ml)中并用丙酮(IOml)沉淀。重復(fù)該洗滌程序一次。將所產(chǎn)生的純化的納米粒子再分散并存儲在IOml己烷中(所獲得的樣品命名為樣品A至H)。在磁性粒子光譜(MPS)分析中測試所獲得樣品的性能。使用這些己烷溶液進(jìn)行樣品的所有分析。表I :生成樣品A至H的實(shí)施例4的不同實(shí)驗中的反應(yīng)混合物的組成
權(quán)利要求
1.形成鐵氧化物納米粒子的方法，其包括如下步驟 (a)在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物； (b)以一定的速率升高懸浮液的溫度直到340°C至500°C的最高值； (c)在步驟(b)的最高溫度下老化懸浮液約0.5至6小時； (d)冷卻懸浮液； (e)加入第二有機(jī)溶劑； (f)通過加入非溶劑并且移除過量的溶劑，沉淀納米粒子； (g)在所述第二有機(jī)溶劑中分散所述納米粒子； (h)將步驟(g)的分散體與聚合物溶液混合；和 (i)任選地移除所述第二有機(jī)溶劑。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述鐵氧化物/鐵氫氧化物是氧化鐵(III)/氫氧化鐵(III)、氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)、或者氧化鐵(III)/氫氧化鐵(III)和氧化亞鐵(II)/氫氧化亞鐵(II)的混合物。
3.權(quán)利要求I或2的方法，其中，所述油酸衍生物是油酸銨、油酸鋰、油酸鈉、油酸鉀、油酸鎂、油酸鈣、油酸鋁或油酸鐵。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述油酸銨是具有化學(xué)式R1R2R3R4N+的油酸烷基銨，其中R1、R2、R3和R4是烷基、芳基或甲硅烷基，或者是氫。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述油酸烷基銨是油酸四甲銨、油酸四乙銨、油酸四丙銨、油酸四丁銨或油酸苯甲基銨。
6.權(quán)利要求I至5任意一項的方法，其中所述第一有機(jī)溶劑是具有化學(xué)式CnH2_的烴溶劑，其中15 < n < 30并且-2 < m < 2 ;和/或所述非溶劑是丙酮、丁酮、戊酮、異丙基甲基酮、乙醚、甲基丙基醚、甲基異丙基醚、乙基丙基醚或乙基異丙基醚；和/或所述第二有機(jī)溶劑是戊烷、異戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳或二氯乙烷。
7.權(quán)利要求I至6任意一項的方法，其中所述步驟(b)的升溫速率為每分鐘約1°C至10。。。
8.權(quán)利要求I至7任意一項的方法，其中步驟(b)的所述最高溫度是340°C至400°C；和/或在冷卻步驟(d)中將所述懸浮液的溫度降低至約40°C至90°C。
9.權(quán)利要求I至8任意一項的方法，其中步驟(c)的所述老化進(jìn)行約I至5小時。
10.權(quán)利要求I至9任意一項的方法，其中所述聚合物溶液是包含聚乙二醇(PEG)和/或聚丙二醇(PPG)的親水性生物相容性共聚物的基本上水性的緩沖溶液，包含聚乙二醇(PEG)的兩親性磷脂的基本上水性的溶液或者兩親性嵌段共聚物的基本上水性的緩沖溶液。
11.權(quán)利要求I至9任意一項的方法，其中使用如下步驟以替代步驟(h):將步驟(g)的分散體與親水性或兩親性穩(wěn)定劑混合，所述親水性或兩親性穩(wěn)定劑例如是檸檬酸、酒石酸、乳酸、草酸、和/或它們?nèi)我獾柠}、右旋糖酐、羧基右旋糖酐、聚環(huán)氧乙烷基聚合物或共聚物、或者它們的任意組合。
12.權(quán)利要求I至11任意一項的方法，其中所述移除步驟(i)是如下進(jìn)行的在基本上未封閉的系統(tǒng)中攪拌混合物，由此使得所述第二有機(jī)溶劑蒸發(fā)，直到獲得親水性納米粒子的水溶液。
13.權(quán)利要求I至12任意一項的方法，其中進(jìn)行一個或多個如下的額外步驟 (j)純化步驟(i)中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液； (k)用氧化劑或還原劑處理步驟(i)或(j)中可獲得的納米粒子或納米粒子溶液； (I)通過除去、替換或改變聚合物或穩(wěn)定劑涂層來改性步驟(i)、(j)或(k)中可獲得的納米粒子的表面； (m)用載體例如膠束、脂質(zhì)體、聚合物囊泡、血細(xì)胞、聚合物膠囊、樹枝狀大分子、聚合物或水凝膠封裝或簇聚步驟(i)至(I)可獲得的納米粒子；和 (n)用特定的祀向性配體修飾步驟(i)至(m)可獲得的納米粒子。
14.通過按照權(quán)利要求I至13任意一項的方法可獲得的鐵氧化物納米粒子。
15.權(quán)利要求14的鐵氧化物納米粒子或者通過按照權(quán)利要求I至13任意一項的方法可獲得的鐵氧化物納米粒子作為磁性粒子成像(MPI)或磁性粒子光譜(MPS)的示蹤劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成鐵氧化物納米粒子的方法，包括如下步驟(a)在第一有機(jī)溶劑中懸浮鐵氧化物/鐵氫氧化物和油酸或其衍生物；(b)以一定的速率升高懸浮液的溫度直到340℃至500℃的最高值；(c)在步驟(b)的最高溫度下老化懸浮液約0.5至6小時；(d)冷卻懸浮液；(e)加入第二有機(jī)溶劑；(f)通過加入非溶劑并且移除過量的溶劑，沉淀納米粒子；(g)在所述的第二有機(jī)溶劑中分散所述納米粒子；(h)將步驟(g)的分散體與聚合物溶液混合；和(i)任選地移除所述第二有機(jī)溶劑。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過所述方法可獲得的鐵氧化物納米粒子，對所述納米粒子的額外改進(jìn)、封裝和修飾，以及所述納米粒子作為磁性粒子成像(MPI)或磁性粒子光譜(MPS)的示蹤劑的用途。
文檔編號A61K49/18GK102971014SQ201180032655
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者D·布丁斯基, C·博倫德, N·P·M·海科斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司