CN1607963A - 含有环糊精的磁性纳米分散体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于水和/或与水能混溶的分散剂以及分散稳定于其中的磁性纳米颗粒的磁性分散体及其制备方法。本发明任务在于提供一种磁性分散体，其能在有着较高生物相容性的同时还具有很高的饱和极化度，并且其磁性颗粒适于用作药理和生物活性物质的载体工具，以及还推荐一种制备其的方法。本发明任务的解决方案在于，磁性纳米颗粒由磁性核微粒和壳组成，并且壳具有如下通式M[Ap，C，Bq]，其中M磁性核微粒，A反应性基团，B生物活性基团和C环糊精，其由1，4－接合的葡萄糖单元(C6H7O5) m [(3H) m－(p+q)]构成，且其中m＝6至12，p为A基团的数目1至3m且q为B基团的数目3m－p。

Description

含有环糊精的磁性纳米分散体及其制备方法
本发明涉及一种如权利要求1和15的前序部分所述的磁性分散体及其制备方法。
磁性分散体是具有磁性，特别是具有超顺磁性的液态稳定分散体。
其一般是由以下三种组分构成的：
a)一种液体分散剂，其中稳定有磁性核微粒并且这些微粒均匀分布在分散体液体中，
b)由纳米级的亚铁磁或铁磁性材料构成的核微粒。这些核微粒是由铁磁或亚铁磁性的物质组成的，如磁铁矿、磁赤铁矿及其混合物和具有下式的铁氧体：
Me(II)O·Fe(III)2O3，其中Me(II)是金属离子，如Co，Mn。
c)由非磁性分子或聚合物构成的壳，其以化学方式固定在核微粒的颗粒表面，并且其中的吸附剂由如下物质组成：
-脂肪酸及其衍生物，
-形成配合物的水果酸，或
-可生物降解的水溶性低聚物-高聚物分子或其衍生物。
形成配合物的水果酸和低聚物-高聚物分子并不会降低分散体的表面张力，而这是生物相容性的前提。
已知的水基磁性分散体，其微粒是由双层的脂肪酸和脂肪酸与例如非离子表面活性剂，如乙氧基化的脂肪醇的组合而构成的，但是其并不具有生物相容性。
具有特殊意义的是，近年来获得了一种所谓的生物相容的磁性液体。这里指的便是含有以多糖包裹的纳米颗粒的水基磁性分散体(US4452773，WO91/02811，DE-OS3443252)。
此外，还公开了用多糖衍生物，如用多醛葡聚糖(US6231982)，氨基葡聚糖(WO99/19731)，羧基葡聚糖(EU0284549)来稳定的磁性纳米颗粒。
在文献中，除了多糖外还提到了糊精系物质，这里明显就涉及到具有线形分子且平均分子量为200到30000的糊精，并且其根据溶剂的不同或多或少会发生一定程度的缠绕。它们也就是公知的所谓“线性”糊精。
有关α-、β-和γ-环糊精的内容也有详细记载，它们也能作为用于包覆小分子的化合物的组成体(W.Saenger，Angew.Chem.92，343-361(1980))。所有这些物质都不具有有害的毒性。
环糊精是由(1-4)-葡萄糖单元构成的环形低聚糖，其含有例如六个、七个或八个葡萄糖单元(可以至12)。它们有着很一致的分子量972、1135和1297。α-和γ-环糊精还具有很好的水溶性。
一个很特殊的现象是，这些化合物具有通道形式或笼壳形式的超分子结构，即构成0.5-0.8nm的狭窄空腔且能将液体和固体包裹在内(纳米胶囊)。
另外公开了一些磁性纳米微粒的分散体，其微粒为两个聚合物壳层所包裹(DE4428851C2)，且该壳层由一个合成聚合物构成的内壳和一个目标聚合物构成的外壳组成。这些层也可以具有相同的组成。
这里所要提及的是线性的低聚糖和多糖，特别是葡聚糖和羧甲基葡聚糖。
在DE19624426A1中也记载了磁性纳米颗粒，其是在分散体液体中为具有分子量5000-250000且交联的多糖及其衍生物所稳定的。
根据WO 01/22088，其中借助碘酸盐来对葡聚糖壳进行改性，从而将对HIV病毒有着特定亲合性的肽(1-30个氨基酸)连接上去。
在EP0928809A1和EP0525199A1中记载了羧甲基葡聚糖、羧甲基氨基葡聚糖和醚衍生物的制备过程，其中是将一氯醋酸用作羧化剂。要求磁铁矿的体积百分比为0到20，其对应于不大于40mT的饱和极化度。
所提到的核微粒直径为5-50nm，优选6-15nm。
根据现有技术所制备得到的生物相容性磁性液体具有如下缺点：多糖及其衍生物是线形分子。它们有着很宽的分子量范围，分子量大多数都超过20000，而这也只有着很有限的水溶性。另外，在存在有电解质的情况下，其溶解性还会强烈下降。为稳定水基磁性液体中的磁性纳米颗粒，它们还只能是以被吸附的形式适于酸性的pH范围内。而在与人体生理密切相关的6.8-7.5的pH范围内，则会很遗憾地出现凝聚现象。所有提到的因素都会对磁性纳米颗粒的胶体稳定性产生消极影响，并因此也就不利于磁性成分的含量或是饱和极化度，后者几乎不会超过5mT。因此也就几乎排除了工业运用的可能性。
本发明的任务在于提供一种磁性分散体，其能在有着较高生物相容性的同时还具有很高的饱和极化度，并且其磁性颗粒适于用作其它药理和生物活性物质的输送载体，以及还推荐一种制备其的方法。
本发明的任务借由如权利要求1和15的特征部分所述的方案来解决。
有益的进一步改进方案则如从属权利要求所述。
根据本发明，新型磁性分散体由水或可与水混溶的分散剂组成，其中稳定而细密地分布有磁性核微粒，同时还使用通式为M[Ap，C，Bq]的环糊精和其衍生物作为壳组分。在上述通式中，
M：磁性核微粒，
A：反应性基团，
B：生物活性基团，和
C：环糊精，其由1，4-接合的葡萄糖单元(C6H7O5)m[(3H)m-(p+q)]构成，
其中
m＝6至12，
p为A基团的数目1至3m，且
q为B基团的数目3m-p。
经由反应性A基团将化合物(Ap，C，Bq)固定在核微粒表面上。
鉴于能获得具有很高稳定性的磁性分散体且能得到很高的饱和磁化度，使用其中反应性A基团是-H或-(CH2)n-R及其盐的环糊精是特别有益的，其中n可为0到20间的一个值，且R是-H，-(OH)，-CHOH-CH3，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(C3N3C10Na)，-(OC2H4NH2)，-(NCH3(CHO))，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)，-(OCOC6H5)，-(OCOR’)，-(OCO(CH2)n-COOH)，-(OCH3)，-(OCH2CO2Na)，-(O(CH2)nR’)，-(OCH2CHOHCH2OH)，-(O(CH2CH2O)nR’)，-(O(CH2)nSO3H)，其中的R’为-H，-(OH)，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)。
在本发明的另一实施方案中，生物活性的B基团的数目q为0。对于某些使用情况，无需生物活性的B基团，本发明的磁性分散体或环糊精壳成分就已经可获得理想的生物相容性。特别是对于壳不应具有特异性或选择性的应用时是如此。
在本发明的另一实施方案中，如果生物活性的B基团的数目q为0，则所取代的A基团数目只需满足能连接在核微粒M上即可。
环数m＝6、7或8个葡萄糖单元的α-、β-和γ-环糊精，特别适于以反应性基团A和生物活性基团B进行进一步取代。
这里，每葡萄糖分子的取代度在0到3之间。
在本发明的再一个实施方案中，特别是如抗生蛋白链菌素、胰岛素、肝磷脂、核酸、抗体和酶的化合物取代在环糊精环上作为生物活性基团B。
对于某些特选的应用领域，根据本发明所推荐的另一实施方案是，环糊精只具有反应性基团A，即生物活性基团B为A所替代。本发明的这种改进方案特别允许进行其他的一些化学反应。
而在本发明的另一改进方案中则可以刚好相反，在环糊精上只取代生物活性基团B而非反应性基团A，或是通过另外连接化合物或生物化合物而将伸入溶液中并不是固定在核微粒M上的反应性A基团改性为B基团。
本发明的磁性分散体可以通过如下措施而获得极其突出的优点，即可以围绕着壳构建一个次级结构，该结构由多个有序稠合的、具有通式[Ap，C，Bq]k的环糊精分子组成，且其中k值可以为1到200。由于这种本身构筑在核微粒上的次级结构，就可以获得具有不同尺寸的空腔，从而在其中可以置入各种不同的物质并可重又解吸出来。
在本发明的另一有益实施方案中，环糊精C是未取代的，其中特别推荐的是具有975、1135和1297特定分子量的α-、β-和γ-环糊精。以这种方式稳定化的磁性分散体的优点在于，无需另外的处理，具有这种壳的磁性核微粒就能进入到癌细胞中并可由此进行磁性标记。
众所周知，磁性核微粒M的特征在于其是由磁赤铁矿和具有如下通式的铁氧体组成的
Me(II)O·Fe(III)2O3，
其中的Me(II)是金属离子，如Fe，Co，Zn或Mn。
在本发明的另一实施方式中，以根据本发明所组成的磁性分散体可以在核微粒M尺寸为3到300nm时调整到或获得0.05到80mT之间的饱和极化度。
在磁场中对尺寸更大一些的核微粒可以更好地进行控制，并且含有越大尺寸颗粒的分散体具有更有利的粘度特性。适于作为磁性纳米颗粒的分散剂的是水，包括生理水溶液、二甲基甲酰胺、多元醇如甘油、乙二醇和聚乙二醇或其混合物。
本发明的磁性分散体的制备可以通过如下工艺步骤来进行：
-以本身已知的方法，在碱性区域的pH值内使铁(III)的盐和金属(II)的盐共同沉淀，
-以分散剂洗涤并以本身已知的方法将pH值调整到酸性区域，
-在20到90℃之间的温度下添加具有通式(Ap，C，Bq)的化合物，其中
A为反应性基团，
B为生物活性基团，和
C为环糊精，其由1，4-接合的葡萄糖单元(C6H7O5)m[(3H)m-(p+q)]构成，
其中
m＝6至12，
p为A基团的数目1至3m且
q为B基团的数目3m-p，
-用水洗涤反应产物，并以已知的方法调节pH值，
-以本身已知的方式在20到90℃之间的温度下分散反应产物，直至形成磁性分散体。
比较理想的是，在第一洗涤过程后将pH值调整到酸性区域，约1到6之间。根据使用目的的不同，也可以在20到90℃之间的温度下添加经不同取代的环葡聚糖。添加经不同取代的环葡聚糖的过程也可以以一种两步法进行。
在本发明的又一实施方案中，作为反应性A基团的是-H和/或-(CH2)n-R和它们的盐，其中
n可为0到20间的一个值，且
R是-H，-(OH)，-CHOH-CH3，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(C3N3C10Na)，-(OC2H4NH2)，-(NCH3(CHO))，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)，-(OCOC6H5)，-(OCOR’)，-(OCO(CH2)n-COOH)，-(OCH3)，-(OCH2CO2Na)，-(O(CH2)nR’)，-(OCH2CHOHCH2OH)，-(O(CH2CH2O)nR’)，-(O(CH2)nSO3H)，
其中
R’为-H，-(OH)，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)
并且其B基团可以是那些例如由抗生物素蛋白如抗生蛋白链菌素、如胰岛素、肝磷脂、核酸、抗体、寡肽、氨基酸和酶衍生出来的基团。
在本发明的另一实施方案中使用具有通式(Ap，C)的化合物，它的反应性A基团的数目对应于磁性核微粒M上的连接位置的数目。
在本发明方法的另一实施方案中，使具有通式(Ap，C)的化合物和磁性核微粒M进行反应，接着使所生成的配合物M[Ap，C]和Bq进行反应。
在本发明方法的又一个实施方案中，使环糊精C和磁性核微粒M反应，然后再使所生成的配合物M[C]和带有反应性基团Ap的化合物进行反应，接着使所生成的配合物M[Ap，C]和带有生物活性基团Bq的化合物反应，生成M[Ap，C，Bq]。
在该方法的另一实施方案中，添加具有通式(Ap，C，Bq)的化合物的混合物，其中，在一特殊实施方案中首先添加一种具有通式(Ap，C，Bq)的化合物，然后在第二步中再添加另一具有通式(Ap，C，Bq)的化合物。
在本发明的另一实施方案中，在和具有生物活性的B基团的化合物进行反应之前要使用活性酯，如1-乙基-(3)-(3-二乙氨基丙基)碳二亚胺，1-环己基-3(2-吗啉代乙基)碳二亚胺，N-羟基丁二酰亚胺和二环己基碳二亚胺。
在本发明方法的又一实施方案中，不采用共沉淀步骤而是以本身已知的方法从Me(II)盐溶液中将氢氧化物沉淀出来，并接着用氧化剂进行处理，其中Me(II)表示的是二价金属离子，如Fe2+，Co2+，Zn2+和Mn2+。这里用作氧化剂的特别优选是过氧化氢或氧气。利用这种改性方法，就可以制备出特殊的磁性分散体，其核微粒的大小为约150nm。
一个实质性的优点是，在经过分散后，可以用基质X处理磁性分散体，使得该基质X可以置入到磁性纳米颗粒壳中形成的空腔内，例如位于可形成的次级结构中。所谓的基质X可以理解为特别是具有药理和/或生物活性的化合物。这些物质为抗生素(青霉素)，荷尔蒙(***素)或抗癌酶蛋白或抗癌蛋白。
现已发现，由用环糊精和其衍生物稳定的磁性纳米颗粒所组成的水基分散体，其具有很高的颗粒胶体稳定性，并且磁性组分可获得的体积比为多至20％，或是饱和极化度高达80mT。此外还发现了其生物相容性也得到了改善。这些新性质都是基于972到约2000的狭窄范围内的小分子量，和基于由此所获得的小壳层厚度和更好的水溶性以及基于其在重要的人体生理pH范围内的稳定性。另一些有关新用途的优点来自于存在于颗粒中的空腔，该空腔可用于容纳和转运杂质。它们可以被有目的地于目标位置释放，在使用中能作为“磁性载体”用的这一性质是极其有益的。
根据本发明的磁性分散体是能多方应用的，其分散介质是由水或是由能和水混溶的液体所组成的，并且其中磁性核微粒的壳体具有生物相容性和/或化学活性或/和生物活性。在与生物细胞的混合物中测试生物相容性，其结果为观察到对于细胞生长没有或实质上没有产生不利影响。
本发明的磁性分散体可以用于工业和生物/医学目的。
在工业应用中首先要利用超顺磁性的体积特性——也就是能驱使分散体整体在外部磁场中运动或将其固定其中的能力——如用于磁性液体密封中的密封目的，用来改善扩音器的功率或用于浮降筛选法(Schwimm-Sink-Sortierung)中分离有色金属或富集矿石成分(Erzbestandteil)。而如果可以利用颗粒的生物相容性，则也可以特别将其用在比如食品工业的旋转密封(Drehdurchführung)的密封中，用于浮降筛选生物物体，包括不同密度细胞的密封中或是用于医药中。
优选使用应在低粘度时具有很高的饱和极化度值的磁性分散体。此外，当分散体液体由一种难于蒸发的溶剂，比如聚乙二醇或甘油组成时，是有益的。由此能获得约80mT的饱和极化度。
相关的临床运用则是指已公开的作为借助铁磁共振法的肝脏转移性病灶(Lebermetastasen)的造影剂的用途，或是用于在体外/体内引入生物活性分子，如核酸的用途。已知的还有磁性液体人工发热器，该装置中是通过过度加热而将特别用磁性颗粒标记的癌细胞摧毁。
针对这些用途，可以对新型磁性液体进行最优化，即一方面是通过最优化核微粒的尺寸，另一方面则是考虑流体动力学颗粒半径，这样就能允许制备出具有窄颗粒尺寸测量值的颗粒来。
上述这些优化过程对于利用磁力松弛计进行的免疫测定最优化也是意义重大的。特别要强调的是，由于以下原因在未来就可能将其用于新的领域中，即被吸附的糊精特别是通过构建一个次级结构而具有空腔体，且在该空腔中可以存储有可选的液态和固态杂质，如活性物质，包括药物。因此就可以制备出磁性可导可传输的配合物，其具有多种多样的特殊相互作用，甚至如和细胞的相互作用，也包括噬菌作用。可以将被置入其中的物质释放到作用点上，如细胞内或细胞上。
以下将根据附图和实施例来进一步详尽地阐释本发明。
图1为磁性纳米颗粒的一种可能结构的示意图，
图2为具有6个葡萄糖单元和取代度DS＝1的经取代的环糊精分子示意图，
图3为在壳中形成一种可能的次级结构的示意图，
图4为一种可能的次级结构的示意图，
图5为壳的另一种可能的次级结构示意图，
图6为带有基团A和B以及物质X的环糊精分子示意图，
图7为经取代的环糊精分子示意图，该分子经由A基团而连接在磁性核微粒M上，其中B基团经由反应性A基团而连接在环糊精环上，
图8为连接的A或B基团的示意图。
在图1中显示的是磁性纳米颗粒的结构。围绕着磁性核微粒M的表面固定着带有反应性基团A的取代环糊精，同时生物活性基团B伸入到在此未示出的分散剂中。X代表在环糊精环中的物质的位置。
图2所示的环糊精环C表明，反应性基团A或生物活性基团B可以固定在基团-OCH2上。环糊精环具有6个葡萄糖单元，且其取代度为DS＝1。
图3所示为次级结构的形成。环糊精分子相互稠合并形成一个隧道结构，使得物质X可以置入到该隧道中。
图4所示为带有基团A和B的隧道结构的形成过程以及置入物质X的可能方式。
图5所示的是另一次级结构，该结构中带有生物活性基团B和反应性基团A的环糊精分子C的隧道式稠合起到了固定到核微粒M上去的作用。这里也可以将物质X置入到隧道结构中。
图6所示的是基团A和B在环糊精分子上的一种可能的构象。
图7所示为基团A和B在环糊精分子上的一种可能构象，且该分子连接在磁性核微粒M的表面上。
图8为环糊精分子上取代位置的另一示意图，其中的生物活性B基团可以经由反应性A基团或直接连接在分子上。
以下将根据实施例来详细阐述本发明。
实施例1
环糊精的羧甲基化
将10g α-、β-和γ-环糊精放置入200ml的异丙醇中，搅拌加热至40℃并添加入溶于20ml水中的6g NaOH。此外，再加入15g溶于40ml水中的氯乙酸钠盐。将溶液加热至70℃并强烈搅拌长达90分钟。在冷却到室温后将异丙醇相滗出，调整残留物的pH值到8，并用120ml的甲醇将产品沉淀出来。滗出甲醇的溶液并将羧甲基环糊精的钠盐溶于100ml水中，通过离子交换器(Dowex 50-强酸性)将其转送到酸中，渗析并通过冷冻干燥得到纯的结晶羧甲基环糊精，且其取代度为DS＝0.6-1.0羧甲基每葡萄糖单元。
实施例2
滴入法
将8.1g铁(III)的氯化物和3.6g的铁(II)的氯化物一起与0.9g的羧甲基-α-环糊精溶于40ml的水中。搅拌下加入约18ml的25％氨溶液直至pH值达到9.5。磁性分离黑色的沉淀物并用水多次洗涤，置入100ml的水中且用浓盐酸调节到pH值为1-2。接着在40℃下搅拌30min。用磁体将所形成的颗粒分离掉，多次用水洗涤，置入20ml的水中并用3N-氢氧化钠溶液中和。接着进行超声波分散并得到中性pH值范围内的、且具有10mT饱和极化度的水基磁性液体。这种磁性液体可用于临床目的，或者是游离的CM分子可以进一步进行(生物)化学改性。
实施例3
直径为5nm的磁性微粒的制备
将27g铁(III)的氯化物和12g铁(II)的氯化物溶于100ml水中，并在搅拌下加入60ml的25％氨溶液。磁性分离黑色的沉淀物并多次用水洗涤，置入200ml的水中且用浓盐酸调节到pH值为1-2，并加热到40℃。向所形成的磁铁矿溶胶中滴加入溶于20ml水中的3g羧甲基-α-环糊精，并在40℃下搅拌30min。用磁体将所形成的颗粒分离掉，多次用水洗涤，置入100ml的水中并用3N-氢氧化钠溶液中和。接着进行超声波分散并得到具有10mT饱和极化度的水基磁性液体。
实施例4
具有8nm标准直径的磁铁矿颗粒的制备
将8.1g铁(III)的氯化物和3.1g铁(II)的氯化物以及0.4g的α-环糊精一起溶于20ml水中。在30秒内向该溶液中滴加入10ml的28％饱和氨溶液。多次用水洗涤黑色沉淀物直至获得5mS/cm的传导能力和pH值为8，并借助永磁体进行分离。接着添加20％的盐酸水溶液直至pH值达到2。在室温下将溶液均匀搅拌1小时。然后将颗粒磁性分离，置入20ml的水中并超声波分散。稳定的磁性液体具有约15mT的饱和极化度。
实施例5
具有10nm的直径
将13.5g铁(III)的氯化物和6g铁(II)的氯化物溶于200ml的水中，并在搅拌下加入100ml 8％的氨溶液。磁性分离黑色的沉淀物并多次用水洗涤，置入150ml的水中并用浓盐酸调整pH值到1-2，然后加热到40℃。向所形成的磁铁矿溶胶中滴加入1.5g溶于20ml水中的羧甲基-β-环糊精，并在40℃下搅拌30min。用磁体将所形成的颗粒分离掉，多次用水洗涤，置入40ml水中并用3N-氢氧化钠溶液进行中和。接着进行超声分散并在旋转式蒸发器中浓缩。所获得的10ml磁性液体具有40mT的饱和极化度。该磁性液体也适于工业应用。
实施例6
将8.1g铁(III)的氯化物和3.6g铁(II)的氯化物以及0.9g的γ-环糊精一起溶于40ml水中。在搅拌下加入约50ml的3N-氢氧化钠溶液，直至pH值达到11。磁性分离黑色的沉淀物并用水多次洗涤，置入100ml的水中并用浓盐酸调整pH值到1-2。接着在40℃下搅拌30min。用磁体分离所形成的颗粒，多次用水洗涤，置入30ml的水中并用3N-氢氧化钠溶液进行中和。接着进行超声分散，所获得的磁性液体具有6mT的饱和极化度。
实施例7
将8.1g铁(III)的氯化物和3.6g铁(II)的氯化物溶于40ml的水中，并在搅拌下加入18ml 25％的氨溶液。磁性分离黑色的沉淀物并多次用水洗涤，置入100ml的水中并用浓盐酸调整pH值到1-2，然后加热到40℃。向所形成的磁铁矿溶胶中滴加入溶于20ml水中的羧甲基-α-环糊精和羧甲基-β-环糊精各0.5g，并在40℃下搅拌30min。用磁体将所形成的颗粒分离掉，多次用水洗涤，置入20ml水中并用3N-氢氧化钠溶液进行中和。接着进行超声分散，所获得的20ml磁性液体具有10mT的饱和极化度。
实施例8
将按实施例2所制备的可磁化颗粒在去除了水之后置入100ml的乙二醇中。用旋转式蒸发器将还存在于溶液中的微量水除去。磁性液体有着30mT的饱和度。工业上它们可以用于旋转密封中。
实施例9
根据实施例5制备磁液体，区别在于将磁性分离的颗粒置入30ml的二甲基甲酰胺中。稳定的磁性液体在二甲基甲酰胺中含有多至10％的水并有着6mT的饱和极化度。
实施例10
在实施例1中所制备得到的颗粒上进行共价结合的方法(一步法)，该方法是在2ml 0.12-吗啉代乙磺酸一水合物(MES)缓冲液中，并在搅拌、室温和有10mM N-羟基琥珀酰亚胺存在的条件下使2ml的磁性液体(...mg/ml)和10mg 1-乙基-3-(二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDC)进行反应。接着添加2mg链霉素。反应物在持续搅拌和室温的条件下反应5h。用20ml的水稀释稳定的磁液体并且其具有5mT的饱和极化度。
实施例11
根据实施例9制备共价键结合的生物活性物质，区别在于在一两步法中，在EDC和磁性液体反应完毕后用10ml 0，1MES缓冲液洗涤两次。
实施例12
根据实施例9的共价结合，其中除了1-乙基-3-(二甲氨基丙基)碳二亚胺外，还要向磁性液体中加入10mM的羟基琥珀酰亚胺，并且通过形成所谓的活性酯即羧甲基环糊精酯，所以反应就导致生物活性物质的共价连接。
实施例13
根据实施例9-11制备共价连接有链霉素的颗粒，该方法起始于实施例4中所记载的平均颗粒直径为10nm的可磁化颗粒的制备方法。在稀释后，稳定的磁性液体具有10mT饱和极化度。
实施例14
根据实施例4制备直径为10nm的核微粒，方法是将颗粒置于50ml的水中并用稀盐酸将pH值调节到4。在搅拌的条件下添加1gβ-环糊精上含有100mg活性物质的睾酮羟丙基-β-环糊精(CTD.Inc)1.5g。将溶液在35℃下均匀搅拌1小时。然后用磁体将颗粒分离，多次用水洗涤，置入50ml的水中并用几滴3N-氢氧化钠溶液中和。接着进行超声分散，所获得的具有生物相容性的磁性液体具有10mT的饱和极化度，其可用于在人体内改善睾酮的局部给药。
实施例15
长期稳定性测试：
将实施例2中所制得的CM环糊精磁性液体和类似制得的作为壳成分的含有羧甲基葡聚糖的磁性液体按如下方法进行处理来进行长期实验：各将4ml磁性液体填装入Fiolax试管中，用瓶塞封住并置于4℃下。分别测量测试开始时和10周后细胞培养中的饱和极化度和颗粒吸收度。
测试终止时，在CM葡聚糖样品中出现了样品小管中的凝聚和沉积现象，并且溶液的饱和极化度下降了40％。细胞培养中的颗粒吸收度也下降了50％。在CM环糊精样品中，从测试开始到测试结束没有出现明显的变化。
实施例16
将5.4g铁(III)的氯化物和1.3g钴(II)的氯化物溶于20ml水中。在30秒钟内向该溶液中滴加入25ml的25％四甲基铵氢氧化物溶液。用水多次洗涤黑色的沉淀物直至传导能力为10mS/cm且pH值为8，然后借助永磁体进行分离。接着通过添加20％的盐酸水溶液将pH值调节到2.5。在添加完0.2g的α-环糊精后在室温下均匀搅拌溶液1小时。然后将颗粒磁性分离，置入20ml的水中并超声分散。稳定的磁性液体具有约10mT的饱和极化度和高于平均水平的磁化率值。这种磁性液体特别适用于磁力松弛计和人工发热器中。
实施例17
含有150nm磁铁矿颗粒的分散体
将20g铁(II)的氯化物溶于300ml水中，加热到70℃并在搅拌的条件下加入40ml 6摩尔浓度的氢氧化钾溶液。
接着缓慢滴加入9.7ml的10％过氧化氢(H2O2)溶液，并在70-75℃下搅拌40分钟。磁性分离沉淀物并用水洗涤多次，置入200ml水中并用浓盐酸调整pH值到1.5-2并加热到50℃。向其中添加1.5g的溶于20ml水中的羧甲基-β-环糊精，并在50℃下搅拌30分钟。
用磁体将所形成的颗粒分离去，用水多次洗涤，置入40ml水中，用3摩尔浓度的氢氧化钠溶液进行中和并超声分散。所形成的分散体含有颗粒直径为100-150nm的磁铁矿颗粒。

Claims (28)

1.基于水和/或能与水混溶的分散剂以及分散并稳定于其中的磁性纳米颗粒的磁性分散体，其特征在于所述磁性纳米颗粒由磁性核微粒和壳组成，并且壳具有如下通式：
M[Ap，C，Bq]
其中
M为磁性核微粒，
A为反应性基团，
B为生物活性基团，和
C为环糊精，其由1，4-接合的葡萄糖单元(C6H7O5)m[(3H)m-(p+q)]构成，
其中
m＝6至12，
p为A基团的数目1至3m，且
q为B基团的数目3m-p。
2.根据权利要求1的磁性分散体，其特征在于反应性A基团是-H和/或-(CH2)n-R和它们的盐，其中n可为0到20间的一个值，且R是-H，-(OH)，-CHOH-CH3，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(C3N3ClONa)，-(OC2H4NH2)，-(NCH3(CHO))，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)，-(OCOC6H5)，-(OCOR’)，-(OCO(CH2)n-COOH)，-(OCH3)，-(OCH2CO2Na)，-(O(CH2)nR’)，-(OCH2CHOHCH2OH)，-(O(CH2CH2O)nR’)，-(O(CH2)nSO3H)，其中的R’为-H，-(OH)，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)。
3.根据权利要求1或2的磁性分散体，其特征在于生物活性的B基团的数目q为0。
4.根据权利要求1至3之一的磁性分散体，其特征在于，如果生物活性的B基团的数目q为0，则所取代的A基团数目只需满足能连接在核微粒M上即可。
5.根据权利要求1至4之一的磁性分散体，其特征在于取代度为0到3之间每个葡萄糖分子。
6.根据权利要求1至5之一的磁性分散体，其特征在于生物活性基团B是那些例如由抗生物素蛋白如抗生蛋白链菌素，或由胰岛素、肝磷脂、核酸、抗体、寡肽、氨基酸和酶衍生出来的基团。
7.根据权利要求1至6之一的磁性分散体，其特征在于反应性B基团对应于反应性的A基团。
8.根据权利要求1至7之一的磁性分散体，其特征在于反应性A基团对应于生物活性的B基团，且其中通过连接化合物或生物化合物而将伸入溶液中并且不是固定在核微粒M上的反应性A基团改性为生物活性B基团。
9.根据权利要求1至8之一的磁性分散体，其特征在于壳具有一个次级结构，该结构由多个有序稠合的、具有通式[Ap，C，Bq]k的环糊精分子组成，且其中k值可以为1到200。
10.根据权利要求1至9之一的磁性分散体，其特征在于C未被取代，且其由具有975、1135和1297特定分子量的α-、β-和γ-环糊精构成。
11.根据权利要求1至10之一的磁性分散体，其特征在于核微粒M是由磁赤铁矿和具有通式Me(II)O·Fe(III)2O3的铁氧体组成的，并且其中的Me(II)是金属离子，如Fe，Co，Zn或Mn。
12.根据权利要求1至11之一的磁性分散体，其特征在于具有窄颗粒尺寸分布的核微粒M的尺寸大小为3到300nm。
13.根据权利要求1至12之一的磁性分散体，其特征在于磁性分散体具有0.05到80mT的饱和极化度。
14.根据权利要求1至13之一的磁性分散体，其特征在于分散剂为水，包括生理水溶液，二甲基甲酰胺，多元醇如甘油、乙二醇和聚乙二醇，或其混合物。
15.制备如权利要求1的磁性分散体的方法，其特征在于以下这些工艺步骤
-以本身已知的方法，在碱性区域的pH值内使铁(III)的盐和金属(II)的盐共同沉淀，
-以分散剂洗涤并以本身已知的方法将pH值调整到酸性区域，
-在20到90℃之间的温度下添加具有通式(Ap，C，Bq)的化合物，其中
A为反应性基团，
B为生物活性基团，和
C为环糊精，其由1，4-接合的葡萄糖单元(C6H7O5)m[(3H)m-(p+q)]构成，
其中
m＝6至12，
p为A基团的数目1至3m，且
q为B基团的数目3m-p，
-用水洗涤反应产物，并以已知的方法调节pH值，
-在20到90℃之间的温度下以本身已知的方式分散反应产物，直至形成磁性分散体。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于所使用的具有通式(Ap，C，Bq)的化合物中A基团是-H和/或-(CH2)n-R和它们的盐，其中n可以设定为0到20间的一个值，且
R是-H，-(OH)，-CHOH-CH3，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(C3N3ClONa)，-(OC2H4NH2)，-(NCH3(CHO))，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)，-(OCOC6H5)，-(OCOR’)，-(OCO(CH2)n-COOH)，-(OCH3)，-(OCH2CO2Na)，-(O(CH2)nR’)，-(OCH2CHOHCH2OH)，-(O(CH2CH2O)nR’)，-(O(CH2)nSO3H)，
其中
R’为-H，-(OH)，-(COOH)，-(NH2)，-(SH)，-(ONO2)，-(OSO3H)，-(OPO3H2)
并且其B基团可以是那些例如由抗生物素蛋白如抗生蛋白链菌素、如胰岛素、肝磷脂、核酸、抗体、寡肽、氨基酸和酶衍生出来的基团。
17.根据权利要求15或16的方法，其特征在于使用具有通式(Ap，C)的化合物，它的反应性A基团的数目对应于磁性核微粒M上的连接位置的数目。
18.根据权利要求15至17之一的方法，其特征在于使具有通式(Ap，C)的化合物和磁性核微粒M进行反应，接着又使所生成的配合物M[Ap，C]和Bq进行反应。
19.根据权利要求15至18之一的方法，其特征在于使环糊精C和磁性核微粒M反应，然后再使所生成的配合物M[C]和带有反应性基团A的化合物进行反应，并接着使所生成的配合物M[Ap，C]和带有生物活性基团Bq的化合物反应生成M[Ap，C，Bq]。
20.根据权利要求15至19之一的方法，其特征在于在第一洗涤步骤后将pH值调节到1到6之间。
21.根据权利要求15至20之一的方法，其特征在于添加具有通式(Ap，C，Bq)的化合物的混合物。
22.根据权利要求15至21之一的方法，其特征在于首先添加具有通式(Ap，C，Bq)的化合物，然后在第二步中添加入另一具有通式(Ap，C，Bq)的化合物。
23.根据权利要求15至22之一的方法，其特征在于使用活性酯，如1-乙基-(3)-(3-二乙氨基丙基)碳二亚胺，1-环己基-3(2-吗啉代乙基)碳二亚胺，N-羟基丁二酰亚胺和二环己基碳二亚胺。
24.根据权利要求15至23之一的方法，其特征在于不采用共沉淀步骤，以本身已知的方法从Me(II)盐溶液中将氢氧化物沉淀出来，并接着用氧化剂进行处理，其中Me(II)表示的是二价金属离子，如Fe2+，Co2+，Zn2+和Mn2+。
25.根据权利要求15至24之一的方法，其特征在于使用过氧化氢或氧气作为氧化剂。
26.制备磁性分散体的方法，其特征在于用基质X来处理如权利要求1的磁性分散体，其中的X是具有药理和/或生物活性的化合物。
27.根据权利要求26的方法，其特征在于基质X是如抗生素(青霉素)、荷尔蒙(***素)或抗癌酶蛋白或抗癌蛋白的物质。
28.取代和未取代的环糊精作为含有磁性核微粒M的分散体的稳定化试剂的用途。
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