ポリエチレングリコールで被覆した、葉酸レセプタ標的を有する酸化鉄ナノ粒子
【課題】スーパーパラマグネティック酸化鉄−ポリエチレングリコール葉酸（ＳＰＩＯ−ＰＥＧ−ＦＡ）化合物及びその製備方法の提供。
【解決手段】スーパーパラマグネティック酸化鉄−ポリエチレングリコール葉酸（ＳＰＩＯ−ＰＥＧ−ＦＡ）化合物及びその製備方法で、細胞の葉酸レセプタをターゲットして細胞内に進入することができ、且つ、高弛緩率のナノ粒子を有する。スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は磁気共振造影対比剤とすることができる。
【解決手段】スーパーパラマグネティック酸化鉄−ポリエチレングリコール葉酸（ＳＰＩＯ−ＰＥＧ−ＦＡ）化合物及びその製備方法で、細胞の葉酸レセプタをターゲットして細胞内に進入することができ、且つ、高弛緩率のナノ粒子を有する。スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は磁気共振造影対比剤とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共振造影対比剤及びその製備方法に関し、特に、スーパーパラマグネティック酸化鉄（Superpara-magnetic Iron Oxide，ＳＰＩＯ）ナノ粒子を含んだ磁気共振造影対比剤及びその製備方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医学映像を利用して診断を補助する物理療法において、磁気共振造影（ＭＲＩ）は高解析の映像を提供でき且つＸ−ｒａｙのような輻射傷害がないので核磁気造影技術は益々広汎に臨床診断に応用されるようになった。ＭＲＩは強磁界下で引導された弛緩率差異により映像対比をもたらさせ、対比剤（contrast agents）を使用することにより映像の対比を一層向上した。
【０００３】
磁気共振対比剤の発展は磁界下における特性につれて大きく二つに分けられる。その一つは縦方向弛緩時間（spin-lattice relaxation time，Ｔ１）の減少を主とする磁気共振造影対比剤（Ｔ１造影剤と称する）であり、この種の造影剤はＴ１の信号強度を上昇させるので、組織信号を増強することに用いられる（ＭＲＩ映像は比較的明るいように見える）。目前Ｔ１対比剤に属する金属錯化合物は〔Ｇｄ（ＤＴＰＡ）〕2-（diethylene-triaminepentaacetate-gadolinium(III)）、〔Ｇｄ（ＤＯＴＡ）〕2-（1,4,7,10-tetra-azacyclododecane-Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’-tetraacetate-gadolinium(III)）、〔Ｇｄ（ＢＯＰＴＡ）〕2-(benzyloxypropioic-diethylenetriamine pentaacetate-gadolinium(III))、ＭｎＤＰＤＰ（Ｎ，Ｎ’-dipyridoxylethylene diamine-Ｎ，Ｎ’-diacetate-5,5’-bis(phosphate)-manganese(II)）等である。他の一つは横方向弛緩時間（spin-spinrelaxation time，Ｔ２）の減少を主とする対比剤（Ｔ２対比剤と称する）であり、これは一種の微細物質の重合体であって、通常スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子（ＳＰＩＯ nanoparticles）と称する。この種の対比剤は磁界強度不均一の現象を発生してＴ２弛緩時間を短縮するので、組織信号を減少して組織が正常か否かを識別するに用いられる（ＭＲＩ映像上では比較的暗いように見える）。
【０００４】
Ｔ１の降下方法は血管内にしか応用されないので、その効果範囲は比較的小さく、Ｔ２の方法範囲が微血管周辺組織までに及ぶ可能性を低下する。したがって、ＳＰＩＯを主とするＴ２磁気共振造影対比剤は極めて潜在的な応用価値を有する。その中、Product-orientedを有する磁気共振造影対比剤は目前磁気共振造影研究の重要方向である。
【０００５】
しかしながら、酸化鉄ナノ粒子が比較的大きな表面積を有しているので、酸化鉄ナノ粒子が容易に集中し血漿蛋白（plasma proteins）を吸着する。酸化鉄ナノ粒子が人体に注射された後、もし酸化鉄ナノ粒子が集中又は吸着現象が発生すると、人体内に巨大細胞が存在して、迅速に単核球食細胞系統（mononuclear phagocyte system，ＭＰＳ）により除去されるので、酸化鉄ナノ粒子が快速に血液中から排除され、細胞組織に達することができない。したがって、酸化鉄ナノ粒子の血液中における半生期を増長するために、酸化鉄ナノ粒子の表面に一層のフィルムを被覆している。このフィルムの材料は高度な生物相容性（biocompatibility），非免疫性（nonimmunogenic），非抗原性（nonantigenic）及び抗蛋白質吸着（protein-resistant）を具備しなければならない。フィルムで被覆した後の酸化鉄ナノ粒子はその集中及び吸着を回避でき、これにより酸化鉄ナノ粒子が単核球食細胞系統に食われるのを減らして、順利に細胞を組織することができる。
【０００６】
目前、ＳＰＩＯを被すためのフィルムは主に葡萄多糖類又はその派生物により組成されている。その中、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は低毒性無電荷の親水性残基であり、体内で分解代謝できるので、近十年来、多くの薬物はＰＥＧを通して彼等の生物相容性を改善しており、同時に蛋白質が吸着されるのを防止している。しかしながら、酸化鉄ナノ粒子を被覆する場合大量のＰＥＧが必要なので、一般市販のＰＥＧはより反応性を具備させるために不同官能を修飾しており、目前市中では修飾を経過した後−ＮＨＳ又は−ＣＯＯＨの官能基を帯びたものが販売されている。これは繁雑な合成ステップを経過してから製備できるので、市販価格が比較的高い。
【０００７】
酸化鉄ナノ粒子を細胞に内化するには、通常以下の方式、例えば液相飲作用（fluid phase pinocytosis）、レセプタ引導飲作用（receptor-mediated pinocytosis）及び食作用（phagocytosis）がある。その中、レセプタ引導飲作用の方式で、酸化鉄ナノ粒子の表面を、特殊細胞レセプタに目標化する探針を有するように修飾し、レセプタ引導飲作用を利用して細胞で酸化鉄ナノ粒子をおさめることにより、酸化鉄ナノ粒子に細胞専一性を備えさせることができる。酸化鉄ナノ粒子により呈された磁気共振造影は極めて応用潜力を有するが、目前実際に医学映像診断依拠の標的に応用されているのは僅に目前ＥＤＡ許可を受けたResovist(登録商標) ，Feridex（登録商標），Endorem（登録商標），Gastro MARK（登録商標） 及びLumirem（登録商標）しかなく、その標的はいずれも正常組織細胞である。したがって、もし一歩進んでＳＰＩＯの特定レセプタ探針を修飾でき且つ損害を受けた組織細胞を標的とすれば、更に一歩進んでＳＰＩＯの応用範囲を広めることができる。
【０００８】
葉酸（folic acide，ＦＡ）は細胞生長に不可欠な重要因子である水溶性ビタミンＢであり、ＤＮＡ及びＲＮＡ生成の先駆物である。正常な細胞膜上には葉酸のレセプタがある。そして癌細胞細胞膜には正常細胞よりも多数倍多い葉酸レセプタが出現する。したがって、もし葉酸レセプタを標的とする酸化鉄ナノ粒子を設計できれば、癌細胞の位置の検出及び一歩進んだ治療に用いられることができる。
【０００９】
M.Zhang等は２００４年J.Am.Chem.Soc.第１２６巻第７２０６ページに、ＰＥＧ分子量が６００ダルトンのを使用して被覆物とする合成方法は、フーリエ変換赤外スペクトログラフ測定量により、酸化鉄ナノ粒子の表面には確実に既にＰＥＧ及び葉酸が修飾されているのを証明したと掲示されている。
【００１０】
したがって、目前市中には既に修飾後不同官能基を帯びたＰＥＧがあるが、そのスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の合成ステップは繁雑且つ高価であるので、目前では医学診断映像上において素早やく癌細胞の専一性標的の対比剤を得ることにより、磁気共振映像で明確に癌細胞の位置を判別することが切に望まれている。
【００１１】
これに鑑がみ、上記従来の技術にて発生した欠陥を解決するために鋭意テストと研究とを重ねた結果、ついに、本発明の「スーパーパラマグネティック酸化鉄−ポリエチレングリコール−葉酸（ＳＰＩＯ−ＰＥＧ−ＦＡ）化合物及びその方法を案出した。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は先行技術が存在していた欠陥を克服するために、分子式がＸ−Ｙn −Ｚである化合物を提供する。式中、Ｘはスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子、Ｙはポリエチレングリコール、Ｚは葉酸、ｎはポリエチレングリコールの重合数である。
【００１３】
上記化合物において、該Ｘはシリコーンにより修飾されたスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子である。
【００１４】
また上記化合物において、該ポリエチレングリコールの重合数ｎは８−２５である。
【００１５】
また、上記化合物において該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の粒径は３−５ｎｍである。
【００１６】
また上記化合物において、該シリコーンは３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（以下、ＡＰＴＭＳと略称）である。
【００１７】
本発明は他に磁性粒子の製備方法を提供する。該方法は（１）スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を製備するステップと、（２）ポリエチレングリコールを修飾するステップと、（３）該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子と修飾後のポリエチレングリコールとをカップリングして結合物を得るステップと、（４）該結合物と葉酸とをカップリングして磁性粒子を得るステップとを備えてなる。
【００１８】
上記方法において、該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は油酸と酸化鉄との作用により得られる。
【００１９】
また上記方法において、該ステップ（１）の後は更に、シリコーンで該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子表面をカバーするステップ（１−１）を備える。
【００２０】
また上記方法において、該シリコーンはＡＰＴＭＳである。
【００２１】
また上記方法において、該ステップ（２）の修飾作用はトリエチレンアミン、ポリエチレングリコール及びトルエン−４−スルホニルクロリド（ＴｓＣｌ）による作用である。
【００２２】
また上記方法において、該修飾作用の産物はトルエンスルホン基ポリエチレングリコールである。
【００２３】
また上記方法において該ポリエチレングリコールの平均分子量は４００ダルトンである。
【００２４】
また、該ポリエチレングリコールの平均分子量は１０００ダルトンである。
【００２５】
更には該ポリエチレングリコールの平均分子量は２０００ダルトンである。
【００２６】
上記方法において、ステップ（４）の葉酸は１−エチル−３−（３−ジエチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣと略称）とＮ’−ヒドロキシサクシンイミド（ＮＨＳと略称）とにより修飾されている。
【００２７】
また上記方法において、該結合物と修飾後の葉酸とをカップリングすることにより、磁性粒子を得ることができる。
【００２８】
また、本発明により提供される方法によれば、磁性粒子を得ることができ、該化合物は核磁気造影の対比剤に用いられる。
【００２９】
本発明はスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子に関し、且つ、トルエンスルホン基ポリエチレングリコールを利用してスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を被覆した後葉酸と結合し、葉酸標的癌細胞細胞上の葉酸レセプタを利用して、特性標的性を有する磁気共振造影対比剤とする。
【００３０】
以下、図面を参照しながら比較的好適な実施例を説明すれば十分に理解を得ることができ、この分野に熟知せるものであればこれに基づいて完成することができる。しかしながら本発明の技術的思想はこれら実施例に限定されないのは言うまでもない。
【実施の形態】
【００３１】
図１は本発明の化合物製備方法を示す見取図である。これを参照しながら以下その方法を詳細に説明する。
【００３２】
図１のステップ（ａ）に示すように、スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子製備方法は、先ず５．２ｇ（３１．４３ｍｍｏｌｅ）ＦｅＣｌ3 及び３．１２ｇ（１５．４２ｍｍｏｌｅ）ＦｅＣｌ3 ・４Ｈ2 Ｏを２５ｍｌ（０．４Ｍ）塩酸中に溶解し、激烈に攪拌した後徐々に２５０ｍｌ（２．５Ｍ）水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液中に滴定する；次にこれに続いて１時間攪拌した後、４０００ｒｐｍで１０分間遠心すると黒色固体が得られた。この固体を取り、脱イオン水で新たに分散した後、４０００ｒｐｍで１０分間遠心し、これを５回重複して過量のＮａＯＨを洗浄した。再度黒色固体を脱イオン水で新たに分散し、攪拌下で油酸を添加した後、更にトルエンで抽出を行って黒色液体を取得すると、フーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴ−ＩＲ）が３３９９．０ｃｍ-1，１６３６．７ｃｍ-1であるスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子が得られた。続いて、０．１ｇスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を２００ｍｌトルエン中に溶解し、Ｎ2 の通気下で９５℃まで加熱した後持続３０分間攪拌した。最後に、３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ）を１６０℃まで加熱して６時間回流すると、図１ステップ（ａ）に示す、シリコーンで表面を被覆したスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子（以下ＳＰＩＯ−Ｓｉと略称する）が得られた。
【００３３】
本発明はＰＥＧの分子量に対して三つの異なる実施例を選択した。その中図１ステップ（ｂ）に示すように、第１の実施例において平均分子量（Ｍｎ）が４００ダルトンであるＰＥＧ（以下ＰＥＧ(400)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）トルエン−４−スルホニルクロリド（ＴｓＣｌ）を２００ｍｌトルエン中に溶解した。１０ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(400)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）トリエチレンアミン（ＴＥＡ）を５０ｍｌトルエンに溶解し、激烈に攪拌した後徐々にＴｓＣｌ溶液中に滴定して室温下で２４時間反応した。Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でトルエン層を濃縮した後真空系統で乾燥し、最後ヘキサンで過量のＴｓＣｌを洗浄すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(400)（以下ＰＥＧ(400)−ＯＴｓと称する）１６．７２ｇ（２３．６ｍｍｏｌｅ）、歩留９４．４％の産物が得られた。ＰＥＧ(400)−ＯＴｓの水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４４５（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５７７−３．６９２（ｍ，３Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１４２，４．１５４，４．１６６（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３８８，７．３５８，７．７８１，７．８０１（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．６３９，１３２．６９６，１２９．６４２，１２７．７３３，７０．４６０，７０．３３２，７０．２７９，７０．２４１，６９．１０４，６８．４０７，２１．４３３。
【００３４】
図１ステップ（ｂ）に示すように、第２の実施例において平均分子量（Ｍｎ）が１０００ダルトンであるＰＥＧ（以下、ＰＥＧ(1000)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）ＴｓＣｌを２５０ｍｌトルエン中に溶解し、２５ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(1000)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）ＴＥＡを添加して室温下で４８時間反応した。抽気ろ過した後、Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でＨ2 Ｏ層を濃縮した後、更にクロロフォルム（ＣＨＣｌ3 ）で溶解ろ過し、最後に真空濃縮機でろ液を濃縮すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(1000)（以下ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓと称する）３０．７ｇ（２３．５ｍｍｏｌｅ）、歩留９３．７％の産物が得られた。ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓの水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４１０（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５３９−３．６５５（ｍ，１０８Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１０３，４．１１５，４．１２７（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３００，７．３２０，７．７４４，７．７６４（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＢＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．５９２，１３２．８３６，１２９．６４４，１２７．７６４，７０．５１９，７０．３９８，７０．３６０，７０．３０７，６９．９６６，６８．０７１，６８．４５７，２１．４３７。
【００３５】
図１ステップ（ｂ）に示すように、第３の実施例では平均分子量（Ｍｎ）が２０００ダルトンであるＰＥＧ（以下、ＰＥＧ(2000)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）ＴｓＣｌを２５０ｍｌトルエン中に溶解し、５０ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(2000)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）ＴＥＡを添加して室温下で４８時間反応した。抽気ろ過した後、Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でＨ2 Ｏ層を濃縮した後、更にクロロフォルム（ＣＨＣｌ3 ）で溶解ろ過し、最後に真空濃縮機でろ液を濃縮すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(2000)（以下、ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓと称する）５３．５ｇ（２３．２ｍｍｏｌｅ）、歩留９２．６％の産物が得られた。ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓ水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４５３（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５８５−３．７０１（ｍ，１９６Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１４８，４．１６１，４．１７３（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３３９，７．３５９，７．７９１，７．８１２（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．７２９，１３３．００２，１２９．７７３，１２７．９３１，７０．６９３，７０．５１１，７０．２３１，７０．１１７，６９．１８５，６８．６３１，２１．５８９。
【００３６】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第１の実施例中において別に３ｇ（４．２ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(400)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(400)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４１７．７ｃｍ-1，３２９５．５ｃｍ-1，２９２３．４ｃｍ-1，２８５３．４ｃｍ-1，１６４１．８ｃｍ-1，１５４８．９ｃｍ-1，１４６１．６ｃｍ-1，１３５１．５ｃｍ-1，１１２０．４ｃｍ-1，９２９．７ｃｍ-1。
【００３７】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第２の実施例中において別に６ｇ（４．６ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４０００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(1000)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４２５．７ｃｍ-1，３２９８．８ｃｍ-1，２９２３．９ｃｍ-1，２８５３．９ｃｍ-1，１６４２．０ｃｍ-1，１５４６．３ｃｍ-1，１４９０．０ｃｍ-1，１３５１．３ｃｍ-1，１１０６．３ｃｍ-1，９４９．３ｃｍ-1。
【００３８】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第３の実施例中において別に９ｇ（３．９ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４０００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(2000)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４２６．９ｃｍ-1，３２８４．１ｃｍ-1，２９２１．６ｃｍ-1，２８５５．１ｃｍ-1，１６４１．９ｃｍ-1，１４６２．５ｃｍ-1，１３５１．５ｃｍ-1，１１０４．６ｃｍ-1，９５０．７ｃｍ-1。
【００３９】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第１の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)と混合し、室温下で４８時間攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３９７．２ｃｍ-1，２９２４．６ｃｍ-1，２５８３．７ｃｍ-1，１６８７．８ｃｍ-1，１６４１．８ｃｍ-1，１６０７．８ｃｍ-1，１１０６．０ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４０】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第２の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)と混合し、室温下で４８時間攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３９５．６ｃｍ-1，２９２４．４ｃｍ-1，２８５３．８ｃｍ-1，１６８６．６ｃｍ-1，１６０８．９ｃｍ-1，１１０６．１ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４１】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第３の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)と混合し、室温下で攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３５８．５ｃｍ-1，２９２３．８ｃｍ-1，２８５３．５ｃｍ-1，１６８７．８ｃｍ-1，１６０４．５ｃｍ-1，１１００．０ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４２】
図２はＳＱＵＩＤでＳＰＩＯ粉末を測量する、感応磁界と印加磁界との対応関係を示す図である。図２（ａ）に示すように、ＳＰＩＯが３１０Ｋの場合、図２のマグネティック・クリーピング曲線は印加磁界が消失した時に、ＳＰＩＯの感応磁界もそれにつれて消失し、マグネティック・クリーピンク現象が発生しない。これはＳＰＩＯがスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子であるのを証明し、且つ、その飽和磁化率は２００００Ｏｅの時に６２ｅｍｕ／ｇである。これにより、ＳＰＩＯがスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子であることを証明できる。
【００４３】
図３は本発明化合物のＰＥＧ(400)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図３に示すように、（ａ）はＳＰＩＯであり、３３９９ｃｍ-1において一つの信号を有し、これは酸化鉄ナノ粒子の表面−ＯＨ官能基である。（ｂ）はＡＰＴＭＳであり、１３００〜１６００ｃｍ-1の間にいくらかの低強度の信号があると共に、２８８７〜２９７３ｃｍ-1の間に−ＣＨ2 −の信号がある。したがって、ＳＰＩＯにＡＰＴＭＳを被覆した後得られたＳＰＩＯ−Ｓｉは、図３（ｃ）に示すように、３３８１ｃｍ-1において一つのワイド・バンドの信号、即ち−ＮＨ2 及び−ＯＨの混合信号があり、且つ１３００〜１６００ｃｍ-1に低強度の信号があり、ＡＰＴＭＳが既にＳＰＩＯの表面を修飾していることを裏付けている。そしてＳＰＩＯ−Ｓｉは継続的にＰＥＧ(400)と反応してＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)を生成し、図３（ｄ）に示すように、スペクトログラムは３４１７ｃｍ-1と３２９５ｃｍ-1との箇所に二組の、−ＮＨ及び−ＮＨ2 の官能基である信号があり、また１３５１．５ｃｍ-1と１１２０．４ｃｍ-1との箇所にＣ−Ｏ−Ｃである吸収信号があることから、ＰＥＧは既にしっかり酸化鉄ナノ粒子の表面にリンクされていることを裏付けている。（ｅ）は葉酸であり、３０００〜３６００ｃｍ-1の間及び１１００〜１７００ｃｍ-1の間に数組の信号があり、特に、１６０５ｃｍ-1及び１６９４ｃｍ-1のこの両組は葉酸の代表信号である。したがって、葉酸とリンクを生成したＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡは、図３（ｆ）に示すように、３１００〜３６００ｃｍ-1の間に一つのワイド・バンドの吸収信号があり、そして１６０７ｃｍ-1及び１６８７ｃｍ-1にも葉酸を代表する吸収信号がある。フーリエ変換赤外線スペクトログラフを利用して各サンプルの吸収信号を測量したところ、ＰＥＧ(400)が既にうまくＳＰＩＯの表面を被覆しており、且つ、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)上に葉酸が修飾、リンクされておることが証明された。
【００４４】
図４は本発明化合物のＰＥＧ(1000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図４に示される結果から図２と吻合しているので、既にうまくＰＥＧ(1000)を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾し、ＰＥＧ上において修飾を行い、葉酸とリンクしてＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡを生成していることが証明されている。
【００４５】
図５は本発明化合物のＰＥＧ(2000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図５に示される結果から図２とも吻合しているので、既にうまくＰＥＧ(2000)を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾し、ＰＥＧ上において修飾を行い、葉酸とリンクしてＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡを生成していることが証明されている。
【００４６】
図６、図７、図８は本発明化合物のＰＥＧ(400)，ＰＥＧ(1000)及びＰＥＧ(2000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。図６に示すように、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)の波長は、２２０ｎｍにおいて明らかに激増した吸収ピークを有し、そして葉酸は３６０ｎｍ及び２９０ｎｍにおいて明らかに激増した吸収ピークを有している。葉酸とリンクを生成したＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡは、波長３６０ｎｍ、２８０ｎｍ及び２００ｎｍにおいていずれも吸収ピークを有しており、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡの表面が確に修飾され、葉酸に連結していることが立証されている。同様な状況も、他の二つの不同分子量で修飾された酸化鉄ナノ粒子上にあり、図７及び図８においても同様な吸収ピークが見られた。これは不同分子量のＰＥＧを被覆した酸化鉄ナノ粒子を証明し、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡはいずれもうまく葉酸を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾していることを証明している。
【００４７】
酸化鉄ナノ粒子は、まだ生物相容性を有する材料を被覆していない時、容易に集中が発生し巨大顆粒を形成して沈澱する。良好な生物相容性の材料を被覆した後、各酸化鉄ナノ粒子の外層は一層のフィルムが形成され、このフィルムは酸化鉄ナノ粒子に集中を発生させないので、その分散性を増加する。我々は透過式電子顕微鏡の分析を通して酸化鉄ナノ粒子が集中しているか否かを判断でき、これにより既に良好な生物相容性の材料を被覆してその分散性を増加できることが証明されている。そして合成した酸化鉄ナノ粒子、そのシデロホア部分の平均粒径サイズを計測した。
【００４８】
図９は本発明化合物のＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡映像分析を示す図である。図９に示すように、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡのシデロホア部分はその平均粒径が３．８±０．８ｎｍ、且つ、分散性が良好である。酸化鉄ナノ粒子はＰＥＧ(400)を被覆し、且つ、葉酸とリンクした後でもなお良好な分散性を具備している。図１０及び図１１は本発明におけるＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡分析映像を示す図である。分析の結果から、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡのシデロホア平均粒径はいずれも３．８±０．８ｎｍであり、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと同一の結果を有するので、良好な分散性の酸化鉄ナノ粒子を有している。
【００４９】
腫瘍細胞は一種の絶えず快速に分裂した細胞であり、分裂時に大量のＤＮＡ及びＲＮＡを合成する必要がある。葉酸は細胞の生長に不可欠な重要因子であり、ＤＮＡ及びＲＮＡの生成先駆物であるので、細胞の分裂時に大量の葉酸を収める必要がある。したがって、大部分の腫瘍細胞の細胞膜上には、いずれも葉酸レセプタの過度表現がある。これであれば、既に葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子は容易に細胞膜上にターゲットして細胞内に進入することができる。人類鼻咽喉表皮癌細胞（ＫＢ ｃｅｌｌ）は葉酸レセプタが過度表現を有する腫瘍細胞であり、既に葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子を大量細胞中に進入させる。他方、蛍光染色剤Fiuorescein isothiocy anate（ＦＩＴＣ）は蛍光を発する特性があって、ＰＥＧとカップリングして栄光検出ターゲットとすることが出来るので、ＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)を利用して葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子の競争試剤とすることができる。このようにすることにより、流式細胞分析儀を利用して葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子が標的葉酸レセプタの特性を有するか否かを分析することができる。
【００５０】
図１２は本発明化合物のＰＥＧ(400)の流式細胞儀分析結果を示す図である。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡとＫＢ細胞とを培養した結果、図１２に示すように、赤色線はＫＢ細胞しかなく、緑色線はＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ＋ＫＢ細胞であり、得られた結果は赤色線と同様、いずれもＦＩＴＣの信号表現を有していない。黒色線はＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ＋ＫＢ細胞であり、その信号に明らかな上昇があるのを見る。青色線はＫＢ細胞であり、先ずＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと作用した後、さらにＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡを添加したが、ＫＢ細胞膜上の葉酸レセプタが既にＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡに占拠されているので、後に続いて添加したＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡは、もはや再度ＫＢ細胞膜上の葉酸レセプタにリンクすることができない。したがって、信号の表現はＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡがＫＢ細胞と作用する表現と一致しており、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡはＫＢ細胞上の葉酸レセプタをターゲットできることが証明されている。図１３及び図１４は本発明のＰＥＧ(1000)及びＰＥＧ(2000)の流式細胞儀分析結果を示し、この分析結果から、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡはＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと同様、いずれもＫＢ細胞上の葉酸レセプタにターゲットできることが立証された。
【００５１】
表１は本発明の実施例と先行技術との弛緩率の比較を示す。２０ＭＨｚ弛緩メータを使用して、３７．０±０．１℃の温度下でＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000) 及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(200)の縦方向時間と横方向弛緩時間とを測量したが、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)のｒ1 が１１．５±１．３ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 が１２２．１±１．８ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 の比率が１０．６２であった。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)のｒ1 は１０．９±±１．５ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 は１１０．１±２．０ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 比率は１０．１０である。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)のｒは１２．１±１．２ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 は１０４．０±１．８ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 比率は８．６０である。表１に示すように、本発明により合成された酸化鉄ナノ粒子ｒ／ｒ1 の数値は市販のResovistよりも高い。したがって、本発明の、葉酸レセプタ標的特性を有するＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡは将来葉酸レセプタ過度表現を有する細胞を検出するものとすることができ、標的葉酸レセプタの磁気共振造影対比剤となる潜力を有する。
【００５２】
表１：２０ＭＨｚ弛緩メータを使用して３７．０±０．１℃の温度下でＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡの縦方向及び横方向弛緩時間を測量した。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の化合物製備フローを示す見取図である。
【図２】ＳＱＵＩＤでＳＰＩＯ粉末を測量する、感応磁界と印加磁界との対応関係を示す図である。
【図３】本発明化合物のＰＥＧ(400)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図４】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図５】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図６】本発明化合物のＰＥＧ(400)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図７】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図８】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図９】本発明化合物のＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１０】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１１】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１２】本発明化合物のＰＥＧ(400)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【図１３】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【図１４】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【主要素子の符号の説明】
【００５４】
ＳＰＩＯ スーパーパラマグネティック酸化鉄
ＰＥＧ ポリエチレングリコール
ＦＡ 葉酸
ＡＰＴＭＳ ３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン
ＰＥＧ−ＯＴｓ トルエンスルホン基ポリエチレングリコール
ＴｓＣｌ トルエン−４−スルホニルクロリド
ＴＥＡ トリエチルアミン
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共振造影対比剤及びその製備方法に関し、特に、スーパーパラマグネティック酸化鉄（Superpara-magnetic Iron Oxide，ＳＰＩＯ）ナノ粒子を含んだ磁気共振造影対比剤及びその製備方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医学映像を利用して診断を補助する物理療法において、磁気共振造影（ＭＲＩ）は高解析の映像を提供でき且つＸ−ｒａｙのような輻射傷害がないので核磁気造影技術は益々広汎に臨床診断に応用されるようになった。ＭＲＩは強磁界下で引導された弛緩率差異により映像対比をもたらさせ、対比剤（contrast agents）を使用することにより映像の対比を一層向上した。
【０００３】
磁気共振対比剤の発展は磁界下における特性につれて大きく二つに分けられる。その一つは縦方向弛緩時間（spin-lattice relaxation time，Ｔ１）の減少を主とする磁気共振造影対比剤（Ｔ１造影剤と称する）であり、この種の造影剤はＴ１の信号強度を上昇させるので、組織信号を増強することに用いられる（ＭＲＩ映像は比較的明るいように見える）。目前Ｔ１対比剤に属する金属錯化合物は〔Ｇｄ（ＤＴＰＡ）〕2-（diethylene-triaminepentaacetate-gadolinium(III)）、〔Ｇｄ（ＤＯＴＡ）〕2-（1,4,7,10-tetra-azacyclododecane-Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’-tetraacetate-gadolinium(III)）、〔Ｇｄ（ＢＯＰＴＡ）〕2-(benzyloxypropioic-diethylenetriamine pentaacetate-gadolinium(III))、ＭｎＤＰＤＰ（Ｎ，Ｎ’-dipyridoxylethylene diamine-Ｎ，Ｎ’-diacetate-5,5’-bis(phosphate)-manganese(II)）等である。他の一つは横方向弛緩時間（spin-spinrelaxation time，Ｔ２）の減少を主とする対比剤（Ｔ２対比剤と称する）であり、これは一種の微細物質の重合体であって、通常スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子（ＳＰＩＯ nanoparticles）と称する。この種の対比剤は磁界強度不均一の現象を発生してＴ２弛緩時間を短縮するので、組織信号を減少して組織が正常か否かを識別するに用いられる（ＭＲＩ映像上では比較的暗いように見える）。
【０００４】
Ｔ１の降下方法は血管内にしか応用されないので、その効果範囲は比較的小さく、Ｔ２の方法範囲が微血管周辺組織までに及ぶ可能性を低下する。したがって、ＳＰＩＯを主とするＴ２磁気共振造影対比剤は極めて潜在的な応用価値を有する。その中、Product-orientedを有する磁気共振造影対比剤は目前磁気共振造影研究の重要方向である。
【０００５】
しかしながら、酸化鉄ナノ粒子が比較的大きな表面積を有しているので、酸化鉄ナノ粒子が容易に集中し血漿蛋白（plasma proteins）を吸着する。酸化鉄ナノ粒子が人体に注射された後、もし酸化鉄ナノ粒子が集中又は吸着現象が発生すると、人体内に巨大細胞が存在して、迅速に単核球食細胞系統（mononuclear phagocyte system，ＭＰＳ）により除去されるので、酸化鉄ナノ粒子が快速に血液中から排除され、細胞組織に達することができない。したがって、酸化鉄ナノ粒子の血液中における半生期を増長するために、酸化鉄ナノ粒子の表面に一層のフィルムを被覆している。このフィルムの材料は高度な生物相容性（biocompatibility），非免疫性（nonimmunogenic），非抗原性（nonantigenic）及び抗蛋白質吸着（protein-resistant）を具備しなければならない。フィルムで被覆した後の酸化鉄ナノ粒子はその集中及び吸着を回避でき、これにより酸化鉄ナノ粒子が単核球食細胞系統に食われるのを減らして、順利に細胞を組織することができる。
【０００６】
目前、ＳＰＩＯを被すためのフィルムは主に葡萄多糖類又はその派生物により組成されている。その中、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は低毒性無電荷の親水性残基であり、体内で分解代謝できるので、近十年来、多くの薬物はＰＥＧを通して彼等の生物相容性を改善しており、同時に蛋白質が吸着されるのを防止している。しかしながら、酸化鉄ナノ粒子を被覆する場合大量のＰＥＧが必要なので、一般市販のＰＥＧはより反応性を具備させるために不同官能を修飾しており、目前市中では修飾を経過した後−ＮＨＳ又は−ＣＯＯＨの官能基を帯びたものが販売されている。これは繁雑な合成ステップを経過してから製備できるので、市販価格が比較的高い。
【０００７】
酸化鉄ナノ粒子を細胞に内化するには、通常以下の方式、例えば液相飲作用（fluid phase pinocytosis）、レセプタ引導飲作用（receptor-mediated pinocytosis）及び食作用（phagocytosis）がある。その中、レセプタ引導飲作用の方式で、酸化鉄ナノ粒子の表面を、特殊細胞レセプタに目標化する探針を有するように修飾し、レセプタ引導飲作用を利用して細胞で酸化鉄ナノ粒子をおさめることにより、酸化鉄ナノ粒子に細胞専一性を備えさせることができる。酸化鉄ナノ粒子により呈された磁気共振造影は極めて応用潜力を有するが、目前実際に医学映像診断依拠の標的に応用されているのは僅に目前ＥＤＡ許可を受けたResovist(登録商標) ，Feridex（登録商標），Endorem（登録商標），Gastro MARK（登録商標） 及びLumirem（登録商標）しかなく、その標的はいずれも正常組織細胞である。したがって、もし一歩進んでＳＰＩＯの特定レセプタ探針を修飾でき且つ損害を受けた組織細胞を標的とすれば、更に一歩進んでＳＰＩＯの応用範囲を広めることができる。
【０００８】
葉酸（folic acide，ＦＡ）は細胞生長に不可欠な重要因子である水溶性ビタミンＢであり、ＤＮＡ及びＲＮＡ生成の先駆物である。正常な細胞膜上には葉酸のレセプタがある。そして癌細胞細胞膜には正常細胞よりも多数倍多い葉酸レセプタが出現する。したがって、もし葉酸レセプタを標的とする酸化鉄ナノ粒子を設計できれば、癌細胞の位置の検出及び一歩進んだ治療に用いられることができる。
【０００９】
M.Zhang等は２００４年J.Am.Chem.Soc.第１２６巻第７２０６ページに、ＰＥＧ分子量が６００ダルトンのを使用して被覆物とする合成方法は、フーリエ変換赤外スペクトログラフ測定量により、酸化鉄ナノ粒子の表面には確実に既にＰＥＧ及び葉酸が修飾されているのを証明したと掲示されている。
【００１０】
したがって、目前市中には既に修飾後不同官能基を帯びたＰＥＧがあるが、そのスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の合成ステップは繁雑且つ高価であるので、目前では医学診断映像上において素早やく癌細胞の専一性標的の対比剤を得ることにより、磁気共振映像で明確に癌細胞の位置を判別することが切に望まれている。
【００１１】
これに鑑がみ、上記従来の技術にて発生した欠陥を解決するために鋭意テストと研究とを重ねた結果、ついに、本発明の「スーパーパラマグネティック酸化鉄−ポリエチレングリコール−葉酸（ＳＰＩＯ−ＰＥＧ−ＦＡ）化合物及びその方法を案出した。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は先行技術が存在していた欠陥を克服するために、分子式がＸ−Ｙn −Ｚである化合物を提供する。式中、Ｘはスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子、Ｙはポリエチレングリコール、Ｚは葉酸、ｎはポリエチレングリコールの重合数である。
【００１３】
上記化合物において、該Ｘはシリコーンにより修飾されたスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子である。
【００１４】
また上記化合物において、該ポリエチレングリコールの重合数ｎは８−２５である。
【００１５】
また、上記化合物において該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の粒径は３−５ｎｍである。
【００１６】
また上記化合物において、該シリコーンは３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（以下、ＡＰＴＭＳと略称）である。
【００１７】
本発明は他に磁性粒子の製備方法を提供する。該方法は（１）スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を製備するステップと、（２）ポリエチレングリコールを修飾するステップと、（３）該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子と修飾後のポリエチレングリコールとをカップリングして結合物を得るステップと、（４）該結合物と葉酸とをカップリングして磁性粒子を得るステップとを備えてなる。
【００１８】
上記方法において、該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は油酸と酸化鉄との作用により得られる。
【００１９】
また上記方法において、該ステップ（１）の後は更に、シリコーンで該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子表面をカバーするステップ（１−１）を備える。
【００２０】
また上記方法において、該シリコーンはＡＰＴＭＳである。
【００２１】
また上記方法において、該ステップ（２）の修飾作用はトリエチレンアミン、ポリエチレングリコール及びトルエン−４−スルホニルクロリド（ＴｓＣｌ）による作用である。
【００２２】
また上記方法において、該修飾作用の産物はトルエンスルホン基ポリエチレングリコールである。
【００２３】
また上記方法において該ポリエチレングリコールの平均分子量は４００ダルトンである。
【００２４】
また、該ポリエチレングリコールの平均分子量は１０００ダルトンである。
【００２５】
更には該ポリエチレングリコールの平均分子量は２０００ダルトンである。
【００２６】
上記方法において、ステップ（４）の葉酸は１−エチル−３−（３−ジエチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣと略称）とＮ’−ヒドロキシサクシンイミド（ＮＨＳと略称）とにより修飾されている。
【００２７】
また上記方法において、該結合物と修飾後の葉酸とをカップリングすることにより、磁性粒子を得ることができる。
【００２８】
また、本発明により提供される方法によれば、磁性粒子を得ることができ、該化合物は核磁気造影の対比剤に用いられる。
【００２９】
本発明はスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子に関し、且つ、トルエンスルホン基ポリエチレングリコールを利用してスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を被覆した後葉酸と結合し、葉酸標的癌細胞細胞上の葉酸レセプタを利用して、特性標的性を有する磁気共振造影対比剤とする。
【００３０】
以下、図面を参照しながら比較的好適な実施例を説明すれば十分に理解を得ることができ、この分野に熟知せるものであればこれに基づいて完成することができる。しかしながら本発明の技術的思想はこれら実施例に限定されないのは言うまでもない。
【実施の形態】
【００３１】
図１は本発明の化合物製備方法を示す見取図である。これを参照しながら以下その方法を詳細に説明する。
【００３２】
図１のステップ（ａ）に示すように、スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子製備方法は、先ず５．２ｇ（３１．４３ｍｍｏｌｅ）ＦｅＣｌ3 及び３．１２ｇ（１５．４２ｍｍｏｌｅ）ＦｅＣｌ3 ・４Ｈ2 Ｏを２５ｍｌ（０．４Ｍ）塩酸中に溶解し、激烈に攪拌した後徐々に２５０ｍｌ（２．５Ｍ）水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液中に滴定する；次にこれに続いて１時間攪拌した後、４０００ｒｐｍで１０分間遠心すると黒色固体が得られた。この固体を取り、脱イオン水で新たに分散した後、４０００ｒｐｍで１０分間遠心し、これを５回重複して過量のＮａＯＨを洗浄した。再度黒色固体を脱イオン水で新たに分散し、攪拌下で油酸を添加した後、更にトルエンで抽出を行って黒色液体を取得すると、フーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴ−ＩＲ）が３３９９．０ｃｍ-1，１６３６．７ｃｍ-1であるスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子が得られた。続いて、０．１ｇスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を２００ｍｌトルエン中に溶解し、Ｎ2 の通気下で９５℃まで加熱した後持続３０分間攪拌した。最後に、３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ）を１６０℃まで加熱して６時間回流すると、図１ステップ（ａ）に示す、シリコーンで表面を被覆したスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子（以下ＳＰＩＯ−Ｓｉと略称する）が得られた。
【００３３】
本発明はＰＥＧの分子量に対して三つの異なる実施例を選択した。その中図１ステップ（ｂ）に示すように、第１の実施例において平均分子量（Ｍｎ）が４００ダルトンであるＰＥＧ（以下ＰＥＧ(400)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）トルエン−４−スルホニルクロリド（ＴｓＣｌ）を２００ｍｌトルエン中に溶解した。１０ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(400)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）トリエチレンアミン（ＴＥＡ）を５０ｍｌトルエンに溶解し、激烈に攪拌した後徐々にＴｓＣｌ溶液中に滴定して室温下で２４時間反応した。Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でトルエン層を濃縮した後真空系統で乾燥し、最後ヘキサンで過量のＴｓＣｌを洗浄すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(400)（以下ＰＥＧ(400)−ＯＴｓと称する）１６．７２ｇ（２３．６ｍｍｏｌｅ）、歩留９４．４％の産物が得られた。ＰＥＧ(400)−ＯＴｓの水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４４５（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５７７−３．６９２（ｍ，３Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１４２，４．１５４，４．１６６（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３８８，７．３５８，７．７８１，７．８０１（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．６３９，１３２．６９６，１２９．６４２，１２７．７３３，７０．４６０，７０．３３２，７０．２７９，７０．２４１，６９．１０４，６８．４０７，２１．４３３。
【００３４】
図１ステップ（ｂ）に示すように、第２の実施例において平均分子量（Ｍｎ）が１０００ダルトンであるＰＥＧ（以下、ＰＥＧ(1000)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）ＴｓＣｌを２５０ｍｌトルエン中に溶解し、２５ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(1000)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）ＴＥＡを添加して室温下で４８時間反応した。抽気ろ過した後、Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でＨ2 Ｏ層を濃縮した後、更にクロロフォルム（ＣＨＣｌ3 ）で溶解ろ過し、最後に真空濃縮機でろ液を濃縮すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(1000)（以下ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓと称する）３０．７ｇ（２３．５ｍｍｏｌｅ）、歩留９３．７％の産物が得られた。ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓの水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４１０（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５３９−３．６５５（ｍ，１０８Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１０３，４．１１５，４．１２７（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３００，７．３２０，７．７４４，７．７６４（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＢＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．５９２，１３２．８３６，１２９．６４４，１２７．７６４，７０．５１９，７０．３９８，７０．３６０，７０．３０７，６９．９６６，６８．０７１，６８．４５７，２１．４３７。
【００３５】
図１ステップ（ｂ）に示すように、第３の実施例では平均分子量（Ｍｎ）が２０００ダルトンであるＰＥＧ（以下、ＰＥＧ(2000)と称する）を採択した。１２．３ｇ（６２．５ｍｍｏｌｅ）ＴｓＣｌを２５０ｍｌトルエン中に溶解し、５０ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(2000)及び９．５３ｍｌ（６８．７５ｍｍｏｌｅ）ＴＥＡを添加して室温下で４８時間反応した。抽気ろ過した後、Ｈ2 Ｏ／トルエンで抽出して真空濃縮機でＨ2 Ｏ層を濃縮した後、更にクロロフォルム（ＣＨＣｌ3 ）で溶解ろ過し、最後に真空濃縮機でろ液を濃縮すると、トルエンスルホン基ポリエチレングリコール(2000)（以下、ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓと称する）５３．５ｇ（２３．２ｍｍｏｌｅ）、歩留９２．６％の産物が得られた。ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓ水素核磁気共振スペクトル 1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：２．４５３（ｓ，６Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＨ3 ），３．５８５−３．７０１（ｍ，１９６Ｈ，−（ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 ）n −），４．１４８，４．１６１，４．１７３（ｔ，４Ｈ，−ＯＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ2 −），７．３３９，７．３５９，７．７９１，７．８１２（ｄｄ，８Ｈ，−Ｃ6 Ｈ4 −）。13Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3 ），δ（ｐｐｍ）：１４４．７２９，１３３．００２，１２９．７７３，１２７．９３１，７０．６９３，７０．５１１，７０．２３１，７０．１１７，６９．１８５，６８．６３１，２１．５８９。
【００３６】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第１の実施例中において別に３ｇ（４．２ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(400)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(400)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４１７．７ｃｍ-1，３２９５．５ｃｍ-1，２９２３．４ｃｍ-1，２８５３．４ｃｍ-1，１６４１．８ｃｍ-1，１５４８．９ｃｍ-1，１４６１．６ｃｍ-1，１３５１．５ｃｍ-1，１１２０．４ｃｍ-1，９２９．７ｃｍ-1。
【００３７】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第２の実施例中において別に６ｇ（４．６ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(1000)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４０００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(1000)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４２５．７ｃｍ-1，３２９８．８ｃｍ-1，２９２３．９ｃｍ-1，２８５３．９ｃｍ-1，１６４２．０ｃｍ-1，１５４６．３ｃｍ-1，１４９０．０ｃｍ-1，１３５１．３ｃｍ-1，１１０６．３ｃｍ-1，９４９．３ｃｍ-1。
【００３８】
図１ステップ（ｃ）に示すように、ステップ（ａ）で得た産物のＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を８０℃の温度に降下し、第３の実施例中において別に９ｇ（３．９ｍｍｏｌｅ）ＰＥＧ(2000)−ＯＴｓを取り、これを５０ｍｌトルエン中に溶解させた後、前項ＳＰＩＯ−Ｓｉ溶液を添加して８０℃の温度下で２０時間反応した。４０００ｒｐｍで１０分間遠心してトルエンで過量のＡＰＴＭＳ及びＰＥＧ(2000)−ＯＴｓを洗浄した後、再び遠心して褐色の沈澱物を得、これをメチルアルコールで分散した後４ｍｌアンモニア水を添加して４８時間攪拌した。脱イオン水を加えた後メチルアルコールを抽出して除去した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)のフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３４２６．９ｃｍ-1，３２８４．１ｃｍ-1，２９２１．６ｃｍ-1，２８５５．１ｃｍ-1，１６４１．９ｃｍ-1，１４６２．５ｃｍ-1，１３５１．５ｃｍ-1，１１０４．６ｃｍ-1，９５０．７ｃｍ-1。
【００３９】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第１の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)と混合し、室温下で４８時間攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３９７．２ｃｍ-1，２９２４．６ｃｍ-1，２５８３．７ｃｍ-1，１６８７．８ｃｍ-1，１６４１．８ｃｍ-1，１６０７．８ｃｍ-1，１１０６．０ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４０】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第２の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)と混合し、室温下で４８時間攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３９５．６ｃｍ-1，２９２４．４ｃｍ-1，２８５３．８ｃｍ-1，１６８６．６ｃｍ-1，１６０８．９ｃｍ-1，１１０６．１ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４１】
図１ステップ（ｄ）に示すように、０．００２ｇ（４．８μｍｏｌｅ）葉酸を５ｍｌジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解し、０．０３６ｇ（０．２３ｍｍｏｌｅ）ＥＤＣ及び０．０２６ｇ（０．０２３ｍｍｏｌｅ）ＮＨＳを添加して３０分間攪拌した後、更に第３の実施例の５ｍｌ（１０．８ｍＭ）ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)と混合し、室温下で攪拌した。ＳＰＥＴＲＵＭ透析膜（１２，０００−１４，０００out off）を使用して透析し、大量の脱イオン水で１０回以上透析して溶液中の塩類を完全に除去した。得られた産物ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡのフーリエ変換赤外スペクトラム（ＦＴ−ＩＲ）：３３５８．５ｃｍ-1，２９２３．８ｃｍ-1，２８５３．５ｃｍ-1，１６８７．８ｃｍ-1，１６０４．５ｃｍ-1，１１００．０ｃｍ-1。紫外線／可視光線吸収スペクトラム（ＵＶ／Ｖｉｓ）：３６０ｎｍ，２８０ｎｍ，２００ｎｍ。
【００４２】
図２はＳＱＵＩＤでＳＰＩＯ粉末を測量する、感応磁界と印加磁界との対応関係を示す図である。図２（ａ）に示すように、ＳＰＩＯが３１０Ｋの場合、図２のマグネティック・クリーピング曲線は印加磁界が消失した時に、ＳＰＩＯの感応磁界もそれにつれて消失し、マグネティック・クリーピンク現象が発生しない。これはＳＰＩＯがスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子であるのを証明し、且つ、その飽和磁化率は２００００Ｏｅの時に６２ｅｍｕ／ｇである。これにより、ＳＰＩＯがスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子であることを証明できる。
【００４３】
図３は本発明化合物のＰＥＧ(400)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図３に示すように、（ａ）はＳＰＩＯであり、３３９９ｃｍ-1において一つの信号を有し、これは酸化鉄ナノ粒子の表面−ＯＨ官能基である。（ｂ）はＡＰＴＭＳであり、１３００〜１６００ｃｍ-1の間にいくらかの低強度の信号があると共に、２８８７〜２９７３ｃｍ-1の間に−ＣＨ2 −の信号がある。したがって、ＳＰＩＯにＡＰＴＭＳを被覆した後得られたＳＰＩＯ−Ｓｉは、図３（ｃ）に示すように、３３８１ｃｍ-1において一つのワイド・バンドの信号、即ち−ＮＨ2 及び−ＯＨの混合信号があり、且つ１３００〜１６００ｃｍ-1に低強度の信号があり、ＡＰＴＭＳが既にＳＰＩＯの表面を修飾していることを裏付けている。そしてＳＰＩＯ−Ｓｉは継続的にＰＥＧ(400)と反応してＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)を生成し、図３（ｄ）に示すように、スペクトログラムは３４１７ｃｍ-1と３２９５ｃｍ-1との箇所に二組の、−ＮＨ及び−ＮＨ2 の官能基である信号があり、また１３５１．５ｃｍ-1と１１２０．４ｃｍ-1との箇所にＣ−Ｏ−Ｃである吸収信号があることから、ＰＥＧは既にしっかり酸化鉄ナノ粒子の表面にリンクされていることを裏付けている。（ｅ）は葉酸であり、３０００〜３６００ｃｍ-1の間及び１１００〜１７００ｃｍ-1の間に数組の信号があり、特に、１６０５ｃｍ-1及び１６９４ｃｍ-1のこの両組は葉酸の代表信号である。したがって、葉酸とリンクを生成したＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡは、図３（ｆ）に示すように、３１００〜３６００ｃｍ-1の間に一つのワイド・バンドの吸収信号があり、そして１６０７ｃｍ-1及び１６８７ｃｍ-1にも葉酸を代表する吸収信号がある。フーリエ変換赤外線スペクトログラフを利用して各サンプルの吸収信号を測量したところ、ＰＥＧ(400)が既にうまくＳＰＩＯの表面を被覆しており、且つ、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)上に葉酸が修飾、リンクされておることが証明された。
【００４４】
図４は本発明化合物のＰＥＧ(1000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図４に示される結果から図２と吻合しているので、既にうまくＰＥＧ(1000)を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾し、ＰＥＧ上において修飾を行い、葉酸とリンクしてＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡを生成していることが証明されている。
【００４５】
図５は本発明化合物のＰＥＧ(2000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。図５に示される結果から図２とも吻合しているので、既にうまくＰＥＧ(2000)を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾し、ＰＥＧ上において修飾を行い、葉酸とリンクしてＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡを生成していることが証明されている。
【００４６】
図６、図７、図８は本発明化合物のＰＥＧ(400)，ＰＥＧ(1000)及びＰＥＧ(2000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。図６に示すように、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)の波長は、２２０ｎｍにおいて明らかに激増した吸収ピークを有し、そして葉酸は３６０ｎｍ及び２９０ｎｍにおいて明らかに激増した吸収ピークを有している。葉酸とリンクを生成したＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡは、波長３６０ｎｍ、２８０ｎｍ及び２００ｎｍにおいていずれも吸収ピークを有しており、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡの表面が確に修飾され、葉酸に連結していることが立証されている。同様な状況も、他の二つの不同分子量で修飾された酸化鉄ナノ粒子上にあり、図７及び図８においても同様な吸収ピークが見られた。これは不同分子量のＰＥＧを被覆した酸化鉄ナノ粒子を証明し、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡはいずれもうまく葉酸を酸化鉄ナノ粒子の表面に修飾していることを証明している。
【００４７】
酸化鉄ナノ粒子は、まだ生物相容性を有する材料を被覆していない時、容易に集中が発生し巨大顆粒を形成して沈澱する。良好な生物相容性の材料を被覆した後、各酸化鉄ナノ粒子の外層は一層のフィルムが形成され、このフィルムは酸化鉄ナノ粒子に集中を発生させないので、その分散性を増加する。我々は透過式電子顕微鏡の分析を通して酸化鉄ナノ粒子が集中しているか否かを判断でき、これにより既に良好な生物相容性の材料を被覆してその分散性を増加できることが証明されている。そして合成した酸化鉄ナノ粒子、そのシデロホア部分の平均粒径サイズを計測した。
【００４８】
図９は本発明化合物のＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡映像分析を示す図である。図９に示すように、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡのシデロホア部分はその平均粒径が３．８±０．８ｎｍ、且つ、分散性が良好である。酸化鉄ナノ粒子はＰＥＧ(400)を被覆し、且つ、葉酸とリンクした後でもなお良好な分散性を具備している。図１０及び図１１は本発明におけるＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡分析映像を示す図である。分析の結果から、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡのシデロホア平均粒径はいずれも３．８±０．８ｎｍであり、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと同一の結果を有するので、良好な分散性の酸化鉄ナノ粒子を有している。
【００４９】
腫瘍細胞は一種の絶えず快速に分裂した細胞であり、分裂時に大量のＤＮＡ及びＲＮＡを合成する必要がある。葉酸は細胞の生長に不可欠な重要因子であり、ＤＮＡ及びＲＮＡの生成先駆物であるので、細胞の分裂時に大量の葉酸を収める必要がある。したがって、大部分の腫瘍細胞の細胞膜上には、いずれも葉酸レセプタの過度表現がある。これであれば、既に葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子は容易に細胞膜上にターゲットして細胞内に進入することができる。人類鼻咽喉表皮癌細胞（ＫＢ ｃｅｌｌ）は葉酸レセプタが過度表現を有する腫瘍細胞であり、既に葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子を大量細胞中に進入させる。他方、蛍光染色剤Fiuorescein isothiocy anate（ＦＩＴＣ）は蛍光を発する特性があって、ＰＥＧとカップリングして栄光検出ターゲットとすることが出来るので、ＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)を利用して葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子の競争試剤とすることができる。このようにすることにより、流式細胞分析儀を利用して葉酸を修飾した酸化鉄ナノ粒子が標的葉酸レセプタの特性を有するか否かを分析することができる。
【００５０】
図１２は本発明化合物のＰＥＧ(400)の流式細胞儀分析結果を示す図である。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡとＫＢ細胞とを培養した結果、図１２に示すように、赤色線はＫＢ細胞しかなく、緑色線はＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ＋ＫＢ細胞であり、得られた結果は赤色線と同様、いずれもＦＩＴＣの信号表現を有していない。黒色線はＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ＋ＫＢ細胞であり、その信号に明らかな上昇があるのを見る。青色線はＫＢ細胞であり、先ずＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと作用した後、さらにＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡを添加したが、ＫＢ細胞膜上の葉酸レセプタが既にＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡに占拠されているので、後に続いて添加したＦＩＴＣ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡは、もはや再度ＫＢ細胞膜上の葉酸レセプタにリンクすることができない。したがって、信号の表現はＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡがＫＢ細胞と作用する表現と一致しており、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡはＫＢ細胞上の葉酸レセプタをターゲットできることが証明されている。図１３及び図１４は本発明のＰＥＧ(1000)及びＰＥＧ(2000)の流式細胞儀分析結果を示し、この分析結果から、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡはＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡと同様、いずれもＫＢ細胞上の葉酸レセプタにターゲットできることが立証された。
【００５１】
表１は本発明の実施例と先行技術との弛緩率の比較を示す。２０ＭＨｚ弛緩メータを使用して、３７．０±０．１℃の温度下でＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000) 及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(200)の縦方向時間と横方向弛緩時間とを測量したが、ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)のｒ1 が１１．５±１．３ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 が１２２．１±１．８ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 の比率が１０．６２であった。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)のｒ1 は１０．９±±１．５ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 は１１０．１±２．０ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 比率は１０．１０である。ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)のｒは１２．１±１．２ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 は１０４．０±１．８ｍＭ-1ｓ-1、ｒ2 ／ｒ1 比率は８．６０である。表１に示すように、本発明により合成された酸化鉄ナノ粒子ｒ／ｒ1 の数値は市販のResovistよりも高い。したがって、本発明の、葉酸レセプタ標的特性を有するＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡは将来葉酸レセプタ過度表現を有する細胞を検出するものとすることができ、標的葉酸レセプタの磁気共振造影対比剤となる潜力を有する。
【００５２】
表１：２０ＭＨｚ弛緩メータを使用して３７．０±０．１℃の温度下でＳＰＩＯ−ＰＥＧ(400)−ＦＡ，ＳＰＩＯ−ＰＥＧ(1000)−ＦＡ及びＳＰＩＯ−ＰＥＧ(2000)−ＦＡの縦方向及び横方向弛緩時間を測量した。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の化合物製備フローを示す見取図である。
【図２】ＳＱＵＩＤでＳＰＩＯ粉末を測量する、感応磁界と印加磁界との対応関係を示す図である。
【図３】本発明化合物のＰＥＧ(400)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図４】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図５】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の赤外線スペクトログラフ分析図である。
【図６】本発明化合物のＰＥＧ(400)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図７】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図８】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の紫外可視線スペクトログラフ分析図である。
【図９】本発明化合物のＰＥＧ(400)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１０】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１１】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の透過式電子顕微鏡映像分析図である。
【図１２】本発明化合物のＰＥＧ(400)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【図１３】本発明化合物のＰＥＧ(1000)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【図１４】本発明化合物のＰＥＧ(2000)の流式細胞儀分析結果を示す図である。
【主要素子の符号の説明】
【００５４】
ＳＰＩＯ スーパーパラマグネティック酸化鉄
ＰＥＧ ポリエチレングリコール
ＦＡ 葉酸
ＡＰＴＭＳ ３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン
ＰＥＧ−ＯＴｓ トルエンスルホン基ポリエチレングリコール
ＴｓＣｌ トルエン−４−スルホニルクロリド
ＴＥＡ トリエチルアミン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子式がＸ−Ｙn −Ｚである化合物であって、式中Ｘはスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子、Ｙはポリエチレングリコール、Ｚは葉酸、ｎはポリエチレングリコールの重合数である化合物。
【請求項２】
前記Ｘはシリコーンにより修飾されたスーパーマグネティック酸化鉄ナノ粒子であり、該シリコーンは３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳと略称）である、請求項１記載の化合物。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコールの重合数ｎは８−２５であり、そして前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の粒径は３−５ｎｍである、請求項１記載の化合物。
【請求項４】
（１）スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を製備するステップと、
（２）ポリエチレングリコールを修飾するステップと、
（３）前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子と、前記修飾後のポリエチレングリコールとをカップリングして結合物を得るステップと、
（４）前記結合物と葉酸とをカップリングして磁性粒子を得るステップと、
を備えてなる磁性粒子の製備方法。
【請求項５】
前記ステップ（１）における前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は油酸と酸化鉄との作用により得られ、
前記ステップ（１）後は更に、シリコーンで該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の表面をカバーするステップ（１−１）を備え、及び／又は
前記ステップ（２）の修飾作用はトリエチレンアミン、ポリエチレングリコール及びトルエン−４−スルホニルクロリドによる作用であり、該修飾作用の産物はトルエンスルホン基ポリエチレングリコールである、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ポリエチレングリコールの分子量は４００ダルトン、１０００ダルトン又は２０００ダルトンであり、及び／又は
前記ステップ（４）の葉酸は１−エチル−３−（３−ジエチルアミノプロピル）−カルボジイミドとＮ−ヒドロキシサクシンイミドとにより修飾される、
請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記結合物と修飾後の葉酸とをカップリングすることにより磁性粒子を得る請求項４記載の方法。
【請求項８】
請求項４の方法により製造される磁性粒子。
【請求項９】
前記磁性粒子は磁気共振造影の対比剤に用いられる、請求項８記載の磁性粒子。
【請求項１】
分子式がＸ−Ｙn −Ｚである化合物であって、式中Ｘはスーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子、Ｙはポリエチレングリコール、Ｚは葉酸、ｎはポリエチレングリコールの重合数である化合物。
【請求項２】
前記Ｘはシリコーンにより修飾されたスーパーマグネティック酸化鉄ナノ粒子であり、該シリコーンは３−（アミノプロピル）トリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳと略称）である、請求項１記載の化合物。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコールの重合数ｎは８−２５であり、そして前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の粒径は３−５ｎｍである、請求項１記載の化合物。
【請求項４】
（１）スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子を製備するステップと、
（２）ポリエチレングリコールを修飾するステップと、
（３）前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子と、前記修飾後のポリエチレングリコールとをカップリングして結合物を得るステップと、
（４）前記結合物と葉酸とをカップリングして磁性粒子を得るステップと、
を備えてなる磁性粒子の製備方法。
【請求項５】
前記ステップ（１）における前記スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子は油酸と酸化鉄との作用により得られ、
前記ステップ（１）後は更に、シリコーンで該スーパーパラマグネティック酸化鉄ナノ粒子の表面をカバーするステップ（１−１）を備え、及び／又は
前記ステップ（２）の修飾作用はトリエチレンアミン、ポリエチレングリコール及びトルエン−４−スルホニルクロリドによる作用であり、該修飾作用の産物はトルエンスルホン基ポリエチレングリコールである、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ポリエチレングリコールの分子量は４００ダルトン、１０００ダルトン又は２０００ダルトンであり、及び／又は
前記ステップ（４）の葉酸は１−エチル−３−（３−ジエチルアミノプロピル）−カルボジイミドとＮ−ヒドロキシサクシンイミドとにより修飾される、
請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記結合物と修飾後の葉酸とをカップリングすることにより磁性粒子を得る請求項４記載の方法。
【請求項８】
請求項４の方法により製造される磁性粒子。
【請求項９】
前記磁性粒子は磁気共振造影の対比剤に用いられる、請求項８記載の磁性粒子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−３８１３８（Ｐ２００８−３８１３８Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６１２７６（Ｐ２００７−１６１２７６）
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（５０５３０２３６２）高雄醫學大學 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（５０５３０２３６２）高雄醫學大學 (11)
【Ｆターム（参考）】
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