JP2014506242A - Nanoparticle compositions and related methods - Google Patents

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Abstract

ナノ粒子組成物が提供され、組成物は、ナノ粒子金属酸化物と、２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールとを含む。ポリオールは、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される、１以上の親水基を含む。ナノ粒子組成物を作製する方法もまた提供される。本発明により提供されるナノ粒子組成物は、Ｘ線及び磁気共鳴イメージング等の医用イメージング技術における造影剤として使用し得る。  A nanoparticulate composition is provided, the composition comprising a nanoparticulate metal oxide and a phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups. The polyol contains one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of polyethylene ether groups, polypropylene ether groups, polybutylene ether groups, and combinations of two or more of these hydrophilic groups. A method of making a nanoparticle composition is also provided. The nanoparticle composition provided by the present invention may be used as a contrast agent in medical imaging techniques such as X-ray and magnetic resonance imaging.

Description

本発明は広義には安定な水性懸濁液を形成するナノ粒子組成物に関し、特に遷移金属酸化物に基づくナノ粒子組成物に関する。かかるナノ粒子組成物は、診断用イメージングを始めとする様々な用途に有用である。   The present invention relates generally to nanoparticle compositions that form stable aqueous suspensions, and more particularly to nanoparticle compositions based on transition metal oxides. Such nanoparticle compositions are useful for various applications including diagnostic imaging.

ナノ粒子（すなわちナノメートル単位で測定される直径を有する粒子）は、広範な最終用途に関して検討されている。これらの用途の幾つかでは、かなりの親水性を要求される。しかし、多くの事例で、ナノ粒子の基材となる材料がこの属性に欠けることがある。例えば、ＭＲ及び／又はＸ線イメージング用の造影剤としての使用に適したイメージング特性を有するナノ粒子は、典型的には、遷移金属酸化物に基づいているが、これらはかかる用途に必要とされる安定な水性懸濁液の形成に必要なレベルの親水性に欠けている。したがって、かかるナノ粒子の表面特性を修飾して水性媒体との適合性を高め、もってかかるナノ粒子の水性懸濁液の安定性を高めるための努力がなされてきた。用途によっては、ナノ粒子が相対的に単分散の粒径分布を有することも望まれる。しかし、かかる表面処理は、多分散の粒径分布をもたらすのが典型的である。   Nanoparticles (ie, particles having a diameter measured in nanometers) are being considered for a wide range of end uses. Some of these applications require significant hydrophilicity. However, in many cases, the material on which the nanoparticle is based may lack this attribute. For example, nanoparticles with imaging properties suitable for use as contrast agents for MR and / or X-ray imaging are typically based on transition metal oxides, which are required for such applications. Lacks the level of hydrophilicity necessary to form a stable aqueous suspension. Accordingly, efforts have been made to modify the surface properties of such nanoparticles to increase their compatibility with aqueous media and thus increase the stability of such aqueous suspensions of nanoparticles. Depending on the application, it is also desirable that the nanoparticles have a relatively monodispersed particle size distribution. However, such surface treatment typically results in a polydisperse particle size distribution.

典型的には、水性懸濁液中のナノ粒子組成物は、構成ナノ粒子の凝集及び沈殿の影響を受ける。表面処理は、かかる凝集及び沈殿を阻害するために使用することができ、希釈剤中のナノ粒子コア種の懸濁液に、１種以上の安定剤物質を添加するという形態を取り得る。かかる安定剤物質は、懸濁したナノ粒子コア種の表面に結合し、ナノ粒子コア種の表面の少なくとも一部と、ナノ粒子コア種が懸濁している希釈剤との間に介在するバリア（又はシェル）を形成すると考えられている。   Typically, nanoparticle compositions in aqueous suspension are affected by aggregation and precipitation of constituent nanoparticles. Surface treatment can be used to inhibit such agglomeration and precipitation and can take the form of adding one or more stabilizer materials to a suspension of nanoparticle core species in a diluent. Such a stabilizer material binds to the surface of the suspended nanoparticle core species, and a barrier (at least part of the surface of the nanoparticle core species and the diluent in which the nanoparticle core species is suspended) Or a shell).

医用イメージング用途での使用に好適なナノ粒子組成物を含む製剤は、典型的には、被験体に提供する前に精製を必要とする。使用される様々な精製技術は、ナノ粒子組成物の親水性を低下させる可能性があり、ナノ粒子組成物の粒径分布を改変する可能性がある。賢明な医療業務及び論理においては、ヒト被験体におけるインビボでの使用のための造影剤として使用されるナノ粒子組成物を含有する製剤は、厳密な精製に供され、等張性水性媒体中、例えば１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で強固な懸濁安定性を示す必要があることが強く示唆されている。   Formulations comprising nanoparticle compositions suitable for use in medical imaging applications typically require purification before being provided to a subject. The various purification techniques used can reduce the hydrophilicity of the nanoparticle composition and can modify the particle size distribution of the nanoparticle composition. In wise medical practice and logic, formulations containing nanoparticle compositions that are used as contrast agents for in vivo use in human subjects are subject to rigorous purification, in isotonic aqueous media, For example, it is strongly suggested that strong suspension stability needs to be exhibited in a 150 mM sodium chloride solution.

したがって、特に親水性の増加、コロイド懸濁液中での安定性、及び向上した安全性に関連した改善された特性を有するナノ粒子組成物が必要とされている。   Accordingly, there is a need for nanoparticle compositions that have improved properties related to increased hydrophilicity, stability in colloidal suspensions, and improved safety.

米国特許出願公開第２００４／０２５３１８１号US Patent Application Publication No. 2004/0253181

一実施形態では、本発明は、ナノ粒子金属酸化物と、２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールとを含むナノ粒子組成物であって、ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基を含む、ナノ粒子組成物を提供する。さらなる実施形態では、本発明は、かかるナノ粒子組成物を含む、哺乳類被験体への注射に好適な診断薬組成物を提供する。   In one embodiment, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a nanoparticulate metal oxide and a phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups, wherein the polyol comprises a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a poly Provided is a nanoparticle composition comprising one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of butylene ether groups and combinations of two or more of these hydrophilic groups. In a further embodiment, the present invention provides a diagnostic composition suitable for injection into a mammalian subject comprising such a nanoparticle composition.

別の実施形態では、本発明は、ナノ粒子酸化鉄コアと、２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールを含むシェルであって、２以上のリン酸基が、リン酸化ポリオールにおいて互いに１，２−又は１，３−位置関係をなす位置にあり、ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される親水基を含むシェルとを含む、ナノ粒子組成物を提供する。さらなる実施形態では、本発明は、かかるナノ粒子組成物を含む、哺乳類被験体への注射に好適な診断薬組成物を提供する。   In another embodiment, the present invention is a shell comprising a nanoparticulate iron oxide core and a phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups, wherein the two or more phosphate groups are A hydrophilic group selected from the group consisting of a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of two or more of these hydrophilic groups, in a position forming a 2- or 1,3-positional relationship. A nanoparticle composition comprising a shell comprising a group is provided. In a further embodiment, the present invention provides a diagnostic composition suitable for injection into a mammalian subject comprising such a nanoparticle composition.

さらに別の実施形態では、本発明は、ナノ粒子金属酸化物コアであって、金属酸化物が、鉄、タンタル、ジルコニウム及びハフニウムからなる群から選択される金属を含む、ナノ粒子金属酸化物コアと、２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールを含むシェルであって、２以上のリン酸基が、リン酸化ポリオールにおいて互いに１，２−又は１，３−位置関係をなす位置にあり、ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される親水基を含むシェルとを含む、ナノ粒子組成物を提供する。さらなる実施形態では、本発明は、かかるナノ粒子組成物を含む、哺乳類被験体への注射に好適な診断薬組成物を提供する。   In yet another embodiment, the present invention provides a nanoparticulate metal oxide core, wherein the metal oxide comprises a metal selected from the group consisting of iron, tantalum, zirconium, and hafnium. And a shell containing a phosphorylated polyol containing two or more phosphoric acid groups, wherein the two or more phosphoric acid groups are in a 1,2- or 1,3-position relative to each other in the phosphorylated polyol, Provided is a nanoparticle composition wherein the polyol comprises a shell comprising a hydrophilic group selected from the group consisting of a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of two or more of these hydrophilic groups. . In a further embodiment, the present invention provides a diagnostic composition suitable for injection into a mammalian subject comprising such a nanoparticle composition.

さらに別の実施形態では、本発明は、ナノ粒子組成物の製造方法であって、ナノ粒子金属酸化物コアを、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含むリン酸化ポリオールを含むシェル組成物と接触させる段階を含む方法を提供する。   In yet another embodiment, the present invention provides a method for producing a nanoparticle composition, wherein the nanoparticle metal oxide core comprises two or more phosphate groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, and a polybutylene ether group. And contacting with a shell composition comprising a phosphorylated polyol comprising one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of combinations of two or more of these hydrophilic groups.

さらに別の実施形態では、本発明は、画像診断の方法であって、（ａ）診断薬組成物を被験体に投与する段階であって、診断薬組成物が、酸化鉄、酸化マンガン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム及びこれら２種以上の金属酸化物の組合せからなる群から選択されるナノ粒子金属酸化物と、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含む、リン酸化ポリオールと、薬学的に許容される担体又は賦形剤とを含むナノ粒子組成物を含む段階と、（ｂ）被験体を診断用イメージングに付す段階であって、ナノ粒子組成物が造影剤として機能する段階とを含む方法を提供する。   In yet another embodiment, the present invention relates to a method of diagnostic imaging, wherein (a) a diagnostic agent composition is administered to a subject, the diagnostic agent composition comprising iron oxide, manganese oxide, oxidation Nanoparticle metal oxide selected from the group consisting of tantalum, zirconium oxide, hafnium oxide and combinations of two or more of these metal oxides, two or more phosphate groups, polyethylene ether groups, polypropylene ether groups, polybutylenes Nano comprising a phosphorylated polyol comprising an ether group and one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of combinations of two or more of these hydrophilic groups and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient A method is provided that includes a particle composition, and (b) subjecting the subject to diagnostic imaging, wherein the nanoparticle composition functions as a contrast agent.

本発明のこれらの、及び他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の発明を実施するための形態を読めばより良く理解され、図面を通して、同様の符号は同様の部分を表す。   These and other features, aspects and advantages of the present invention will become better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings, in which like numerals represent like parts throughout the drawings, wherein: Represents.

本発明の一実施形態による、コア及びシェルを含むナノ粒子の理想的な断面図である。1 is an ideal cross-sectional view of a nanoparticle including a core and a shell, according to one embodiment of the invention. 酸化鉄ナノ粒子組成物の投与前の、例２９による腫瘍のＴ1強調画像（ＴＥ＝４．１ｍｓ）である。FIG. 30 is a T 1 weighted image (TE = 4.1 ms) of a tumor according to Example 29 before administration of the iron oxide nanoparticle composition. 例１０のナノ粒子造影剤の投与から３０分後の、例２９による腫瘍のＴ1強調画像（ＴＥ＝４．１ｍｓ）である。FIG. 30 is a T 1 weighted image (TE = 4.1 ms) of the tumor according to Example 29, 30 minutes after administration of the nanoparticulate contrast agent of Example 10. 図２Ａと図２Ｂとの間の差の差異マップである。3 is a difference map of the difference between FIG. 2A and FIG. 2B. 酸化鉄ナノ粒子組成物の投与前の、例２９による腫瘍のＴ2 *強調画像（ＴＥ＝２４．５ｍｓ）である。FIG. 30 is a T 2 * weighted image (TE = 24.5 ms) of a tumor according to Example 29 before administration of an iron oxide nanoparticle composition. 例１０のナノ粒子造影剤の投与から１５分後の、例２９による腫瘍のＴ2 *強調画像（ＴＥ＝２４．５ｍｓ）である。FIG. 15 is a T 2 * weighted image (TE = 24.5 ms) of the tumor according to Example 29, 15 minutes after administration of the nanoparticulate contrast agent of Example 10. FIG. 腫瘍と筋肉組織との間の明確な区別を示す、図２Ｄと図２Ｅとの間の差のＲ２＊緩和差異マップである。2D is an R2 * relaxation difference map of the difference between FIG. 2D and FIG. 2E showing a clear distinction between tumor and muscle tissue.

以下の明細書及びそれに続く特許請求の範囲において、幾つかの用語が言及されるが、これらは以下の意味を有するように定義されるものとする。   In the following specification and the claims that follow, a number of terms will be referred to, which shall be defined to have the following meanings:

文脈上異なる定義が明示されていない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は複数形の呼称も含む。   The singular forms “a”, “an”, and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

「適宜の」又は「適宜」は、続いて説明される事象又は状況が生じても生じなくてもよいことを意味し、またその説明が、事象が生じる場合及び生じない場合を含むことを意味する。   “Appropriate” or “appropriate” means that the event or situation described below may or may not occur, and that the description includes when the event occurs and when it does not occur To do.

本明細書で用いる「溶媒」という用語は、単一の溶媒又は溶媒の混合物を指す可能性がある。   As used herein, the term “solvent” can refer to a single solvent or a mixture of solvents.

近似的言語は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって使用される場合、それが関連する基本的機能の変化をもたらすことなく許容範囲で変動し得る任意の量的表現を修飾するように適用され得る。したがって、「約」等の用語により修飾される値は、指定された厳密な値に限定されない。幾つかの場合において、近似的言語は、値を測定するための機器の精度に対応し得る。   Approximate language, as used throughout the specification and claims, is applied to modify any quantitative expression that may vary within an acceptable range without resulting in a change in the underlying functionality associated with it. obtain. Thus, a value modified by a term such as “about” is not limited to the exact value specified. In some cases, the approximate language may correspond to the accuracy of the instrument for measuring the value.

別段に指定されない限り、「リン酸基」という用語は、本明細書で用いる以下に示される括弧が付された基Ｉ（及びそのイオン化形態ＩＩ及びＩＩＩ）を指し、４個の構成酸素原子及び１個の構成リン原子を含むが、示される炭素原子を含まない。リン酸基は、その４個の酸素原子の１つを介して、結合により（点線参照）有機部分の炭素原子に連結し、リン酸基及び有機部分は、有機分子の構成成分、例えばリン酸化ポリオールを形成する（本開示の実施例の例参照）。リン酸基は、対応する一価陰イオン（基ＩＩ参照）及び二価陰イオン（基ＩＩＩ参照）形態に容易にイオン化するため、リン酸基という用語は、本明細書で用いる基Ｉにおいて特徴付けられる完全プロトン化形態に加えて、これらの形態のそれぞれを含む。例えばリン酸化ポリオール内に存在するリン酸基の形態Ｉ〜ＩＩＩのそれぞれの相対量は、リン酸基が存在する環境に依存する。例えば、水性媒体中の高いｐＨでは、形態Ｉに比べて形態ＩＩＩがより多くなるはずである。   Unless otherwise specified, the term “phosphate group” refers to the parenthesized group I shown below (and its ionized forms II and III) as used herein, four constituent oxygen atoms and Contains one constituent phosphorus atom, but does not contain the indicated carbon atom. The phosphate group is linked to the carbon atom of the organic moiety through a bond (see dotted line) through one of its four oxygen atoms, and the phosphate group and organic moiety are components of organic molecules such as phosphorylated A polyol is formed (see example examples of this disclosure). The term phosphate group is characterized in group I as used herein because phosphate groups readily ionize to the corresponding monovalent anion (see group II) and divalent anion (see group III) forms. In addition to the fully protonated form attached, each of these forms is included. For example, the relative amount of each of the phosphate group forms I-III present in the phosphorylated polyol depends on the environment in which the phosphate groups are present. For example, at high pH in an aqueous medium, there should be more form III compared to form I.

さらに、本開示の目的において、リン酸基という用語からは、具体的には、第１のリン原子が炭素原子を介さずに酸素原子により第２のリン原子に連結した「ポリリン酸」は除外される。以下の構造ＩＶは、本明細書で定義されるポリリン酸を示す。本明細書で定義されるように、ポリリン酸は、炭素原子を介さずに酸素原子により第２のリン原子（Ｐ2）に連結した第１のリン原子（Ｐ1）を含む。構造ＩＶで示されるポリリン酸において、ポリリン酸基は、７個の酸素原子及び２個のリン原子を含む。 Furthermore, for the purposes of this disclosure, the term phosphate group specifically excludes “polyphosphoric acid” in which the first phosphorus atom is linked to the second phosphorus atom by an oxygen atom without a carbon atom. Is done. Structure IV below shows a polyphosphoric acid as defined herein. As defined herein, polyphosphoric acid includes a first phosphorus atom (P 1 ) linked to a second phosphorus atom (P 2 ) by an oxygen atom without a carbon atom. In the polyphosphoric acid represented by structure IV, the polyphosphoric acid group contains 7 oxygen atoms and 2 phosphorus atoms.

代替の例示的ポリリン酸基は、１０個の酸素原子及び３個のリン原子を含む。構造ＩＶに示されるように、ポリリン酸基は、有機部分又は無機部分であってもよい部分Ｑに連結する。ポリリン酸は、Ｑが無機部分であるポリリン酸の一例を示す。三ナトリウムＯ−メチルジホスフェートは、Ｑがメチル基であり、リンに結合したＯＨ基がイオン化され、電荷平衡対イオン（３つのナトリウム陽イオン）が付随した有機ジホスフェートを示す（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ ６２（２） ２２３−２２６ （２００８））。本明細書で定義される場合、ポリリン酸という用語は、「非環式ポリリン酸」（炭素原子を介さずに酸素原子により第２のリン原子（Ｐ2）に連結した第１のリン原子（Ｐ1）のいずれも、環式構造の一部ではない）及び「環式ポリリン酸」（炭素原子を介さずに酸素原子により第２のリン原子（Ｐ2）に連結した第１のリン原子（Ｐ1）の１つ以上が、環式構造の一部である）の両方を包含することが、当業者に理解される。さらに、ポリリン酸の様々なイオン化形態が存在すること、及びポリリン酸という用語が、理想的な完全プロトン化ポリリン酸、例えば、上記構造ＩＶに示される完全プロトン化ポリリン酸構造のイオン化形態を含むように意図されることが、当業者に理解される。 An alternative exemplary polyphosphate group contains 10 oxygen atoms and 3 phosphorus atoms. As shown in Structure IV, the polyphosphate group is linked to a moiety Q, which can be an organic or inorganic moiety. A polyphosphoric acid shows an example of the polyphosphoric acid whose Q is an inorganic part. Trisodium O-methyldiphosphate is an organic diphosphate in which Q is a methyl group, an OH group bonded to phosphorus is ionized, and is accompanied by a charge-balance counterion (three sodium cations) (Chemical Papers 62 ( 2) 223-226 (2008)). As defined herein, the term polyphosphoric acid refers to “acyclic polyphosphoric acid” (a first phosphorus atom (P 2 ) linked to a second phosphorus atom (P 2 ) by an oxygen atom, not via a carbon atom). None of P 1 ) is part of a cyclic structure) and “cyclic polyphosphoric acid” (first phosphorus atom linked to a second phosphorus atom (P 2 ) by an oxygen atom without a carbon atom) It will be understood by those skilled in the art that both include (one or more of (P 1 ) are part of a cyclic structure). Furthermore, there are various ionized forms of polyphosphate, and the term polyphosphate includes the ideal fully protonated polyphosphate, for example, the ionized form of the fully protonated polyphosphate structure shown in Structure IV above. Will be understood by those skilled in the art.

以下で詳細に説明されるように、本発明の実施形態は、ナノ粒子金属酸化物と、リン酸化ポリオールであって、２以上のリン酸基及び親水基を含むリン酸化ポリオールとを含むナノ粒子組成物を含み、リン酸基は、化学的及び立体的に金属酸化物に到達可能であり、親水基は、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される。   As described in detail below, embodiments of the present invention provide nanoparticles comprising a nanoparticulate metal oxide and a phosphorylated polyol, the phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups and hydrophilic groups. The phosphate group is chemically and sterically reachable to the metal oxide, and the hydrophilic group is a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and two or more kinds of these hydrophilic groups. Selected from the group consisting of a combination of sex groups.

様々な実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、長期時間枠にわたり（例えば数日から数週間にわたり）構成ナノ粒子の流体力学直径（ＤH）の実質的な変化を示さない安定な水性コロイド懸濁液を形成するために十分親水性である。流体力学直径の経時的変化は、コロイド懸濁液安定性の重要な指標である。したがって、コロイド懸濁液中での強固な安定性を示すナノ粒子組成物は、対象期間にわたり、懸濁した構成ナノ粒子の流体力学直径（ＤH）の増加をほとんど、又は全く示さないべきである。流体力学直径は、動的光散乱（ＤＬＳ）により測定され得る。流体力学直径（ＤH）という用語は、平均流体力学直径を指すことが、当業者に理解される。 In various embodiments, the nanoparticle composition provided by the present invention does not exhibit a substantial change in the hydrodynamic diameter (D H ) of the constituent nanoparticles over a long time frame (eg, over several days to several weeks). It is hydrophilic enough to form a stable aqueous colloidal suspension. The change in hydrodynamic diameter over time is an important indicator of colloidal suspension stability. Thus, a nanoparticle composition that exhibits robust stability in a colloidal suspension should exhibit little or no increase in the hydrodynamic diameter (D H ) of the suspended constituent nanoparticles over the period of time. is there. The hydrodynamic diameter can be measured by dynamic light scattering (DLS). It will be appreciated by those skilled in the art that the term hydrodynamic diameter (D H ) refers to the mean hydrodynamic diameter.

本明細書で用いる「ナノ粒子組成物」という用語は、１マイクロメートル未満の平均粒径を有する構成ナノ粒子を含む組成物をいう。本明細書で用いる「径」という用語は、ナノ粒子の流体力学直径をいう。一実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、約２ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲のＤHを有する。代替の実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、約１０ｎｍ〜２５ｎｍの範囲のＤHを有する。一実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、５０ｎｍ未満のＤHを有する。別の実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、１０ｎｍ未満のＤHを有する。さらに別の実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、５ｎｍ未満のＤHを有する。小さい粒径は、例えば、ナノ粒子組成物を造影剤として使用する医用イメージング手順後の、被験体の腎臓及び他の臓器からのナノ粒子組成物のクリアランスの促進において有利となり得る。 As used herein, the term “nanoparticle composition” refers to a composition comprising constituent nanoparticles having an average particle size of less than 1 micrometer. As used herein, the term “diameter” refers to the hydrodynamic diameter of a nanoparticle. In one embodiment, the nanoparticle compositions provided by the present invention have a D H in the range of about 2nm~ about 500 nm. In alternative embodiments, nanoparticle compositions provided by the present invention have a D H in the range of about 10 nm to 25 nm. In one embodiment, the nanoparticle composition provided by the present invention has a DH of less than 50 nm. In another embodiment, the nanoparticle composition provided by the present invention has a DH of less than 10 nm. In yet another embodiment, the nanoparticle composition provided by the present invention has a DH of less than 5 nm. A small particle size can be advantageous, for example, in promoting clearance of the nanoparticle composition from the kidney and other organs of the subject after a medical imaging procedure using the nanoparticle composition as a contrast agent.

一実施形態では、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、コアシェル構造を備え、コアは、ナノ粒子金属酸化物を含み、シェルは、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含むリン酸化ポリオールを含む。   In one embodiment, the nanoparticle composition provided by the present invention comprises a core-shell structure, the core comprises a nanoparticle metal oxide, and the shell comprises two or more phosphate groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether. A phosphorylated polyol comprising a group, a polybutylene ether group, and one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of combinations of two or more of these hydrophilic groups.

様々な実施形態では、リン酸化ポリオールを含むシェルは、ナノ粒子金属酸化物コアを安定化し、ナノ粒子金属酸化物コア粒子の会合（凝集）による、より大きな金属酸化物粒子の形成を防止する。本発明の１つ以上の実施形態は、図１に示される理想的なコアシェル構造を有するナノ粒子組成物に関する。ナノ粒子組成物１０は、本明細書に記載のように、ナノ粒子金属酸化物コア１２と、リン酸化ポリオールを含むシェル１４とを含む。一実施形態では、本発明は、接線流濾過及び室温で１週間の保存後に、１５０ｍＭのＮａＣｌ水溶液中で動的光散乱により決定される流体力学直径（ＤH）の実質的な変化を示さない、安定な水性コロイド懸濁液を形成する能力を特徴とするナノ粒子組成物を提供する。 In various embodiments, a shell comprising a phosphorylated polyol stabilizes the nanoparticulate metal oxide core and prevents the formation of larger metal oxide particles due to association (aggregation) of the nanoparticulate metal oxide core particles. One or more embodiments of the present invention relate to nanoparticle compositions having the ideal core-shell structure shown in FIG. Nanoparticle composition 10 includes a nanoparticulate metal oxide core 12 and a shell 14 comprising a phosphorylated polyol as described herein. In one embodiment, the present invention shows no substantial change in hydrodynamic diameter (D H ) as determined by dynamic light scattering in 150 mM NaCl aqueous solution after tangential flow filtration and storage at room temperature for 1 week. Provided is a nanoparticle composition characterized by the ability to form a stable aqueous colloidal suspension.

本発明により提供されるナノ粒子組成物の金属酸化物コアは、ナノメートルで適切に測定される寸法を有する。様々な実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、希釈剤中の懸濁液として調製されてもよく、懸濁したナノ粒子金属酸化物コア粒子の流体力学直径は、例えば動的光散乱により測定され得る。一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、動的光散乱により測定される、約１ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲のＤHを有する。代替の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、動的光散乱により測定される、約５ｎｍのＤHを有する。１つ以上の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、ナノ粒子超常磁性酸化鉄（ＳＰＩＯ）を含み、動的光散乱により測定される、約２５ｎｍ未満のＤHを有する。 The metal oxide core of the nanoparticle composition provided by the present invention has dimensions that are appropriately measured in nanometers. In various embodiments, the nanoparticulate metal oxide core may be prepared as a suspension in a diluent, and the hydrodynamic diameter of the suspended nanoparticulate metal oxide core particles is determined by, for example, dynamic light scattering. Can be measured. In one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core has a DH in the range of about 1 nm to about 30 nm as measured by dynamic light scattering. In an alternative embodiment, the nanoparticulate metal oxide core has a DH of about 5 nm as measured by dynamic light scattering. In one or more embodiments, the nanoparticulate metal oxide core comprises nanoparticulate superparamagnetic iron oxide (SPIO) and has a DH of less than about 25 nm as measured by dynamic light scattering.

ナノ粒子金属酸化物コアは、典型的には、遷移金属酸化物を含む。一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、単一の遷移金属酸化物、例えば酸化タンタルのみ、又は酸化鉄のみからなる。別の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、２種以上の遷移金属酸化物を含む。したがって、一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、酸化タンタル及び酸化ハフニウムの両方を含む。様々な実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、金属酸化物を構成しない追加的材料、例えば金属窒化物及び金属硫化物を含んでもよい。したがって、一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物は、酸化タンタル及び窒化ハフニウムを含む。さらに別の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、酸化タンタル及び硫化タンタルを含む。   The nanoparticulate metal oxide core typically comprises a transition metal oxide. In one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core consists of a single transition metal oxide, such as tantalum oxide only or iron oxide only. In another embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises two or more transition metal oxides. Thus, in one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises both tantalum oxide and hafnium oxide. In various embodiments, the nanoparticulate metal oxide core may include additional materials that do not constitute a metal oxide, such as metal nitrides and metal sulfides. Thus, in one embodiment, the nanoparticulate metal oxide comprises tantalum oxide and hafnium nitride. In yet another embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises tantalum oxide and tantalum sulfide.

一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、タングステン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、モリブデン、銀、鉄、マンガン、銅、コバルト、ニッケルの酸化物及び上記遷移金属酸化物の２種以上の組合せからなる群から選択される遷移金属酸化物を含む。１つの具体的な実施形態では、遷移金属酸化物は、酸化タンタルである。代替の実施形態では、遷移金属酸化物は、酸化鉄である。典型的には、ナノ粒子金属酸化物コアは、３０重量％以上の遷移金属酸化物の遷移金属成分を含む。一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、５０重量％以上の遷移金属成分を含む。さらに別の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、７５重量％以上の遷移金属成分を含む。ナノ粒子金属酸化物コア中の比較的高い遷移金属含量は、比較的高度の単位体積当たりの放射線不透過性を有するナノ粒子組成物を提供し、それによって造影剤としてのより効率的な性能を付与することができることが、当業者に理解される。   In one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises tungsten, tantalum, hafnium, zirconium, zinc, molybdenum, silver, iron, manganese, copper, cobalt, nickel oxides and two or more of the above transition metal oxides. A transition metal oxide selected from the group consisting of combinations. In one specific embodiment, the transition metal oxide is tantalum oxide. In an alternative embodiment, the transition metal oxide is iron oxide. Typically, the nanoparticulate metal oxide core comprises 30% by weight or more of the transition metal component of the transition metal oxide. In one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises 50% by weight or more of the transition metal component. In yet another embodiment, the nanoparticulate metal oxide core comprises 75% by weight or more of the transition metal component. The relatively high transition metal content in the nanoparticle metal oxide core provides a nanoparticle composition with a relatively high radiopacity per unit volume, thereby providing more efficient performance as a contrast agent. It will be appreciated by those skilled in the art that they can be granted.

Ｘ線造影剤としての使用のためには、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、生体において典型的に見られる組織及び骨物質よりも実質的により放射線不透過性であるべきである。ある特定の実施形態では、本発明は、３４以上の原子番号を有する金属原子を含むナノ粒子金属酸化物コアを含むナノ粒子組成物を提供する。かかるナノ粒子組成物は、イメージング手順の間約５０ｍＭという被験体の血液中の効果的な金属濃度を提供するために十分なナノ粒子組成物濃度を有する医用イメージング製剤として被験体に提供されると、イメージング薬剤として効果的となり得る。かかる材料は、約３０ハウンスフィールド単位（ＨＵ）以上の適切なコントラスト向上を提供する可能性がある。特に興味深いのは、約１００ハウンスフィールド〜約５０００ハウンスフィールド単位の範囲のコントラスト向上をもたらす材料である。この特性を提供し得る遷移金属元素の例は、タングステン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、及び亜鉛を含む。一実施形態では、本発明は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）等のＸ線イメージング用途での使用に好適なナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子組成物は、酸化タンタルを含むナノ粒子金属酸化物コアを含む。   For use as an X-ray contrast agent, the nanoparticle composition provided by the present invention should be substantially more radiopaque than the tissue and bone material typically found in living organisms. In certain embodiments, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a nanoparticulate metal oxide core comprising a metal atom having an atomic number of 34 or greater. Such a nanoparticle composition is provided to a subject as a medical imaging formulation having a sufficient nanoparticle composition concentration to provide an effective metal concentration in the subject's blood of about 50 mM during the imaging procedure. Can be effective as an imaging agent. Such materials may provide adequate contrast enhancement of about 30 Hounsfield units (HU) or more. Of particular interest are materials that provide contrast enhancement in the range of about 100 Hounsfield to about 5000 Hounsfield units. Examples of transition metal elements that can provide this property include tungsten, tantalum, hafnium, zirconium, molybdenum, silver, and zinc. In one embodiment, the present invention provides a nanoparticle composition suitable for use in x-ray imaging applications such as computed tomography (CT), wherein the nanoparticle composition comprises nanoparticle metal oxide comprising tantalum oxide. Includes product core.

１つ以上の実施形態では、ナノ粒子組成物のコアは、約６ｎｍまでの粒径を有する酸化タンタルを含む。かかる実施形態は、例えばタンタル含有コアの高度の放射線不透過性及び迅速な腎臓クリアランスを助ける微小サイズに起因して、イメージングデータを生成するためにＸ線を適用するイメージング技術において特に魅力的となり得る。   In one or more embodiments, the core of the nanoparticle composition comprises tantalum oxide having a particle size up to about 6 nm. Such embodiments can be particularly attractive in imaging techniques that apply x-rays to generate imaging data, for example due to the high radiopacity of the tantalum-containing core and the small size that helps rapid kidney clearance. .

幾つかの実施形態では、金属酸化物コアは、例えば超常磁性挙動を含む磁性挙動を示す遷移金属を含む。幾つかの実施形態では、金属酸化物コアは、鉄、マンガン、銅、コバルト、ニッケル、及びそれらの組合せからなる群から選択される常磁性金属を含む。具体的な実施形態では、金属酸化物コアは、超常磁性酸化鉄（ＳＰＩＯ）を含む。一実施形態では、酸化鉄には、別の金属がドープされる。   In some embodiments, the metal oxide core comprises a transition metal that exhibits magnetic behavior including, for example, superparamagnetic behavior. In some embodiments, the metal oxide core comprises a paramagnetic metal selected from the group consisting of iron, manganese, copper, cobalt, nickel, and combinations thereof. In a specific embodiment, the metal oxide core comprises superparamagnetic iron oxide (SPIO). In one embodiment, the iron oxide is doped with another metal.

幾つかの実施形態では、本発明のナノ粒子組成物は、磁気共鳴（ＭＲ）造影剤として使用されてもよい。ＭＲ造影剤としての使用のためには、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、常磁性金属種を有利に含み、超常磁性金属種を含むそれらの組成物が特に興味深い。潜在的な常磁性及び超常磁性材料の例は、鉄、マンガン、銅、コバルト、ニッケル又は亜鉛の１種以上を含む材料を含む。特に興味深い材料の群は、典型的には約６５重量％〜約７５重量％の鉄を含む酸化鉄、特にＳＰＩＯをベースとした材料である。一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、一般式［Ｆｅ2 +Ｏ3］x［Ｆｅ2 +Ｏ3（Ｍ2+Ｏ）］1-x（式中、１≧ｘ≧０であり、Ｍ2+は、金属陽イオン、例えば鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、マグネシウム、銅、亜鉛の陽イオン、及びかかる陽イオンの組合せである）を有する鉄化合物を含む。この一般式の範囲内に含まれる鉄化合物の例は、磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）（金属陽イオン（Ｍ2+）が第一鉄イオン（Ｆｅ2+）であり、ｘ＝０である場合）及び磁赤鉄鉱（γ−Ｆｅ2Ｏ3）（ｘ＝１である場合）を含む。 In some embodiments, the nanoparticle compositions of the present invention may be used as magnetic resonance (MR) contrast agents. For use as MR contrast agents, the nanoparticle compositions provided by the present invention advantageously comprise paramagnetic metal species, and those compositions comprising superparamagnetic metal species are of particular interest. Examples of potential paramagnetic and superparamagnetic materials include materials that include one or more of iron, manganese, copper, cobalt, nickel or zinc. A particularly interesting group of materials are materials based on iron oxide, in particular SPIO, typically containing from about 65% to about 75% iron by weight. In one embodiment, the nanoparticle metal oxide core is the general formula [Fe 2 + O 3] x [Fe 2 + O 3 (M 2+ O)] 1-x ( wherein, be 1 ≧ x ≧ 0 , M 2+ includes iron compounds having metal cations such as iron, manganese, nickel, cobalt, magnesium, copper, zinc cations, and combinations of such cations. An example of an iron compound included in the range of this general formula is magnetite (Fe 3 O 4 ) (when the metal cation (M 2+ ) is ferrous ion (Fe 2+ ) and x = 0) ) And magnetite (γ-Fe 2 O 3 ) (when x = 1).

図１に示される理想的な構造に示されるように、ナノ粒子組成物は、ナノ粒子金属酸化物コアを完全に被覆するシェルを備えてもよい。したがって、ある特定の実施形態では、ナノ粒子組成物は、コアを実質的に被覆するシェルを含むと説明される。本明細書で用いる「実質的に被覆する」という用語は、シェルによるコアの表面被覆率が約２０％を超えることを意味する。本明細書で用いる表面被覆率という用語は、シェルにより被覆されていないコア表面に対する、シェルにより被覆されたコア表面の比率をいう。幾つかの実施形態では、ナノ粒子の表面被覆率は、約４０％を超えてもよい。   As shown in the ideal structure shown in FIG. 1, the nanoparticle composition may comprise a shell that completely covers the nanoparticle metal oxide core. Thus, in certain embodiments, the nanoparticle composition is described as including a shell that substantially covers the core. As used herein, the term “substantially covers” means that the surface coverage of the core by the shell is greater than about 20%. As used herein, the term surface coverage refers to the ratio of the core surface covered by the shell to the core surface not covered by the shell. In some embodiments, the surface coverage of the nanoparticles may be greater than about 40%.

幾つかの実施形態では、シェルは、改善された水溶性を促進し、凝集体形成を低減し、ナノ粒子の酸化を防止し、コアシェル体の均一性を維持し、及び／又はナノ粒子組成物の生体適合性を提供し得る。   In some embodiments, the shell promotes improved water solubility, reduces aggregate formation, prevents nanoparticle oxidation, maintains core-shell body uniformity, and / or nanoparticle compositions. Of biocompatibility.

シェルの平均厚さは、典型的には、約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲である。一実施形態では、シェルは、５０ｎｍ未満の平均厚さを有する。別の実施形態では、シェルは、８ｎｍ未満の平均厚さを有する。さらに別の実施形態では、シェルは、５ｎｍ未満の平均厚さを有する。   The average thickness of the shell is typically in the range of about 1 nm to about 50 nm. In one embodiment, the shell has an average thickness of less than 50 nm. In another embodiment, the shell has an average thickness of less than 8 nm. In yet another embodiment, the shell has an average thickness of less than 5 nm.

本発明により提供されるナノ粒子組成物は、ナノ粒子金属酸化物コア上に配置された２つ以上のシェル層を備えてもよい。処理条件の賢明な選択により、ナノ粒子金属酸化物コア種は、希釈剤中の懸濁液として調製され、その後、第１の組の条件下で１種以上の安定剤物質で処理されて、第１のシェルを含む第１のナノ粒子組成物を生成してもよく、その後、第１のナノ粒子組成物が、第２の組の条件下で、第１のシェル及び第２のシェルの両方を含む第２のナノ粒子組成物を生成する１種以上の異なる安定剤物質で処理される。複数のシェルを含む実施形態では、シェルの１つ以上は、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含む、リン酸化ポリオールを含む。一実施形態では、単一のシェルは、ナノ粒子金属酸化物コアの本質的に表面全体を被覆してもよい。別の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コア種が希釈剤中の懸濁液として調製され、懸濁液が半分に分割され、各半分が異なるリン酸化ポリオールで処理され、続いて半分同士が再び組み合わされる場合のように、本発明は、単一のナノ粒子金属酸化物コア組成物と、複数のシェル組成物とを含むナノ粒子組成物を提供する。したがって、本発明により提供されるナノ粒子組成物内で、個々の粒子は、ナノ粒子組成物内の共存粒子のシェルと本質的に同一のシェルを備えてもよく、又は、ナノ粒子組成物内の構成粒子のシェルは、互いに組成が異なっていてもよい。   The nanoparticle composition provided by the present invention may comprise two or more shell layers disposed on a nanoparticle metal oxide core. By judicious choice of processing conditions, the nanoparticulate metal oxide core species is prepared as a suspension in a diluent and then treated with one or more stabilizer materials under a first set of conditions, A first nanoparticle composition comprising a first shell may be produced, after which the first nanoparticle composition is subjected to a first shell and a second shell under a second set of conditions. Treated with one or more different stabilizer materials to produce a second nanoparticle composition comprising both. In embodiments comprising a plurality of shells, one or more of the shells are comprised of two or more phosphate groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and combinations of these two or more hydrophilic groups. A phosphorylated polyol containing one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of: In one embodiment, a single shell may cover essentially the entire surface of the nanoparticulate metal oxide core. In another embodiment, the nanoparticulate metal oxide core species is prepared as a suspension in a diluent, the suspension is divided in half, each half is treated with a different phosphorylated polyol, and then the halves As when combined again, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a single nanoparticle metal oxide core composition and a plurality of shell compositions. Thus, within the nanoparticle composition provided by the present invention, individual particles may comprise a shell that is essentially identical to the shell of coexisting particles within the nanoparticle composition or within the nanoparticle composition. The shells of the constituent particles may have different compositions.

上述のように、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、リン酸化ポリオールを含み、リン酸化ポリオールは、２以上のリン酸基と、１以上の親水基とを含む。親水基は、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される。ポリエチレンエーテル基は、オキシエチレンオキシ構造単位−ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−、及び／又は置換オキシエチレンオキシ構造単位を含む部分として定義される。便宜上、及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）という用語との密接な構造的関連性により、かかる部分は、本明細書で時折ＰＥＧ基、又はＰＥＧ部分と呼ばれる場合があり、原子団分子量（moiety molecular weight）により特徴付けられる。例示的なポリエチレンエーテル基は、以下の表１及び本開示全体を通して示される。同様に、ポリプロピレンエーテル基は、オキシプロピレンオキシ構造単位−ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ−及び／又は置換オキシプロピレンオキシ構造単位を含む部分として定義される。便宜上、ポリプロピレンエーテル基は、本明細書で時折ポリプロピレングリコール基又は部分と呼ばれる場合がある。同様に、ポリブチレンエーテル基は、オキシブチレンオキシ構造単位−ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ−及び／又は置換オキシブチレンオキシ構造単位を含む部分として定義される。便宜上、ポリブチレンエーテル基は、本明細書で時折ポリ−ＴＨＦ部分と呼ばれる場合がある。 As described above, the nanoparticle composition provided by the present invention includes a phosphorylated polyol, and the phosphorylated polyol includes two or more phosphate groups and one or more hydrophilic groups. The hydrophilic group is selected from the group consisting of a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of these two or more hydrophilic groups. Polyethylene ether group, an oxyethylene structural unit -OCH 2 CH 2 O-, and / or is defined as a moiety comprising a substituted oxyethylene structural units. For convenience and due to the close structural relevance to the term polyethylene glycol (PEG), such moieties are sometimes referred to herein as PEG groups, or PEG moieties, depending on the molecular weight of the molecule. Characterized. Exemplary polyethylene ether groups are shown throughout Table 1 below and throughout this disclosure. Similarly, a polypropylene ether group is defined as a moiety comprising oxypropyleneoxy structural units —OCH 2 CH 2 CH 2 O— and / or substituted oxypropyleneoxy structural units. For convenience, polypropylene ether groups are sometimes referred to herein as polypropylene glycol groups or moieties. Similarly, a polybutylene ether group is defined as a moiety that includes an oxybutyleneoxy structural unit —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— and / or a substituted oxybutyleneoxy structural unit. For convenience, polybutylene ether groups are sometimes referred to herein as poly-THF moieties.

本発明において使用される、及び本発明により提供される例示的なリン酸化ポリオールを、以下の表１に示す。番号１ａ〜１ｆのそれぞれにおいて、例示されるリン酸化ポリオールは、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せの１つ以上からなる群から選択される１以上の親水基とを含む。   Exemplary phosphorylated polyols used in and provided by the present invention are shown in Table 1 below. In each of the numbers 1a to 1f, the phosphorylated polyol exemplified is a combination of two or more phosphate groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of these two or more hydrophilic groups. And one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of one or more.

当業者に理解されるように、リン酸化ポリオールに存在するリン酸基は、同じリン酸化ポリオール内の２つのリン酸基が、互いに１，２−、１，３−、１，４−、１，５−又は１，６−位置関係を構成する位置を占有するように構成され得る。表１中、例１ａは、２つのリン酸基が互いに１，３−位置関係で構成されるリン酸化ポリオールを示す。例１ｂは、２つのリン酸基が互いに１，２−位置関係で構成されるリン酸化ポリオールを示す。当業者は、かかる区別に通じている。２以上のリン酸基の１，２−位置関係は、１，２−ビスホスフェート、２，３−ビスホスフェート、３，４−ビスホスフェート、４，５−ビスホスフェート、５，６−ビスホスフェート等である実施形態を含む。２以上のリン酸基の１，３−位置関係は、１，３−ビスホスフェート、２，４−ビスホスフェート、３，５−ビスホスフェート、４，６−ビスホスフェート、５，７−ビスホスフェート等である実施形態を含む。この原理は２以上のリン酸基の１，４−、１，５−及び１，６−位置関係に拡張されることが、当業者には十分に理解される。 As will be appreciated by those skilled in the art, the phosphate groups present in the phosphorylated polyol are such that the two phosphate groups in the same phosphorylated polyol are 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1, , 5- or 1,6-positions can be configured to occupy positions that constitute the positional relationship. In Table 1, Example 1a shows a phosphorylated polyol in which two phosphate groups are configured in a 1,3-position relative to each other. Example 1b shows a phosphorylated polyol in which two phosphate groups are constructed in a 1,2-position relative to each other. Those skilled in the art are aware of such distinctions. The 1,2-positional relationship between two or more phosphate groups is 1,2-bisphosphate, 2,3-bisphosphate, 3,4-bisphosphate, 4,5-bisphosphate, 5,6-bisphosphate, etc. Embodiments are included. The 1,3-positional relationship of two or more phosphate groups is 1,3-bisphosphate, 2,4-bisphosphate, 3,5-bisphosphate, 4,6-bisphosphate, 5,7-bisphosphate, etc. Embodiments are included. It is well understood by those skilled in the art that this principle extends to the 1,4-, 1,5- and 1,6-positional relationships of two or more phosphate groups.

上述のように、リン酸化ポリオールは、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される、１以上の親水基を含む。ナノ粒子金属酸化物コア（及びナノ粒子組成物全体）を安定化する上でのリン酸化ポリオールの有効性は、その構造に依存することが判明している。様々な実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアを安定化する上でのリン酸化ポリオールの有効性は、本明細書で時折親水基の基分子量（group molecular weight）に関して説明され得る親水性部分のサイズに依存する。一般に、リン酸化ポリオールの構造は、特定のナノ粒子金属酸化物コアを安定化する上で効果的となるように設計されてもよく、リン酸化ポリオールに存在する親水基は、比較的低い基分子量（例えば、「モル」当たり１００グラム未満）又は比較的高い基分子量（例えば、「モル」当たり１００００グラム超）を有してもよい。親水基は、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せの１つ以上を含むため、本明細書で時折原子団分子量と呼ばれるこれらの部分のサイズ及び分子量は、親水基全体の基分子量に寄与することが、当業者に理解される。一実施形態では、親水基は、約７５０ダルトン〜約２００００ダルトンの範囲の原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含む。代替の実施形態では、親水基は、約２０００ダルトンの原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含む。さらに別の実施形態では、親水基は、２００００ダルトン未満の原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含む。さらに別の実施形態では、親水基は、２０００ダルトン未満の原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含む。さらに別の実施形態では、親水基は、３５０ダルトン未満の原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含む。本明細書で用いる「ダルトン」及び「モル当たりのグラム」は、交換可能な用語として使用することができ、親水基の基分子量又はポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、上記親水性部分の２種以上の組合せ、及びかかる部分の置換変形例の原子団分子量に適用される場合、その基又は部分を含有するリン酸化ポリオールの１モルに存在するそれらのグラム単位の重量を表す。   As described above, the phosphorylated polyol includes one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of polyethylene ether groups, polypropylene ether groups, polybutylene ether groups, and combinations of two or more hydrophilic groups thereof. . It has been found that the effectiveness of phosphorylated polyols in stabilizing the nanoparticulate metal oxide core (and the entire nanoparticle composition) depends on its structure. In various embodiments, the effectiveness of the phosphorylated polyol in stabilizing the nanoparticulate metal oxide core can be described in terms of the hydrophilic moiety that can sometimes be described herein with respect to the group molecular weight of the hydrophilic group. Depends on size. In general, the structure of the phosphorylated polyol may be designed to be effective in stabilizing a particular nanoparticulate metal oxide core, and the hydrophilic groups present in the phosphorylated polyol have a relatively low group molecular weight. (Eg, less than 100 grams per “mole”) or relatively high base molecular weight (eg, greater than 10,000 grams per “mole”). These moieties, sometimes referred to herein as atomic group molecular weights, include hydrophilic groups including one or more of polyethylene ether groups, polypropylene ether groups, polybutylene ether groups, and combinations of two or more of these hydrophilic groups. It will be appreciated by those skilled in the art that the size and molecular weight of ## STR3 ## contribute to the overall molecular weight of the hydrophilic group. In one embodiment, the hydrophilic group comprises a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight in the range of about 750 daltons to about 20000 daltons. In an alternative embodiment, the hydrophilic group comprises a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of about 2000 daltons. In yet another embodiment, the hydrophilic group comprises a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of less than 20,000 daltons. In yet another embodiment, the hydrophilic group comprises a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of less than 2000 daltons. In yet another embodiment, the hydrophilic group comprises a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of less than 350 daltons. As used herein, “Dalton” and “grams per mole” can be used as interchangeable terms, and the molecular weight of a hydrophilic group or a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, the hydrophilicity described above When applied to a combination of two or more of the moieties, and the atomic group molecular weight of such moiety substitution variations, it represents the weight in grams of those present in one mole of phosphorylated polyol containing that group or moiety.

ナノ粒子組成物の意図される最終用途は、リン酸化ポリオールにおいて使用される親水基の選択に影響し得る。例えば、ナノ粒子組成物が特にヒト被験体においてインビボで使用される場合、タンパク質等の組織成分に強固に結合し得るイオン基を含有する親水基を避けることが望ましくなり得る。インビボでの使用のためには、ポリアルキレンエーテル等の正味電荷を本質的に有さない親水基が特に興味深い。さらに、ヒト被験体における使用のためには、無害であり、ナノ粒子組成物が安全性評価に関して容易に、及び再現性をもって特性決定され得る親水基が、特に望ましい。本発明により提供されるナノ粒子組成物は、典型的には、約−４０ｍＶ〜＋４０ｍＶの範囲のゼータ電位を有する。   The intended end use of the nanoparticle composition can affect the choice of hydrophilic groups used in the phosphorylated polyol. For example, when the nanoparticle composition is used in vivo, particularly in human subjects, it may be desirable to avoid hydrophilic groups containing ionic groups that can bind tightly to tissue components such as proteins. Of particular interest for in vivo use are hydrophilic groups that have essentially no net charge, such as polyalkylene ethers. Furthermore, hydrophilic groups that are harmless and for which the nanoparticle composition can be easily and reproducibly characterized for safety assessment are particularly desirable for use in human subjects. Nanoparticle compositions provided by the present invention typically have a zeta potential in the range of about −40 mV to +40 mV.

一実施形態では、リン酸化ポリオールは、次の構造Ｖを有する。   In one embodiment, the phosphorylated polyol has the following structure V:

式中、ｎは、約６〜約１５０の整数であり、Ｒ1は、アルキル基又は水素原子である。リン酸化１，２−ジオールＶは、本明細書で１，２ＢＰＰ４４０とも呼ばれるリン酸化ポリオール１０（実施例の例５、ｎ＝１０、Ｒ1＝メチル）により例示される。リン酸化１，２−ジオールＶは、さらに、本明細書で１，２ＢＰＰ７５０とも呼ばれるリン酸化ポリオール１５（実施例の例７、ｎ＝１７、Ｒ1＝メチル）により例示される。一実施形態では、本発明は、構造Ｖ（式中、ｎは約１６〜約１５０の範囲であり、Ｒ1は、アルキル基又は水素原子である）を有するリン酸化１，２−ジオールを提供する。例えば、リン酸化１，２−ジオール２０（実施例の例９、ｎ＝４４、Ｒ1＝メチル）参照。 In the formula, n is an integer of about 6 to about 150, and R 1 is an alkyl group or a hydrogen atom. Phosphorylated 1,2-diol V is illustrated by phosphorylated polyol 10 (Example Example 5, n = 10, R 1 = methyl), also referred to herein as 1,2BPP440. Phosphorylated 1,2-diol V is further exemplified by phosphorylated polyol 15, also referred to herein as 1,2BPP750 (Example Example 7, n = 17, R 1 = methyl). In one embodiment, the present invention provides a phosphorylated 1,2-diol having the structure V where n is in the range of about 16 to about 150 and R 1 is an alkyl group or a hydrogen atom. To do. See, for example, phosphorylated 1,2-diol 20 (Example Example 9, n = 44, R 1 = methyl).

代替の実施形態では、リン酸化ポリオールは、次の構造ＶＩを有する。   In an alternative embodiment, the phosphorylated polyol has the following structure VI:

式中、ｎは、約６〜約１５０の整数であり、Ｒ1は、アルキル基又は水素原子である。リン酸化１，３−ジオールＶＩは、本明細書で１，３ＢＰＰ３５０とも呼ばれるリン酸化ポリオール２７（実施例の例１３、ｎ＝７、Ｒ1＝メチル）により例示される。一実施形態では、本発明は、構造ＶＩ（式中、ｎは約１６〜約１５０の範囲であり、Ｒ1は、アルキル基又は水素原子である）を有するリン酸化１，３−ジオールを提供する。例えば、本明細書で１，３ＢＰＰ２０００とも呼ばれるリン酸化１，３−ジオール３１（実施例の例１５、ｎ＝４４、Ｒ1＝メチル）参照。 In the formula, n is an integer of about 6 to about 150, and R 1 is an alkyl group or a hydrogen atom. Phosphorylated 1,3-diol VI is exemplified by phosphorylated polyol 27 (Example Example 13, n = 7, R 1 = methyl), also referred to herein as 1,3BPP350. In one embodiment, the present invention provides a phosphorylated 1,3-diol having structure VI where n is in the range of about 16 to about 150 and R 1 is an alkyl group or a hydrogen atom. To do. See, for example, phosphorylated 1,3-diol 31, also referred to herein as 1,3BPP2000 (Example Example 15, n = 44, R 1 = methyl).

さらに別の実施形態では、２以上のリン酸基及び１以上の親水基を含むリン酸化ポリオールは、次の構造ＸＶＩＩＩを有する。   In yet another embodiment, the phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups and one or more hydrophilic groups has the following structure XVIII:

式中、Ｏ−Ｒ2は各々独立にリン酸基、ヒドロキシ基又はポリエチレンエーテル基である。 In the formula, each of O—R 2 is independently a phosphate group, a hydroxy group or a polyethylene ether group.

本明細書で、リン酸化ポリオール、及びかかるリン酸化ポリオールを含むナノ粒子組成物又はかかるリン酸化ポリオールから得られる構造単位を含むナノ粒子組成物に関して使用される場合、記号「１，２−ＢＰＰ３５０」は、１，２−位置関係で構成された２つのリン酸基、及び３５０ダルトンの原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含むリン酸化ポリオールをいう。同様に、記号「１，２−ＢＰＰ４４０」は、１，２−位置関係で構成された２つのリン酸基、及び４４０ダルトンの原子団分子量を有するポリエチレンエーテル基を含むリン酸化ポリオールをいう。   When used herein with respect to phosphorylated polyols and nanoparticle compositions comprising such phosphorylated polyols or nanoparticle compositions comprising structural units derived from such phosphorylated polyols, the symbol “1,2-BPP350” Refers to a phosphorylated polyol comprising two phosphate groups configured in a 1,2-positional relationship and a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of 350 Daltons. Similarly, the symbol “1,2-BPP440” refers to a phosphorylated polyol comprising two phosphate groups configured in a 1,2-position relationship and a polyethylene ether group having an atomic group molecular weight of 440 daltons.

本明細書で用いる記号Ｐ２Ｐ４Ｍａｎは、マンニトール残基当たり約２つのリン酸基、及びポリエチレンエーテル基を含む約４つの親水基を含むリン酸化マンニトールをいう。実施例の構造２３は、かかるマンニトール系リン酸化ポリオールを例示する。   As used herein, the symbol P2P4Man refers to phosphorylated mannitol containing about 2 phosphate groups per mannitol residue and about 4 hydrophilic groups including polyethylene ether groups. Example structure 23 illustrates such a mannitol-based phosphorylated polyol.

本発明により提供されるナノ粒子組成物は、以下の構造ＶＩＩ〜ＸＶＩ（式中、Ｆｅ3Ｏ4と標示されたディスク形状成分は、ナノ粒子金属酸化物コアを表し、関連したリン酸化ポリオール構造は、ナノ粒子金属酸化物コアに結合した１つ以上のリン酸化ポリオールを表す）により例示される。構造ＶＩＩ〜ＸＶＩは、ナノ粒子金属酸化物コアとリン酸化ポリオールとの間の１：１化学量論比を示唆することを意図せず、ナノ粒子組成物を、ナノ粒子金属酸化物コア及び１つ以上のリン酸化ポリオールを含むものとして特定することを意図する。上述のように、リン酸化ポリオールは、構造ＶＩＩ〜ＸＶＩに示されるような完全プロトン化形態、又はイオン化形態であってもよい。（本明細書における式ＩＩ及びＩＩＩ参照。）典型的には、複数のリン酸化ポリオールが所与のナノ粒子金属酸化物コア粒子の表面と関連する。幾つかの実施形態では、リン酸化ポリオールは、水素結合によりナノ粒子金属酸化物コアに結合する。幾つかの実施形態では、リン酸化ポリオールは、１つ以上の共有結合によりナノ粒子金属酸化物コアに結合する。他の実施形態では、リン酸化ポリオールは、イオン結合によりナノ粒子金属酸化物コアに結合してもよい。ある特定の実施形態では、リン酸化ポリオールがナノ粒子金属酸化物コアに結合する厳密な化学的特徴は、十分に理解されていない可能性がある。かかる不確実性にもかかわらず、本発明により提供される様々なかかるナノ粒子組成物の基本的な構造−活性原理は、実験を通して理解することができ、かかる実験的に決定された構造−活性原理が本明細書で開示される。 The nanoparticle compositions provided by the present invention have the following structures VII-XVI, where the disk-shaped component labeled Fe 3 O 4 represents the nanoparticle metal oxide core and the associated phosphorylated polyol structure Represents one or more phosphorylated polyols bound to a nanoparticulate metal oxide core). Structures VII-XVI are not intended to suggest a 1: 1 stoichiometric ratio between the nanoparticulate metal oxide core and the phosphorylated polyol, and the nanoparticulate composition comprises a nanoparticulate metal oxide core and 1 It is intended to be specified as including one or more phosphorylated polyols. As mentioned above, the phosphorylated polyol may be in a fully protonated form as shown in structures VII-XVI, or in an ionized form. (See Formulas II and III herein.) Typically, a plurality of phosphorylated polyols are associated with the surface of a given nanoparticulate metal oxide core particle. In some embodiments, the phosphorylated polyol is bonded to the nanoparticulate metal oxide core by hydrogen bonding. In some embodiments, the phosphorylated polyol is attached to the nanoparticulate metal oxide core by one or more covalent bonds. In other embodiments, the phosphorylated polyol may be bound to the nanoparticulate metal oxide core by ionic bonding. In certain embodiments, the exact chemical characteristics that the phosphorylated polyol binds to the nanoparticulate metal oxide core may not be fully understood. Despite such uncertainties, the basic structure-activity principle of various such nanoparticle compositions provided by the present invention can be understood through experimentation, and such experimentally determined structure-activity The principle is disclosed herein.

構造ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ及びＸＩＶに示されるように、ナノ粒子組成物のリン酸化ポリオール成分は、ある特定の実施形態では、ポリアルキレンエーテル基において見られるエーテル結合（−Ｏ−）に加えて、親水基含有基を含んでもよい。したがって、エーテル基に加えて、広範な官能基、例えばエステル基、アミン基、アミド基、カルバメート基、ウレア基、カーボネート基、チオエーテル基、セレノエーテル基、シロキサン基、スルフィニル基、スルホニル基、及び上記基の２種以上の組合せが、リン酸化ポリオールに存在してもよい。当業者に理解されるように、かかる官能基は、親水基自体の構成要素であってもよく、又は、親水基として識別されないリン酸化ポリオールの一部を構成してもよい。ナノ粒子組成物の意図される最終用途は、かかる官能基の選択に影響し得る。 As shown in structures XI, XII, XIII, and XIV, the phosphorylated polyol component of the nanoparticle composition, in certain embodiments, in addition to the ether linkage (—O—) found in the polyalkylene ether group, A hydrophilic group-containing group may be included. Thus, in addition to ether groups, a wide range of functional groups such as ester groups, amine groups, amide groups, carbamate groups, urea groups, carbonate groups, thioether groups, selenoether groups, siloxane groups, sulfinyl groups, sulfonyl groups, and the above Two or more combinations of groups may be present in the phosphorylated polyol. As will be appreciated by those skilled in the art, such functional groups may be components of the hydrophilic group itself, or may form part of a phosphorylated polyol that is not identified as a hydrophilic group. The intended end use of the nanoparticle composition can influence the choice of such functional groups.

上述のように、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、典型的には、遷移金属酸化物コアと、リン酸化ポリオールを含むシェルとを含む。生成物であるナノ粒子組成物において、コアに対するシェルの比は、元素分析により決定され得る。リン酸化ポリオールによる処理の前の金属酸化物ナノ粒子の化学的構成及びその平均径を知ることにより、ナノ粒子金属酸化物コア粒子当たりのリン酸化ポリオールの量を計算することができる。一実施形態では、本発明は、ナノ粒子酸化鉄コアとリン酸化ポリオールシェルとを含むナノ粒子組成物を提供し、鉄に対するリン酸化ポリオールのモル比は、約０．０１〜約０．２５の範囲である。代替の実施形態では、本発明は、ナノ粒子酸化タンタルコアとリン酸化ポリオールシェルとを含むナノ粒子組成物を提供し、タンタルに対するリン酸化ポリオールのモル比は、約１〜約２の範囲である。一実施形態では、本発明は、ナノ粒子ＳＰＩＯコアとリン酸化ポリオールシェルとを含むナノ粒子組成物を提供し、ナノ粒子ＳＰＩＯコア中の鉄に対するリン酸化ポリオールのモル比は、約０．０１〜０．２５の範囲である。   As mentioned above, the nanoparticle composition provided by the present invention typically comprises a transition metal oxide core and a shell comprising a phosphorylated polyol. In the product nanoparticle composition, the ratio of shell to core can be determined by elemental analysis. By knowing the chemical composition of the metal oxide nanoparticles prior to treatment with the phosphorylated polyol and their average diameter, the amount of phosphorylated polyol per nanoparticle metal oxide core particle can be calculated. In one embodiment, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a nanoparticulate iron oxide core and a phosphorylated polyol shell, wherein the molar ratio of phosphorylated polyol to iron is about 0.01 to about 0.25. It is a range. In an alternative embodiment, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a nanoparticulate tantalum oxide core and a phosphorylated polyol shell, wherein the molar ratio of phosphorylated polyol to tantalum ranges from about 1 to about 2. . In one embodiment, the present invention provides a nanoparticle composition comprising a nanoparticulate SPIO core and a phosphorylated polyol shell, wherein the molar ratio of phosphorylated polyol to iron in the nanoparticulate SPIO core is about 0.01 to The range is 0.25.

本発明の一態様は、ナノ粒子組成物の製造方法に関する。一般に、ナノ粒子組成物の製造方法は、ナノ粒子金属酸化物コアを、本発明のリン酸化ポリオールシェル組成物と接触させる段階を含む。本開示の実施例は、本発明により提供されるナノ粒子組成物の調製に関する広範囲の指針を提供する。典型的には、接触させる段階は、１種以上の有機溶媒及び水を含む混合物中で行われる。   One embodiment of the present invention relates to a method for producing a nanoparticle composition. In general, a method of making a nanoparticle composition includes contacting a nanoparticulate metal oxide core with the phosphorylated polyol shell composition of the present invention. The examples of this disclosure provide extensive guidance on the preparation of nanoparticle compositions provided by the present invention. Typically, the contacting step is performed in a mixture comprising one or more organic solvents and water.

一実施形態では、方法は、ナノ粒子金属酸化物コアを提供する段階と、リン酸化ポリオールシェルをコア上に配置する段階とを含む。１つ以上の実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアを提供する段階は、遷移金属を含む第１の前駆体材料を提供する段階を含み、第１の前駆体材料は、ナノ粒子金属酸化物形成を生じやすい。一実施形態では、第１の前駆体材料は、有機酸と反応して、ナノ粒子金属酸化物コアを生成し得る。「反応」という用語は、２種以上の反応物質を相互作用させる条件下でそれらを混合することを含む。代替の実施形態では、第１の前駆体材料は、分解して、ナノ粒子金属酸化物コアを生成し得る。別の実施形態では、第１の前駆体材料は、加水分解して、ナノ粒子金属酸化物コアを生成し得る。したがって、一実施形態では、ナノ粒子金属酸化物コアは、有機酸の存在下での金属アルコキシドの加水分解により提供される。例えば、ナノ粒子酸化タンタルは、タンタルエトキシドの加水分解により調製され得る。有機酸は、例えば、イソ酪酸等のカルボン酸であってもよい。加水分解反応は、１−プロパノール又はメタノール等のアルコール溶媒の存在下で行われてもよい。ナノ粒子金属酸化物粒子を調製するための方法は、当該技術分野において周知であり、適切な材料のナノ粒子コアを作製するための任意の好適な方法が、本方法における使用に好適となり得る。   In one embodiment, the method includes providing a nanoparticulate metal oxide core and disposing a phosphorylated polyol shell on the core. In one or more embodiments, providing the nanoparticulate metal oxide core includes providing a first precursor material that includes a transition metal, the first precursor material comprising a nanoparticulate metal oxide. Prone to formation. In one embodiment, the first precursor material can react with an organic acid to produce a nanoparticulate metal oxide core. The term “reaction” includes mixing two or more reactants under conditions that allow them to interact. In an alternative embodiment, the first precursor material can decompose to produce a nanoparticulate metal oxide core. In another embodiment, the first precursor material can be hydrolyzed to produce a nanoparticulate metal oxide core. Thus, in one embodiment, the nanoparticulate metal oxide core is provided by hydrolysis of the metal alkoxide in the presence of an organic acid. For example, nanoparticulate tantalum oxide can be prepared by hydrolysis of tantalum ethoxide. The organic acid may be, for example, a carboxylic acid such as isobutyric acid. The hydrolysis reaction may be performed in the presence of an alcohol solvent such as 1-propanol or methanol. Methods for preparing nanoparticulate metal oxide particles are well known in the art, and any suitable method for making a nanoparticle core of a suitable material can be suitable for use in the present method.

本開示の実施例は、リン酸化ポリオールシェルをナノ粒子金属酸化物コア上に配置するためのプロトコルに関する詳細な指針を提供する。１つ以上の実施形態では、シェルをコア上に配置する段階は、リン酸化ポリオール又はその前駆体を含む第２の前駆体材料を提供する段階を含む。幾つかの実施形態では、リン酸化ポリオールの前駆体は、ナノ粒子金属酸化物コアの存在下で加水分解反応を生じ、その後ナノ粒子金属酸化物コアの表面に結合し得る。代替の実施形態では、リン酸化ポリオールの前駆体は、ナノ粒子金属酸化物コアの表面に結合させ、その後加水分解させることができる。   The examples of the present disclosure provide detailed guidance regarding protocols for placing a phosphorylated polyol shell on a nanoparticulate metal oxide core. In one or more embodiments, disposing the shell on the core includes providing a second precursor material comprising a phosphorylated polyol or precursor thereof. In some embodiments, the phosphorylated polyol precursor may undergo a hydrolysis reaction in the presence of the nanoparticulate metal oxide core and then bind to the surface of the nanoparticulate metal oxide core. In an alternative embodiment, the phosphorylated polyol precursor can be bound to the surface of the nanoparticulate metal oxide core and then hydrolyzed.

上述のように、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、画像診断用の造影剤として使用し得る。かかる用途において、これらのナノ粒子組成物は、被験体に、幾つかの実施形態ではは哺乳類被験体に投与され、次いで被験体がその後イメージングに供される。本発明により提供されるナノ粒子組成物は、ＭＲ及びＸ線イメージングにおいて特に有用となり得るが、超音波又は放射性トレーサーイメージングにおける造影剤としても実用性が見出される。さらに、本発明により提供されるナノ粒子組成物は、培養細胞注入等の他の領域においても有用となり得る。   As described above, the nanoparticle composition provided by the present invention can be used as a contrast agent for diagnostic imaging. In such applications, these nanoparticle compositions are administered to a subject, in some embodiments, to a mammalian subject, and the subject is then subjected to subsequent imaging. The nanoparticle compositions provided by the present invention can be particularly useful in MR and X-ray imaging, but find utility as contrast agents in ultrasound or radiotracer imaging. Furthermore, the nanoparticle composition provided by the present invention may be useful in other areas such as cultured cell injection.

一実施形態では、本発明は、哺乳類被験体への注射に好適な診断薬組成物を提供し、診断薬組成物は、ナノ粒子組成物及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む。ナノ粒子組成物は、ナノ粒子金属酸化物と、リン酸化ポリオールとを含み、リン酸化ポリオールは、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基、及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される、１以上の親水基とを含む。一実施形態では、賦形剤は、診断薬組成物の適宜の成分である。好適な賦形剤は、これらに限定されないが、塩、崩壊剤、結合剤、充填剤、及び潤滑剤の１つ以上により例示される。一実施形態では、薬学的に許容される担体は、実質的に水であってもよい。   In one embodiment, the present invention provides a diagnostic composition suitable for injection into a mammalian subject, the diagnostic composition comprising a nanoparticle composition and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. . The nanoparticle composition includes a nanoparticle metal oxide and a phosphorylated polyol, and the phosphorylated polyol includes two or more phosphoric acid groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and 2 of these. One or more hydrophilic groups selected from the group consisting of a combination of one or more hydrophilic groups. In one embodiment, the excipient is an appropriate component of the diagnostic composition. Suitable excipients are exemplified by, but not limited to, one or more of salts, disintegrants, binders, fillers, and lubricants. In one embodiment, the pharmaceutically acceptable carrier may be substantially water.

本発明により提供される診断薬組成物は、本発明のナノ粒子組成物を、薬学的に許容される担体及び／又は賦形剤と接触させることにより調製され得る。   The diagnostic composition provided by the present invention can be prepared by contacting the nanoparticle composition of the present invention with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient.

さらに別の実施形態では、本発明は、画像診断を行う方法であって、（ａ）薬学的に許容される担体又は賦形剤中で、本発明の診断薬組成物を被験体に投与する段階と、（ｂ）被験体を診断用イメージングに付す段階であって、診断薬組成物は造影剤として機能する段階とを含む方法を提供する。診断薬組成物は、注射、吸入、摂取、非経口注射、又は静脈注射により投与され得る。   In yet another embodiment, the present invention is a method for performing diagnostic imaging, wherein (a) the diagnostic composition of the present invention is administered to a subject in a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. And (b) subjecting the subject to diagnostic imaging, wherein the diagnostic composition functions as a contrast agent. The diagnostic composition can be administered by injection, inhalation, ingestion, parenteral injection, or intravenous injection.

具体的には哺乳類被験体、さらに具体的にはヒト被験体の画像診断において使用される場合、本発明により提供される診断薬組成物は、典型的には、１種以上の賦形剤を含んでもよい（但し必須ではない）薬学的に許容される担体中の懸濁液として投与される。投与が注射、具体的には非経口注射によるものである場合、担体は、典型的には、約１５０ｍＭのＮａＣｌ、５％のデキストロース、又はそれらの組合せの添加により等張化された水性媒体である。また、担体は、典型的には、約７．３〜７．４の間の適切な（生理学的な）ｐＨを有する。投与は、血管内（ＩＭ）、皮下（ＳＱ）、又は最も一般的には静脈内（ＩＶ）であってもよい。しかしながら、投与はまた、デポ剤の注入によるものであってもよく、その場合デポ剤は、被験体の血液又は組織内にナノ粒子を徐々に放出する。代替として、投与は、胃腸管のイメージングのために摂取によるもの、又は肺及び気道のイメージングのために吸入によるものであってもよい。   Specifically, when used in diagnostic imaging of a mammalian subject, more specifically a human subject, the diagnostic composition provided by the present invention typically contains one or more excipients. It is administered as a suspension in a pharmaceutically acceptable carrier that may be included (but not essential). If administration is by injection, specifically parenteral injection, the carrier is typically in an aqueous medium made isotonic by the addition of about 150 mM NaCl, 5% dextrose, or combinations thereof. is there. Also, the carrier typically has a suitable (physiological) pH between about 7.3 and 7.4. Administration may be intravascular (IM), subcutaneous (SQ), or most commonly intravenous (IV). However, administration may also be by injection of a depot, in which case the depot gradually releases the nanoparticles into the blood or tissue of the subject. Alternatively, administration may be by ingestion for gastrointestinal tract imaging or by inhalation for lung and airway imaging.

ヒト被験体への投与、特に静脈投与には、診断薬組成物が、使用される量において非毒性であり、細菌及びウイルス等のいかなる感染体も含まず、またいかなる発熱物質も含まないことが必要とされる。したがって、診断薬組成物に存在するナノ粒子組成物は、必要な精製手順に対して安定であり、親水性の低下、又は構成ナノ粒子の径の変化を被らないべきである。   For administration to human subjects, particularly intravenous administration, the diagnostic composition may be non-toxic in the amounts used, free of any infectious agents such as bacteria and viruses, and free of any pyrogens. Needed. Thus, the nanoparticle composition present in the diagnostic composition should be stable to the required purification procedure and not suffer from reduced hydrophilicity or a change in the size of the constituent nanoparticles.

一実施形態では、本発明は、被験体への投与前の希釈に好適な濃縮水性コロイド懸濁液としての、適切なオスモル濃度及びｐＨを有する安定な水性コロイド懸濁液として投与部位に送達され得る診断薬組成物を提供する。代替の実施形態では、本発明は、再構成に好適である、凍結乾燥により得られるような粉末としての診断薬組成物を提供する。   In one embodiment, the present invention is delivered to the administration site as a stable aqueous colloidal suspension having a suitable osmolality and pH as a concentrated aqueous colloidal suspension suitable for dilution prior to administration to a subject. Obtaining diagnostic compositions are provided. In an alternative embodiment, the present invention provides a diagnostic composition as a powder, such as obtained by lyophilization, that is suitable for reconstitution.

本明細書は、最善の形態を含めて、本発明を開示するために、またいかなる当業者でも、任意のデバイス又はシステムの作製及び使用、並びに任意の組み込まれた方法の実行を含めて、本発明を実践できるようにするために、例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により定義され、当業者が思い付くその他の例を含み得る。かかるその他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文字通りの言葉からの実質的でない相違を有する等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内に含まれることが意図される。   This specification is intended to disclose the invention, including the best mode, and to enable any person skilled in the art to make and use any device or system and perform any incorporated methods. An example is used to enable the invention to be practiced. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples have structural elements that do not differ from the literal words of the claims, or include equivalent structural elements that have insubstantial differences from the literal words of the claims. Are intended to be included within the scope of the claims.

例１：ナノ粒子金属酸化物コア（ＳＰＩＯ）の合成
無水ベンジルアルコール溶液２０ｍＬに、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（２ｍｍｏｌ）０．７０６ｇ及び１−フェニル−１，２−エタンジオール（３ｍｍｏｌ）０．４１４ｇを撹拌条件下で添加し、得られた混合物を１７０℃で４時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、Ｆｅ ５．６ｍｇ／ｍＬを含有するＳＰＩＯコア溶液を形成した。 Example 1 Synthesis of Nanoparticulate Metal Oxide Core (SPIO) To 20 mL of anhydrous benzyl alcohol solution, 0.706 g of iron (III) acetylacetonate (2 mmol) and 1-phenyl-1,2-ethanediol (3 mmol). 414 g was added under stirring conditions and the resulting mixture was heated at 170 ° C. for 4 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature to form a SPIO core solution containing 5.6 mg / mL Fe.

例２：１，２ビスホスフェートＰＥＧ３５０（１，２ＢＰＰ３５０）（５）の合成
塩化メチレン（２００ｍＬ）中のＰＥＧ３５０モノメチルエーテル（３５ｇ、１００ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（２０．２ｇ、２００ｍｍｏｌ）の撹拌溶液を０℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド（１７．１ｇ、１５０ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。次いで、反応物を室温に温め、さらに３時間撹拌した。次いで、飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液（３×１００ｍＬ）、飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×１００ｍＬ）、最後に飽和塩化ナトリウム水溶液（１×１００ｍＬ）で洗浄した。次いで、有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、溶媒を減圧下で除去すると、４８ｇの化合物１が油として得られた。 Example 2: Synthesis of 1,2 bisphosphate PEG350 (1,2BPP350) (5 ) A stirred solution of PEG350 monomethyl ether (35 g, 100 mmol) and triethylamine (20.2 g, 200 mmol) in methylene chloride (200 mL) was brought to 0 ° C. Upon cooling, methanesulfonyl chloride (17.1 g, 150 mmol) was added dropwise. The reaction was then warmed to room temperature and stirred for an additional 3 hours. Then saturated aqueous ammonium chloride (100 mL) was added and the layers were separated. The organic layer was washed with saturated aqueous ammonium chloride (3 × 100 mL), saturated aqueous sodium bicarbonate (1 × 100 mL), and finally with saturated aqueous sodium chloride (1 × 100 mL). The organic solution was then dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and the solvent removed under reduced pressure to yield 48 g of compound 1 as an oil.

新しく粉末化した水酸化カリウム（２．９８ｇ、５３．１ｍｍｏｌ）を、無水ＤＭＳＯ（１００ｍＬ）に添加し、混合物を不活性雰囲気下で１時間撹拌した。次いで、１，２−イソプロピリデングリセロール（２．８１ｇ、２１．３ｍｍｏｌ）を添加し、続いて無水ＤＭＳＯ５０ｍｌ中のＰＥＧ３５０メシレート化合物１（９．１ｇ、２１．３ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。次いで、混合物を４０℃に加熱し、不活性雰囲気下で１８時間撹拌した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、水（２００ｍＬ）で希釈し、塩化メチレン（４×２００ｍＬ）で抽出した。次いで、合わせた有機層を水（２×２００ｍＬ）で洗浄し、減圧下で濃縮すると、化合物２が黄色の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．３（１Ｈ，ｍ），４．０５〜４．２（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．７５（３２Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ），１．４３（３Ｈ，ｓ），１．３７（３Ｈ，ｓ）。 Freshly powdered potassium hydroxide (2.98 g, 53.1 mmol) was added to anhydrous DMSO (100 mL) and the mixture was stirred for 1 hour under an inert atmosphere. Then 1,2-isopropylideneglycerol (2.81 g, 21.3 mmol) was added, followed by dropwise addition of PEG350 mesylate compound 1 (9.1 g, 21.3 mmol) in 50 ml of anhydrous DMSO. The mixture was then heated to 40 ° C. and stirred for 18 hours under an inert atmosphere. The reaction mixture was then cooled to room temperature, diluted with water (200 mL) and extracted with methylene chloride (4 × 200 mL). The combined organic layers were then washed with water (2 × 200 mL) and concentrated under reduced pressure to give compound 2 as a yellow oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.3 (1H, m), 4.05 to 4.2 (2H, m), 3.5 to 3.75 (32H, m), 3.4 (3H, s), 1.43 (3H, s), 1.37 (3H, s).

メタノール（５０ｍＬ）中の１Ｍ ＨＣｌを、メタノール（５０ｍＬ）中の２（８．８ｇ、２１．４ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、反応物を室温で１８時間撹拌した。次いで、混合物を減圧下で濃縮し、高真空下で乾燥させると、８ｇの化合物３が油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．９５〜４．０（２Ｈ，ｂｓ），３．９（１Ｈ，ｍ），３．５５〜３．８（３２Ｈ，ｓ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 1M HCl in methanol (50 mL) was added to a stirred solution of 2 (8.8 g, 21.4 mmol) in methanol (50 mL) and the reaction was stirred at room temperature for 18 hours. The mixture was then concentrated under reduced pressure and dried under high vacuum to give 8 g of compound 3 as an oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.95 to 4.0 (2H, bs), 3.9 (1H, m), 3.55 to 3.8 (32H, s), 3.4 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、３２．４ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（３００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（１１．１９ｇ、３２．４ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、ジオール化合物３（３．０ｇ、８．１ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を室温で１８時間撹拌した。次いで、反応物を−７８℃に冷却し、ｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（５９ｇ、３２．４ｍｍｏｌ）を一度に添加した。次いで、反応混合物を−７８℃で１０分間撹拌し、室温に温め、次いでさらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（１００ｍＬ）で逆抽出し、合わせた有機抽出物を減圧下で蒸発させた。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル）を使用し、続いて溶媒を変換する（塩化メチレン：メタノール）ことにより、得られた黄色の油を精製すると、４．５８ｇの化合物４が得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．２８〜７．３５（２０Ｈ，ｍ），５．０〜５．１（８Ｈ，ｍ），４．７（１Ｈ，ｍ），４．１〜４．２５（２Ｈ，ｍ），３．５５〜３．８（３２Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 32.4 mmol) is added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (11.19 g, 32.4 mmol) in methylene chloride (300 mL) and the mixture is stirred at room temperature for 30 minutes. Stir for minutes. Diol compound 3 (3.0 g, 8.1 mmol) was then added and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. The reaction was then cooled to −78 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (59 g, 32.4 mmol) was added in one portion. The reaction mixture was then stirred at −78 ° C. for 10 minutes, warmed to room temperature and then stirred for an additional 4 hours. A 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was then added and the layers were separated. The aqueous layer was back extracted with methylene chloride (100 mL) and the combined organic extracts were evaporated under reduced pressure. The resulting yellow oil was purified by column chromatography (hexane: ethyl acetate) followed by solvent conversion (methylene chloride: methanol) to give 4.58 g of compound 4. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.28-7.35 (20H, m), 5.0-5.1 (8H, m), 4.7 (1H, m), 4.1 ~ 4.25 (2H, m), 3.55 to 3.8 (32 H, m), 3.4 (3H, s).

パラジウム担持炭素（１０％、３ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物４（４．５８ｇ、５．１４ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で２日間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、６ｇの化合物５がワックス状の固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ2０，δ）：４．３８（１Ｈ，ｂｓ），３．９〜４．０（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．７（３２Ｈ，ｍ），３．２７（３Ｈ，ｓ）。 Palladium on carbon (10%, 3 g) was added to a solution of compound 4 (4.58 g, 5.14 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature under H 2 atmosphere for 2 days. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 6 g of compound 5 as a waxy solid. 1 H NMR (400 MHz, D 2 0, δ): 4.38 (1H, bs), 3.9 to 4.0 (2H, m), 3.5 to 3.7 (32H, m), 3. 27 (3H, s).

例３：ナノ粒子組成物（ＶＩＩ）（１，２ＢＰＰ３５０ＳＰＩＯ）の合成
ＰＥＧ３５０ビスホスフェート化合物５（１．０６ｇ、２ｍｍｏｌ）を、２００ｍＭ水酸化ナトリウム水溶液（２０ｍＬ）に溶解した。次いで、ＴＨＦ（２０ｍＬ）を添加し、３Ｍ水酸化ナトリウムの滴下による添加により、溶液のｐＨを８に調整した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（５．６ｍｇＦｅ／ｍＬ溶液１０ｍＬ）を添加し、溶液を５０℃で一晩撹拌した。次いで反応物を室温に冷却し、ヘキサン（５０ｍＬ）で希釈した。層を分離し、水層を接線流濾過（５０Ｋ ＭＷＣＯメンブラン、水４Ｌに対して洗浄）により精製すると、ナノ粒子組成物ＶＩＩの安定懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で測定すると、９ｎＭの流体力学直径を有していた。粒子の径は、４０℃でインキュベートされた１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で、２日後でも変化しなかった。 Example 3 Synthesis of Nanoparticle Composition (VII) (1,2BPP350SPIO) PEG350 bisphosphate compound 5 (1.06 g, 2 mmol) was dissolved in 200 mM aqueous sodium hydroxide solution (20 mL). Then THF (20 mL) was added and the pH of the solution was adjusted to 8 by addition of 3M sodium hydroxide dropwise. Then a solution of SPIO core in benzyl alcohol (10 mL of 5.6 mg Fe / mL solution) was added and the solution was stirred at 50 ° C. overnight. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with hexane (50 mL). The layers were separated and the aqueous layer was purified by tangential flow filtration (50K MWCO membrane, washed against 4 L of water) to give a stable suspension of nanoparticle composition VII. The final particles had a hydrodynamic diameter of 9 nM as measured in 150 mM sodium chloride solution by dynamic light scattering. The particle size did not change after 2 days in 150 mM sodium chloride solution incubated at 40 ° C.

例４：１，２ＢＰＰ３５０酸化タンタルの合成
無水メタノール（７５ｍＬ）中に溶解した化合物５（３．９２ｇ、７．４ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に、水（０．１１ｍＬ）を添加し、溶液を２０分間撹拌した。次いで、タンタルエトキシド（１．５ｇ、３．６９ｍｍｏｌ）を滴下により添加し、混合物を室温で１時間撹拌し、次いで５０℃で１８時間加熱した。次いで反応物を室温に冷却し、水（２５０ｍＬ）で希釈した。水酸化アンモニウムの添加によりｐＨを約８に調整し、メタノールが完全に蒸発するまで溶液を濃縮し、残った水溶液を１００ｎｍフィルタに通過させた。透析（３．５Ｋ ＭＷＣＯ ＰＥＳメンブラン、１Ｌの水に対して洗浄、４回交換）を使用して、粒子を精製した。次いで、保持された溶液を１００ｎｍフィルタに通過させると、動的光散乱により水中で測定して４．７ｎＭの流体力学径を有する粒子が得られた。 Example 4: Synthesis of 1,2BPP350 tantalum oxide To a stirred solution of compound 5 (3.92 g, 7.4 mmol) dissolved in anhydrous methanol (75 mL), water (0.11 mL) was added and the solution was stirred for 20 minutes. did. Tantalum ethoxide (1.5 g, 3.69 mmol) was then added dropwise and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour and then heated at 50 ° C. for 18 hours. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with water (250 mL). The pH was adjusted to about 8 by addition of ammonium hydroxide, the solution was concentrated until methanol was completely evaporated, and the remaining aqueous solution was passed through a 100 nm filter. The particles were purified using dialysis (3.5K MWCO PES membrane, washed against 1 L water, 4 changes). The retained solution was then passed through a 100 nm filter to obtain particles having a hydrodynamic diameter of 4.7 nM as measured in water by dynamic light scattering.

例５：１，２ＢＰＰ４４０（１０）の合成
塩化メチレン（２００ｍＬ）中の単分散デカエチレングリコールモノメチルエーテル（Ｂｉｏｍａｔｒｉｋ；浙江省、中国）（１０ｇ、２１ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（３．８５ｇ、３８ｍｍｏｌ）の溶液を−３０℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド（３．６４ｇ、３１．７ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。反応物を３時間にわたり０℃に温めた。次いで、飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（５０ｍＬ）で逆抽出し、合わせた有機物を飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×１００ｍＬ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水し、濾過し、溶媒を減圧下で除去すると、１２ｇの化合物６が油として得られた。 Example 5: Synthesis of 1,2BPP440 (10) A solution of monodispersed decaethylene glycol monomethyl ether (Biomatrik; Zhejiang, China) (10 g, 21 mmol) and triethylamine (3.85 g, 38 mmol) in methylene chloride (200 mL). Cool to −30 ° C. and add methanesulfonyl chloride (3.64 g, 31.7 mmol) dropwise. The reaction was warmed to 0 ° C. over 3 hours. Then saturated aqueous ammonium chloride (100 mL) was added and the layers were separated. The aqueous layer was back extracted with methylene chloride (50 mL) and the combined organics were washed with saturated aqueous sodium bicarbonate (1 × 100 mL), dried over magnesium sulfate, filtered and the solvent removed under reduced pressure to yield 12 g of Compound 6 was obtained as an oil.

新しく粉末化した水酸化カリウム（３．０４ｇ、５４．３ｍｍｏｌ）を、無水ＤＭＳＯ（２００ｍＬ）に添加し、混合物を不活性雰囲気下で１．５時間撹拌した。無水ＤＭＳＯ２０ｍｌ中の１，２−イソプロピリデングリセロール（２．８７ｇ、２１．７ｍｍｏｌ）及びＰＥＧ４４０メシレート化合物６（１２．０ｇ、２１．７ｍｍｏｌ）の溶液を添加し、混合物を不活性雰囲気下で４０℃で１８時間撹拌した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、水（２５０ｍＬ）で希釈し、塩化メチレン（２×５００ｍＬ）で抽出した。次いで、合わせた有機層を水（１×５００ｍＬ）で洗浄し、減圧下で濃縮すると、化合物７が淡黄色の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．３（１Ｈ，ｍ），４．０５〜４．１（１Ｈ，ｍ），３．７〜３．８（２Ｈ，ｍ），３．６〜３．７（３９Ｈ，ｍ），３．５〜３．６（４Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ），１．４（６Ｈ，ｄ）。 Freshly powdered potassium hydroxide (3.04 g, 54.3 mmol) was added to anhydrous DMSO (200 mL) and the mixture was stirred under an inert atmosphere for 1.5 hours. A solution of 1,2-isopropylideneglycerol (2.87 g, 21.7 mmol) and PEG440 mesylate compound 6 (12.0 g, 21.7 mmol) in 20 ml of anhydrous DMSO is added and the mixture is heated at 40 ° C. under inert atmosphere. Stir for 18 hours. The reaction mixture was then cooled to room temperature, diluted with water (250 mL) and extracted with methylene chloride (2 × 500 mL). The combined organic layers were then washed with water (1 × 500 mL) and concentrated under reduced pressure to give compound 7 as a pale yellow oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.3 (1H, m), 4.05-4.1 (1H, m), 3.7-3.8 (2H, m), 3.6 -3.7 (39H, m), 3.5-3.6 (4H, m), 3.4 (3H, s), 1.4 (6H, d).

メタノール（５０ｍＬ）中の１Ｎ ＨＣｌを、メタノール（５０ｍＬ）中の７（９．１７ｇ、１５．６ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加した。反応物を室温で１８時間撹拌し、次いで減圧下で濃縮し、高真空下で乾燥させると、８．８ｇの化合物８が油として得られた。1Ｈ NMR(400MHz, CDCl3, δ): ３．９（１Ｈ，ｍ），３．６５〜３．８（４０Ｈ，ｓ），３．５５〜３．６５（４Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 1N HCl in methanol (50 mL) was added to a stirred solution of 7 (9.17 g, 15.6 mmol) in methanol (50 mL). The reaction was stirred at room temperature for 18 hours, then concentrated under reduced pressure and dried under high vacuum to give 8.8 g of compound 8 as an oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.9 (1H, m), 3.65 to 3.8 (40 H, s), 3.55 to 3.65 (4 H, m), 3.4 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、２２ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（３００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（７．６２ｇ、２２ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、ジオール化合物８（３．０ｇ、５．５ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を室温で１８時間撹拌した。次いで、反応物を−７８℃に冷却し、ｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（３．８１ｇ、２２ｍｍｏｌ）を一度に添加した。次いで、反応混合物を−７８℃で１０分間撹拌し、室温に温め、次いでさらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（１００ｍＬ）で逆抽出し、合わせた有機抽出物を減圧下で蒸発させた。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル）を使用し、続いて溶媒を変換する（塩化メチレン：メタノール）ことにより、得られた油を精製すると、１．５６ｇの化合物９が得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．３〜７．４（２０Ｈ，ｍ），５．０〜５．１（８Ｈ，ｍ），４．７（１Ｈ，ｍ），４．１〜４．２５（２Ｈ，ｍ），３．５５〜３．７（４２Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 22 mmol) was added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (7.62 g, 22 mmol) in methylene chloride (300 mL) and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Diol compound 8 (3.0 g, 5.5 mmol) was then added and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. The reaction was then cooled to −78 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (3.81 g, 22 mmol) was added in one portion. The reaction mixture was then stirred at −78 ° C. for 10 minutes, warmed to room temperature and then stirred for an additional 4 hours. A 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was then added and the layers were separated. The aqueous layer was back extracted with methylene chloride (100 mL) and the combined organic extracts were evaporated under reduced pressure. Purification of the resulting oil using column chromatography (hexane: ethyl acetate) followed by solvent conversion (methylene chloride: methanol) gave 1.56 g of compound 9. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.3 to 7.4 (20 H, m), 5.0 to 5.1 (8 H, m), 4.7 (1 H, m), 4.1 ~ 4.25 (2H, m), 3.55 to 3.7 (42H, m), 3.4 (3H, s).

パラジウム担持炭素（１０％）（０．２５ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物９（１．５６ｇ、１．４６ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で２日間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、１．０３ｇの化合物１０が透明の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ，δ）：４．３９５（１Ｈ，ｍ），３．９〜４．０（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．６５（４２Ｈ，ｍ），３．２５（３Ｈ，ｓ）。 Palladium on carbon (10%) (0.25 g) was added to a stirred solution of compound 9 (1.56 g, 1.46 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature under H 2 atmosphere for 2 days. did. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 1.03 g of compound 10 as a clear oil. 1 H NMR (400 MHz, D 2 O, δ): 4.395 (1H, m), 3.9 to 4.0 (2H, m), 3.5 to 3.65 (42H, m), 3. 25 (3H, s).

例６：ナノ粒子組成物（ＶＩＩＩ）（１，２ＢＰＰ４４０ＳＰＩＯ）の合成
１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液（３ｍＬ）を、ＴＨＦ（２０ｍＬ）及び水（１５ｍＬ）中に溶解した化合物１０（０．７１ｇ、２ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（５．６ｍｇＦｅ／ｍＬ溶液１０ｍＬ）を添加し、混合物を５０℃で一晩撹拌した。次いで反応物を室温に冷却し、ヘキサン（２×５０ｍＬ）で希釈した。層を分離し、次いで水層を接線流濾過（３０Ｋ ＭＷＣＯメンブラン、水４Ｌに対して洗浄）により精製すると、ナノ粒子組成物ＶＩＩＩの安定懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により水中で測定すると、１０．３ｎＭの流体力学直径を有していた。粒子の径は、４０℃でインキュベートされた１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で、２日後でも変化しなかった。 Example 6 Synthesis of Nanoparticle Composition (VIII) (1,2BPP440SPIO) 1M aqueous sodium hydroxide (3 mL) was dissolved in THF (20 mL) and water (15 mL) of compound 10 (0.71 g, 2 mmol). Added to the stirred solution. Then a solution of SPIO core in benzyl alcohol (10 mL of a 5.6 mg Fe / mL solution) was added and the mixture was stirred at 50 ° C. overnight. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with hexane (2 × 50 mL). The layers were separated and the aqueous layer was then purified by tangential flow filtration (30K MWCO membrane, washed against 4 L of water) to give a stable suspension of nanoparticle composition VIII. The final particles had a hydrodynamic diameter of 10.3 nM as measured in water by dynamic light scattering. The particle size did not change after 2 days in 150 mM sodium chloride solution incubated at 40 ° C.

例７：１，２ＢＰＰ７５０（１５）の合成
塩化メチレン（７００ｍＬ）中のＰＥＧ７５０モノメチルエーテル（７５ｇ、１００ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（３０．３ｇ、３００ｍｍｏｌ）の溶液を０℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド（２２．８ｇ、２００ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。得られた反応物を室温に温め、次いでさらに３時間撹拌した。次いで、飽和塩化アンモニウム水溶液（２００ｍＬ）を添加し、層を分離した。有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液（４×２００ｍＬ）、飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×２００ｍＬ）、最後に飽和塩化ナトリウム水溶液（１×２００ｍＬ）で洗浄した。次いで、有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、溶媒を減圧下で除去すると、８４ｇの化合物１１が油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．３６（２Ｈ，ｍ），３．７５（２Ｈ，ｍ），３．６２（６４Ｈ，ｂｒ． ｓ），３．５５（２Ｈ，ｍ），３．３５（３Ｈ，３），３．０７（３Ｈ，ｓ）。 Example 7: Synthesis of 1,2BPP750 (15) A solution of PEG750 monomethyl ether (75 g, 100 mmol) and triethylamine (30.3 g, 300 mmol) in methylene chloride (700 mL) was cooled to 0 ° C and methanesulfonyl chloride (22. 8 g, 200 mmol) was added dropwise. The resulting reaction was warmed to room temperature and then stirred for an additional 3 hours. Then saturated aqueous ammonium chloride solution (200 mL) was added and the layers were separated. The organic layer was washed with saturated aqueous ammonium chloride (4 × 200 mL), saturated aqueous sodium bicarbonate (1 × 200 mL), and finally with saturated aqueous sodium chloride (1 × 200 mL). The organic solution was then dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and the solvent removed under reduced pressure to give 84 g of compound 11 as an oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.36 (2H, m), 3.75 (2H, m), 3.62 (64H, br. S), 3.55 (2H, m), 3.35 (3H, 3), 3.07 (3H, s).

新しく粉末化した水酸化カリウム（１２．７５ｇ、２２５ｍｍｏｌ）を、無水ＤＭＳＯ（１５０ｍＬ）に添加し、混合物を不活性雰囲気下で３０分間撹拌した。次いで、１，２−イソプロピリデングリセロール（２６．４ｇ、２００ｍｍｏｌ）を添加し、続いて無水ＤＭＳＯ５００ｍｌ中のＰＥＧメシレート化合物１１（８４ｇ、１００ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。混合物を不活性雰囲気下で３日間撹拌した。次いで、８０％塩化ナトリウム水溶液（７００ｍＬ）及び塩化メチレン（５００ｍＬ）の混合物を添加し、層を分離し、水層を塩化メチレン（４×３００ｍＬ）で逆抽出した。次いで、合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム（１×５００ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過した。溶媒を減圧下で除去し、残ったＤＭＳＯを高真空下で留去した。次いで、材料を温ＴＨＦ（２００ｍＬ）及びヘプタン（７５ｍＬ）に溶解し、少量の固体を濾過により除去し、濾液を５℃で一晩結晶化させた。この時点で、冷ヘプタン（２００ｍＬ）を添加し、固体を低温濾過により回収した。材料を水（７００ｍＬ）に溶解してヘプタン（５×１５０ｍＬ）で洗浄することにより、残留１，２−イソプロピリデングリセロールを除去すると、生成物である化合物１２が水溶液として得られた。水溶液の少量の一定分量から溶媒を除去すると、固体化合物１２が得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．１５（１Ｈ，ｍ），３．９２（１Ｈ，ｍ），３．３〜３．７（６８Ｈ，ｍ），３．２５（３Ｈ，ｓ），１．２５（６Ｈ，ｄ）。 Freshly powdered potassium hydroxide (12.75 g, 225 mmol) was added to anhydrous DMSO (150 mL) and the mixture was stirred for 30 minutes under an inert atmosphere. 1,2-isopropylideneglycerol (26.4 g, 200 mmol) was then added, followed by the dropwise addition of PEG mesylate compound 11 (84 g, 100 mmol) in 500 ml of anhydrous DMSO. The mixture was stirred for 3 days under inert atmosphere. A mixture of 80% aqueous sodium chloride (700 mL) and methylene chloride (500 mL) was then added, the layers were separated, and the aqueous layer was back extracted with methylene chloride (4 × 300 mL). The combined organic layers were then washed with saturated sodium chloride (1 × 500 mL), dried over anhydrous sodium sulfate and filtered. The solvent was removed under reduced pressure and the remaining DMSO was distilled off under high vacuum. The material was then dissolved in warm THF (200 mL) and heptane (75 mL), a small amount of solid was removed by filtration, and the filtrate was allowed to crystallize at 5 ° C. overnight. At this point, cold heptane (200 mL) was added and the solid was collected by cryofiltration. Residual 1,2-isopropylideneglycerol was removed by dissolving the material in water (700 mL) and washing with heptane (5 × 150 mL) to give the product, Compound 12, as an aqueous solution. When the solvent was removed from a small aliquot of the aqueous solution, solid compound 12 was obtained. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.15 (1H, m), 3.92 (1H, m), 3.3 to 3.7 (68H, m), 3.25 (3H, s) ), 1.25 (6H, d).

得られた化合物１２の水溶液（７００ｍＬ）を、３Ｎ ＨＣｌ（１００ｍＬ）と混合し、一晩撹拌した。次いで、水の大部分をロータリーエバポレーションにより除去し、残った材料を塩化メチレン（６００ｍＬ）に懸濁させた。次いで、固体無水炭酸ナトリウム（５０ｇ）を慎重に添加し、混合物を１時間撹拌した。固体を濾過により除去し、溶媒をロータリーエバポレーションにより除去した。次いで、トルエン（３００ｍＬ）を添加し、溶液をディーンスタークトラップを用いて２時間還流し、残ったいかなる水も除去した。次いで、溶液を室温に冷却し、ロータリーエバポレーションによりトルエンを除去し、残った材料を高真空下で乾燥させると、７２ｇの化合物１３が油状固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．７８（２Ｈ，ｍ），３．４５〜３．７（６８Ｈ，ｍ），３．３５（３Ｈ，ｓ）。 The resulting aqueous solution of Compound 12 (700 mL) was mixed with 3N HCl (100 mL) and stirred overnight. The majority of the water was then removed by rotary evaporation and the remaining material was suspended in methylene chloride (600 mL). Solid anhydrous sodium carbonate (50 g) was then carefully added and the mixture was stirred for 1 hour. The solid was removed by filtration and the solvent was removed by rotary evaporation. Toluene (300 mL) was then added and the solution was refluxed using a Dean-Stark trap for 2 hours to remove any remaining water. The solution was then cooled to room temperature, the toluene was removed by rotary evaporation, and the remaining material was dried under high vacuum to give 72 g of compound 13 as an oily solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.78 (2H, m), 3.45 to 3.7 (68H, m), 3.35 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、７２．８ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（２００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（２５．１ｇ、７２．８ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、ジオール化合物１３を添加し（１５ｇ、１８．２ｍｍｏｌ）、得られた混合物を４０℃で１８時間撹拌した。次いで、反応物を−３５℃に冷却し、ｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（１２．６ｇ、７２．８ｍｍｏｌ）を一度に添加した。次いで、反応物を−３５℃で５分間撹拌し、室温に温め、次いでさらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、反応物を３０分間撹拌し、層を分離し、有機層を減圧下で蒸発させた。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル）を使用し、続いて溶媒を変換する（塩化メチレン：メタノール）ことにより、得られた黄色の油を精製すると、８ｇの化合物１４が透明な油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．３〜７．４（２０Ｈ，ｍ），５．０〜５．１（８Ｈ，ｍ），４．６５（１Ｈ，ｍ），４．１〜４．２５（２Ｈ，ｍ），３．５５〜３．８（７０Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 72.8 mmol) is added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (25.1 g, 72.8 mmol) in methylene chloride (200 mL) and the mixture is added at room temperature for 30 minutes. Stir for minutes. The diol compound 13 was then added (15 g, 18.2 mmol) and the resulting mixture was stirred at 40 ° C. for 18 hours. The reaction was then cooled to −35 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (12.6 g, 72.8 mmol) was added in one portion. The reaction was then stirred at −35 ° C. for 5 minutes, warmed to room temperature, and then stirred for an additional 4 hours. Then 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was added, the reaction was stirred for 30 minutes, the layers were separated and the organic layer was evaporated under reduced pressure. The resulting yellow oil was purified using column chromatography (hexane: ethyl acetate) followed by solvent conversion (methylene chloride: methanol) to give 8 g of compound 14 as a clear oil. . 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.3 to 7.4 (20H, m), 5.0 to 5.1 (8H, m), 4.65 (1H, m), 4.1 ~ 4.25 (2H, m), 3.55 to 3.8 (70 H, m), 3.4 (3H, s).

パラジウム担持炭素（１０％）（０．５ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物１４（８ｇ、５．８ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で２日間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、６ｇの化合物１５がワックス状の固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．７５（１Ｈ，ｂｓ），４．１〜４．３（２Ｈ，ｍ），３．５５〜３．８（７０Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Palladium on carbon (10%) (0.5 g) was added to a stirred solution of compound 14 (8 g, 5.8 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature for 2 days under H 2 atmosphere. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 6 g of compound 15 as a waxy solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.75 (1H, bs), 4.1 to 4.3 (2H, m), 3.55 to 3.8 (70 H, m), 3.4 (3H, s).

例８：ナノ粒子組成物（ＩＸ）（１，２ＢＰＰ７５０ＳＰＩＯ）の合成
１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液（０．６ｍＬ）を、ＴＨＦ（４ｍＬ）及び水（２．５ｍＬ）中に溶解したＰＥＧ７５０ビスホスフェート化合物１５（０．２０３ｇ、０．２ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（２．８ｍｇＦｅ／ｍＬ溶液４ｍＬ）を添加し、溶液を５０℃で一晩撹拌した。次いで反応物を室温に冷却し、ヘキサン（１０ｍＬ）で希釈した。層を分離し、次いで水層を遠心分離フィルタ（３０Ｋ ＭＷＣＯ、水に対して洗浄）を使用して精製すると、ナノ粒子組成物ＩＸの安定懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で測定すると、１３ｎＭの流体力学直径を有していた。粒子の径は、４０℃でインキュベートされた１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で、２日後でも変化しなかった。材料は、凝集又は粒径変化の兆候なしに、オートクレーブ（１２１℃、１５分、５％マンニトール製剤）により滅菌することができた。 Example 8 Synthesis of Nanoparticle Composition (IX) (1,2BPP750SPIO) 1M aqueous sodium hydroxide solution (0.6 mL) was dissolved in THF (4 mL) and water (2.5 mL) PEG750 bisphosphate compound 15 ( 0.203 g, 0.2 mmol) was added to the stirred solution. Then a solution of SPIO core in benzyl alcohol (2.8 mL of 2.8 mg Fe / mL solution) was added and the solution was stirred at 50 ° C. overnight. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with hexane (10 mL). The layers were separated and then the aqueous layer was purified using a centrifugal filter (30K MWCO, washed against water) to give a stable suspension of nanoparticle composition IX. The final particles had a hydrodynamic diameter of 13 nM as measured in 150 mM sodium chloride solution by dynamic light scattering. The particle size did not change after 2 days in 150 mM sodium chloride solution incubated at 40 ° C. The material could be sterilized by autoclaving (121 ° C., 15 min, 5% mannitol formulation) without signs of aggregation or particle size change.

例９：１，２ＢＰＰ２０００（２０）の合成
塩化メチレン（７００ｍＬ）中のＰＥＧ１９００モノメチルエーテル（９５ｇ、５０ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（２０．２ｇ、２００ｍｍｏｌ）の溶液を０℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド（１７．１ｇ、１５０ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。得られた反応物を室温に温め、次いでさらに１８時間撹拌した。次いで、飽和塩化アンモニウム水溶液（２００ｍＬ）を添加し、層を分離した。有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液（４×２００ｍＬ）、飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×２００ｍＬ）、最後に飽和塩化ナトリウム水溶液（１×２００ｍＬ）で洗浄した。次いで、有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、溶媒を減圧下で除去すると、１００ｇの化合物１６が白色の固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．３８（２Ｈ，ｍ），３．７５（２Ｈ，ｍ），３．６２（１７６Ｈ，ｂｒ． ｓ），３．５５（２Ｈ，ｍ），３．３８（３Ｈ，３），３．１０（３Ｈ，ｓ）。 Example 9: Synthesis of 1,2BPP2000 (20) A solution of PEG 1900 monomethyl ether (95 g, 50 mmol) and triethylamine (20.2 g, 200 mmol) in methylene chloride (700 mL) was cooled to 0 ° C and methanesulfonyl chloride (17. 1 g, 150 mmol) was added dropwise. The resulting reaction was warmed to room temperature and then stirred for an additional 18 hours. Then saturated aqueous ammonium chloride solution (200 mL) was added and the layers were separated. The organic layer was washed with saturated aqueous ammonium chloride (4 × 200 mL), saturated aqueous sodium bicarbonate (1 × 200 mL), and finally with saturated aqueous sodium chloride (1 × 200 mL). The organic solution was then dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and the solvent removed under reduced pressure to give 100 g of compound 16 as a white solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.38 (2H, m), 3.75 (2H, m), 3.62 (176H, br. S), 3.55 (2H, m), 3.38 (3H, 3), 3.10 (3H, s).

新しく粉末化した水酸化カリウム（１１．２ｇ、２００ｍｍｏｌ）を、無水ＤＭＳＯ（１５０ｍＬ）に添加し、混合物を不活性雰囲気下で３０分間撹拌した。次いで、１，２−イソプロピリデングリセロール（２６．４ｇ、２００ｍｍｏｌ）を添加し、続いて無水ＤＭＳＯ５００ｍｌ中のＰＥＧ２０００メシレート化合物１６（１００ｇ、５０ｍｍｏｌ）を滴下により添加した。次いで、混合物を不活性雰囲気下で３日間撹拌した。次いで、８０％塩化ナトリウム水溶液（７００ｍＬ）及び塩化メチレン（５００ｍＬ）を添加し、層を分離し、水層を塩化メチレン（４×３００ｍＬ）で逆抽出した。次いで、合わせた有機溶液を飽和塩化ナトリウム（１×５００ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過した。溶媒を減圧下で除去し、残ったＤＭＳＯを高真空下で留去した。次いで、材料を高温ＴＨＦ（３００ｍＬ）及びヘプタン（１００ｍＬ）に溶解し、少量の固体を濾過により除去し、濾液を５℃で一晩結晶化させた。次いで、冷ヘプタン（２００ｍＬ）を添加し、固体を低温濾過により回収した。同等量の溶媒から固体を再び再結晶化させ、生成物を乾燥させると、８６ｇの化合物１７が固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．２５（１Ｈ，ｍ），４．００（１Ｈ，ｍ），３．４〜３．８（１７２Ｈ，ｍ），３．３３（３Ｈ，ｓ），１．３５（６Ｈ，ｄ） Freshly powdered potassium hydroxide (11.2 g, 200 mmol) was added to anhydrous DMSO (150 mL) and the mixture was stirred for 30 minutes under an inert atmosphere. 1,2-isopropylideneglycerol (26.4 g, 200 mmol) was then added, followed by the dropwise addition of PEG2000 mesylate compound 16 (100 g, 50 mmol) in 500 ml of anhydrous DMSO. The mixture was then stirred for 3 days under an inert atmosphere. Then 80% aqueous sodium chloride solution (700 mL) and methylene chloride (500 mL) were added, the layers were separated, and the aqueous layer was back extracted with methylene chloride (4 × 300 mL). The combined organic solution was then washed with saturated sodium chloride (1 × 500 mL), dried over anhydrous sodium sulfate and filtered. The solvent was removed under reduced pressure and the remaining DMSO was distilled off under high vacuum. The material was then dissolved in hot THF (300 mL) and heptane (100 mL), a small amount of solid was removed by filtration, and the filtrate was allowed to crystallize at 5 ° C. overnight. Cold heptane (200 mL) was then added and the solid was collected by cryofiltration. The solid was recrystallized again from an equivalent amount of solvent and the product was dried to give 86 g of compound 17 as a solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.25 (1H, m), 4.00 (1H, m), 3.4 to 3.8 (172H, m), 3.33 (3H, s) ), 1.35 (6H, d)

３Ｎ ＨＣｌ（１００ｍＬ）を水（６００ｍＬ）中の化合物１７（８６ｇｍ）の撹拌溶液に添加し、混合物を一晩撹拌した。次いで、水の大部分をロータリーエバポレーションにより除去し、残った材料を塩化メチレン（６００ｍＬ）に懸濁させた。次いで、固体無水炭酸ナトリウム（５０ｇ）を慎重に添加し、混合物を１時間撹拌した。次いで、固体を濾過により除去し、溶媒をロータリーエバポレーションにより濾液から除去した。次いで、トルエン（３００ｍＬ）を添加し、混合物をディーンスタークトラップを用いて２時間還流し、残ったいかなる水も回収した。次いで、混合物を室温に冷却し、トルエンを減圧下で除去し、残った材料を高真空下で乾燥させると、７５ｇの化合物１８が固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．７８（２Ｈ，ｍ），３．４５〜３．７（１８５Ｈ，ｍ），３．３０（３Ｈ，ｓ）。 3N HCl (100 mL) was added to a stirred solution of compound 17 (86 gm) in water (600 mL) and the mixture was stirred overnight. The majority of the water was then removed by rotary evaporation and the remaining material was suspended in methylene chloride (600 mL). Solid anhydrous sodium carbonate (50 g) was then carefully added and the mixture was stirred for 1 hour. The solid was then removed by filtration and the solvent was removed from the filtrate by rotary evaporation. Toluene (300 mL) was then added and the mixture was refluxed using a Dean-Stark trap for 2 hours, collecting any remaining water. The mixture was then cooled to room temperature, toluene was removed under reduced pressure, and the remaining material was dried under high vacuum to give 75 g of compound 18 as a solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.78 (2H, m), 3.45 to 3.7 (185H, m), 3.30 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、４０．５ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（２００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（１４ｇ、４０．５ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。ジオール化合物１８を添加し（２０ｇ、１０．１ｍｍｏｌ）、得られた混合物を４０℃で２日間撹拌した。次いで、反応物を−３５℃に冷却し、ｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（６．９８ｇ、４０．５ｍｍｏｌ）を一度に添加した。反応物を−３５℃で５分間撹拌し、次いで室温に温め、さらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、反応物を３０分間撹拌し、層を分離し、有機層を減圧下で蒸発させた。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル）を使用し、続いて溶媒を変換する（塩化メチレン：メタノール）ことにより、得られた黄色の油を精製すると、１５ｇの化合物１９が固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．２９〜７．３５（２０Ｈ，ｍ），５．０〜５．１（８Ｈ，ｍ），４．６５（１Ｈ，ｍ），４．１〜４．２５（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．７５（１８４Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 40.5 mmol) is added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (14 g, 40.5 mmol) in methylene chloride (200 mL) and the mixture is stirred at room temperature for 30 minutes. did. Diol compound 18 was added (20 g, 10.1 mmol) and the resulting mixture was stirred at 40 ° C. for 2 days. The reaction was then cooled to −35 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (6.98 g, 40.5 mmol) was added in one portion. The reaction was stirred at −35 ° C. for 5 minutes, then warmed to room temperature and stirred for an additional 4 hours. Then 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was added, the reaction was stirred for 30 minutes, the layers were separated and the organic layer was evaporated under reduced pressure. The resulting yellow oil was purified by column chromatography (hexane: ethyl acetate) followed by solvent conversion (methylene chloride: methanol) to give 15 g of compound 19 as a solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.29 to 7.35 (20H, m), 5.0 to 5.1 (8H, m), 4.65 (1H, m), 4.1 ~ 4.25 (2H, m), 3.5-3.75 (184H, m), 3.4 (3H, s).

パラジウム担持炭素（１０％）（０．５ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物１９（１５ｇ、５．９ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で２日間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、１１．８ｇの化合物２０がワックス状の固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．７５（１Ｈ，ｂｓ），４．２〜４．３（２Ｈ，ｍ），３．５５〜３．８５（１８４Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Palladium on carbon (10%) (0.5 g) was added to a stirred solution of compound 19 (15 g, 5.9 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature under H 2 atmosphere for 2 days. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 11.8 g of compound 20 as a waxy solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.75 (1H, bs), 4.2 to 4.3 (2H, m), 3.55 to 3.85 (184H, m), 3.4 (3H, s).

例１０：ナノ粒子組成物（Ｘ）（１，２ＢＰＰ２０００ＳＰＩＯ）の合成
１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液（０．６ｍＬ）を、ＴＨＦ（４ｍＬ）及び水（２．５ｍＬ）中のＰＥＧ２０００ビスホスフェート化合物２０（０．４４０ｇ、０．２ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（２．８ｍｇＦｅ／ｍＬ溶液４ｍＬ）を添加し、混合物を５０℃で一晩撹拌した。次いで反応物を室温に冷却し、ヘキサン（１０ｍＬ）で希釈した。層を分離し、次いで水層を遠心分離濾過（３０Ｋ ＭＷＣＯ、水に対して洗浄）により精製すると、ナノ粒子組成物Ｘの安定懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で測定すると、１６ｎＭの流体力学直径を有していた。粒子の径は、４０℃でインキュベートされた１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で、２日後でも変化しなかった。材料は、凝集又は粒径変化の兆候なしに、オートクレーブ（１２１℃、１５分）により滅菌することができた。 Example 10: Synthesis of nanoparticle composition (X) (1,2BPP2000 SPIO) 1M aqueous sodium hydroxide solution (0.6 mL) was added PEG2000 bisphosphate compound 20 (0. 0. 0) in THF (4 mL) and water (2.5 mL). 440 g, 0.2 mmol). Then a solution of SPIO core in benzyl alcohol (4 mL of 2.8 mg Fe / mL solution) was added and the mixture was stirred at 50 ° C. overnight. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with hexane (10 mL). The layers were separated and the aqueous layer was then purified by centrifugal filtration (30K MWCO, washed against water) to give a stable suspension of nanoparticle composition X. The final particles had a hydrodynamic diameter of 16 nM as measured in 150 mM sodium chloride solution by dynamic light scattering. The particle size did not change after 2 days in 150 mM sodium chloride solution incubated at 40 ° C. The material could be sterilized by autoclaving (121 ° C., 15 minutes) without signs of aggregation or particle size change.

例１１：マンニトール系リン酸化ポリオール「Ｐ２Ｐ４Ｍａｎ」（２３）の合成
無水ＤＭＳＯ（３０ｍＬ）中の新しく粉末化した水酸化カリウム（０．４７ｇ、８．４ｍｍｏｌ）を、不活性雰囲気下で３０分間撹拌した。次いで、マンニトール（０．１８２ｇ、１ｍｍｏｌ）を、続いてＰＥＧ４４０メシレート化合物６（２．２ｇ、４ｍｍｏｌ）を添加した。混合物を不活性雰囲気下で３日間撹拌した。次いで、８０％飽和塩化ナトリウム水溶液（１００ｍＬ）及び塩化メチレン（１００ｍＬ）を添加し、層を分離し、水層を塩化メチレン（４×７５ｍＬ）で逆抽出した。次いで、合わせた有機溶液を飽和塩化ナトリウム（１×１００ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過した。濾液を減圧下で除去し、残ったＤＭＳＯを高真空下で留去すると、２．３ｇの化合物２１が濃い油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3、δ）：３．５〜３．９（４４Ｈ，ｍ）、３．３９（３Ｈ，ｓ）は、構造２１を示し、基Ｏ−Ｒ2は、主にヒドロキシ基及びＰＥＧ基Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）10ＣＨ3であり、ＰＥＧ基に対するヒドロキシ基の比は、約２．２〜３．８である。 Example 11 Synthesis of Mannitol Phosphorylated Polyol “P2P4Man” (23) Freshly powdered potassium hydroxide (0.47 g, 8.4 mmol) in anhydrous DMSO (30 mL) was stirred for 30 minutes under an inert atmosphere. . Then mannitol (0.182 g, 1 mmol) was added followed by PEG440 mesylate compound 6 (2.2 g, 4 mmol). The mixture was stirred for 3 days under inert atmosphere. Then 80% saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL) and methylene chloride (100 mL) were added, the layers were separated, and the aqueous layer was back extracted with methylene chloride (4 × 75 mL). The combined organic solution was then washed with saturated sodium chloride (1 × 100 mL), dried over anhydrous sodium sulfate and filtered. The filtrate was removed under reduced pressure and the remaining DMSO was distilled off under high vacuum to give 2.3 g of compound 21 as a thick oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.5-3.9 (44H, m), 3.39 (3H, s) shows structure 21 and the group O—R 2 is mainly hydroxy. a group and a PEG group O (CH 2 CH 2 O) 10 CH 3, the ratio of hydroxy groups to PEG group is about 2.2 to 3.8.

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、４ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（１５ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（１．３８ｇ、４ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、塩化メチレン２５ｍＬ中のジオール化合物２１（２．３ｇ、１ｍｍｏｌ）を添加し、得られた混合物を不活性雰囲気下で室温で３日間撹拌した。次いで、溶液を−７８℃に冷却し、塩化メチレン１０ｍＬ中のｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（０．９ｇ、４ｍｍｏｌ）を添加した。次いで、反応物を２時間にわたり撹拌しながら室温に温めた。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（２０ｍＬ）を添加し、反応物を３０分間撹拌し、層を分離し、水層を塩化メチレン（２×２０ｍＬ）で逆抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム（５０ｍＬ）で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、濾液を減圧下で蒸発させた。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル）を使用し、続いて溶媒を変換する（塩化メチレン：メタノール）ことにより、得られた生成物を精製すると、０．７ｇの化合物２２が得られ、この構造は、1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3、δ）：７．２５（５．８５Ｈ，ｍ）、５．０（２．３４Ｈ，ｍ）、３．９〜３．５（４３Ｈ，ｍ）、３．３９（３Ｈ，３）により確認された。ＮＭＲ積分は、基Ｏ−Ｒ2が主にジベンジルリン酸基（ＰｈＣＨ2Ｏ）2ＰＯ2及びＰＥＧ基Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）10ＣＨ3であること、並びにＰＥＧに対するリンの比が０．５８であり、１分子当たり約３．８個のＰＥＧ基及び約２．２個のジベンジルリン酸基があることを示した。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 4 mmol) was added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (1.38 g, 4 mmol) in methylene chloride (15 mL) and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Diol compound 21 (2.3 g, 1 mmol) in 25 mL of methylene chloride was then added and the resulting mixture was stirred at room temperature for 3 days under an inert atmosphere. The solution was then cooled to −78 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (0.9 g, 4 mmol) in 10 mL of methylene chloride was added. The reaction was then warmed to room temperature with stirring for 2 hours. Then a 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (20 mL) was added, the reaction was stirred for 30 minutes, the layers were separated, and the aqueous layer was back extracted with methylene chloride (2 × 20 mL). The combined organic layers were washed with saturated sodium chloride (50 mL), dried over sodium sulfate, filtered and the filtrate was evaporated under reduced pressure. Purification of the resulting product using column chromatography (hexane: ethyl acetate) followed by solvent conversion (methylene chloride: methanol) gave 0.7 g of compound 22, which has the structure , 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.25 (5.85 H, m), 5.0 (2.34 H, m), 3.9 to 3.5 (43 H, m), 3. 39 (3H, 3). NMR integration shows that the group O—R 2 is mainly a dibenzyl phosphate group (PhCH 2 O) 2 PO 2 and a PEG group O (CH 2 CH 2 O) 10 CH 3 , and the ratio of phosphorus to PEG is 0.00. 58, indicating that there are about 3.8 PEG groups and about 2.2 dibenzyl phosphate groups per molecule.

メタノール（２０ｍＬ）中の化合物２２（０．７ｇ）の溶液中に窒素を２分間拡散させ、パラジウム担持炭素（１０％）（０．０７ｇ）を添加した。反応物をＨ2雰囲気下で室温で１８時間撹拌し、その後のＴＬＣ分析は、反応が完了したことを示した。反応混合物をセライトを通して濾過し、濾液を減圧下で蒸発させると、０．５９ｇの化合物２３が得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3、δ）：４．２〜３．５（４４Ｈ，ｍ）、３．４０（３Ｈ，３）は、基Ｏ−Ｒ2が主にリン酸基（ＨＯ）2ＰＯ2及びＰＥＧ基Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）10ＣＨ3であり、１分子当たり約３．８個のＰＥＧ基及び約２．２個のリン酸基があることを示した。 Nitrogen was diffused into a solution of compound 22 (0.7 g) in methanol (20 mL) for 2 minutes and palladium on carbon (10%) (0.07 g) was added. The reaction was stirred at room temperature under H 2 atmosphere for 18 hours, after which time TLC analysis indicated that the reaction was complete. The reaction mixture was filtered through celite and the filtrate was evaporated under reduced pressure to give 0.59 g of compound 23. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.2 to 3.5 (44H, m), 3.40 (3H, 3), the group O—R 2 is mainly a phosphate group (HO) 2 PO 2 and PEG group O (CH 2 CH 2 O) 10 CH 3 , indicating that there are about 3.8 PEG groups and about 2.2 phosphate groups per molecule.

例１２：ナノ粒子組成物「Ｐ２Ｐ４Ｍａｎ」ＳＰＩＯの合成
反応バイアルに、水（２ｍＬ）、化合物２３（０．２１４ｇ）及び５Ｎ ＮａＯＨ（５０μＬ）を入れた。完全に溶解するまで内容物を振盪すると、ｐＨ＝８．０の溶液が得られた。次いで混合物を凍結乾燥し、残渣をＴＨＦ（１０ｍＬ）に溶解した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（２．３ｍＬ、５．５ｍｇＦｅ／ｍＬ）を添加し、溶液をキャップし、５０℃で一晩撹拌した。次いで、水（６ｍＬ）を添加し、混合物を振盪すると、暗色が完全に水層に移った。層を分離し、水層溶液をヘキサン（２ｍＬ）で洗浄し、２０ｎｍフィルタを通して濾過した。次いで、溶液をシリンジで３５００ＭＷ透析カセットに入れ、水（１Ｌ）に対して２４時間透析し、透析の間透析槽の水を４回交換すると、Ｒ2が であるナノ粒子組成物の安定な懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で測定すると、１１ｎＭの流体力学直径を有していた。粒子の径は、４０℃でインキュベートされた１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で、３日後でも変化しなかった。 Example 12: Synthesis of nanoparticle composition “P2P4Man” SPIO A reaction vial was charged with water (2 mL), compound 23 (0.214 g) and 5N NaOH (50 μL). The contents were shaken until completely dissolved, resulting in a solution with pH = 8.0. The mixture was then lyophilized and the residue was dissolved in THF (10 mL). A solution of SPIO core in benzyl alcohol (2.3 mL, 5.5 mg Fe / mL) was then added and the solution was capped and stirred at 50 ° C. overnight. Water (6 mL) was then added and the mixture was shaken to completely transfer the dark color to the aqueous layer. The layers were separated and the aqueous layer solution was washed with hexane (2 mL) and filtered through a 20 nm filter. The solution is then placed in a 3500 MW dialysis cassette with a syringe, dialyzed against water (1 L) for 24 hours, and the dialysis tank water is changed four times during dialysis to stabilize the suspension of the nanoparticle composition with R 2. A turbid liquid was obtained. The final particles had a hydrodynamic diameter of 11 nM as measured in 150 mM sodium chloride solution by dynamic light scattering. The particle size did not change after 3 days in 150 mM sodium chloride solution incubated at 40 ° C.

例１３：１，３ＢＰＰ３５０（２７）の合成
無水ＤＭＳＯ中の新しく粉末化した水酸化カリウム（１．０３ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）を、不活性雰囲気下で１時間撹拌した。次いで、無水ＤＭＳＯ１５ｍｌ中の１，３−ジベンジルオキシ−２−プロパノール（２．０ｇ、７．３４ｍｍｏｌ）及びＰＥＧ３５０メシレート化合物１（３．１４ｇ、７．３４ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を不活性雰囲気下で４０℃で１８時間撹拌した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、水（１００ｍＬ）で希釈し、塩化メチレン（２×１５０ｍＬ）で抽出した。次いで、合わせた有機層を水（２×５０ｍＬ）で洗浄し、減圧下で濃縮すると、化合物２４が黄色の油として得られた。 Example 13: Synthesis of 1,3BPP350 (27) Freshly powdered potassium hydroxide (1.03 g, 18.4 mmol) in anhydrous DMSO was stirred for 1 hour under an inert atmosphere. Then 1,3-dibenzyloxy-2-propanol (2.0 g, 7.34 mmol) and PEG 350 mesylate compound 1 (3.14 g, 7.34 mmol) in 15 ml of anhydrous DMSO were added and the mixture was placed under an inert atmosphere. And stirred at 40 ° C. for 18 hours. The reaction mixture was then cooled to room temperature, diluted with water (100 mL) and extracted with methylene chloride (2 × 150 mL). The combined organic layers were then washed with water (2 × 50 mL) and concentrated under reduced pressure to give compound 24 as a yellow oil.

パラジウム担持炭素（１０％）（０．４１ｇ）を、無水メタノール（１５０ｍＬ）中の化合物２４（４．５ｇ、７．３４ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、続いて８８％のギ酸溶液（５ｍＬ）を添加した。次いで、混合物を室温で１８時間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをメタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、２．７ｇの化合物２５が透明の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．８〜３．９（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．８（３２Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Palladium on carbon (10%) (0.41 g) was added to a stirred solution of compound 24 (4.5 g, 7.34 mmol) in anhydrous methanol (150 mL) followed by 88% formic acid solution (5 mL). Added. The mixture was then stirred at room temperature for 18 hours. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with methanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 2.7 g of compound 25 as a clear oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.8 to 3.9 (2H, m), 3.5 to 3.8 (32H, m), 3.4 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、２９．４ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（２００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（１０．１４ｇ、２９．４ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、ジオール化合物２５（２．７ｇ、７．３４ｍｍｏｌ）を添加し、得られた混合物を室温で１８時間撹拌した。次いで、反応混合物を−７８℃に冷却し、次いで、ｍ−クロロ過安息香酸（７７％）（５．０７ｇ、２９．４ｍｍｏｌ）を一度に添加した。混合物を−７８℃で１０分間撹拌し、室温に温め、さらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（１００ｍＬ）で逆抽出し、合わせた有機抽出物を減圧下で蒸発させた。得られた生成物を、さらに精製することなく黄色油化合物２６として使用した。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）： ７．３〜７．４５（２０Ｈ，ｍ），４．９８〜５．１（８Ｈ，ｍ），３．９５〜４．２（４Ｈ，ｍ），３．５〜３．７（２８Ｈ，ｍ），３．４（３Ｈ，ｓ）。 Tetrazole (0.45M in acetonitrile, 29.4 mmol) is added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (10.14 g, 29.4 mmol) in methylene chloride (200 mL) and the mixture is stirred at room temperature for 30 minutes. Stir for minutes. Diol compound 25 (2.7 g, 7.34 mmol) was then added and the resulting mixture was stirred at room temperature for 18 hours. The reaction mixture was then cooled to −78 ° C. and m-chloroperbenzoic acid (77%) (5.07 g, 29.4 mmol) was then added in one portion. The mixture was stirred at −78 ° C. for 10 minutes, warmed to room temperature and stirred for an additional 4 hours. A 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was then added and the layers were separated. The aqueous layer was back extracted with methylene chloride (100 mL) and the combined organic extracts were evaporated under reduced pressure. The resulting product was used as yellow oil compound 26 without further purification. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.3 to 7.45 (20H, m), 4.98 to 5.1 (8H, m), 3.95 to 4.2 (4H, m) 3.5-3.7 (28H, m), 3.4 (3H, s).

水酸化パラジウム（０．２ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物２６（４．１８ｇ、４．６９ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で２日間撹拌した。次いで、反応混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。次いで、濾液を減圧下で蒸発させると、２．５ｇの化合物２７が透明の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．８５〜４．０（３Ｈ，ｍ），３．７〜３．８（２Ｈ，ｍ），３．５〜３．６５（２８Ｈ，ｍ），３．２７（３Ｈ，ｓ）。 Palladium hydroxide (0.2 g) was added to a stirred solution of compound 26 (4.18 g, 4.69 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature for 2 days under H 2 atmosphere. The reaction mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was then evaporated under reduced pressure to give 2.5 g of compound 27 as a clear oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.85 to 4.0 (3H, m), 3.7 to 3.8 (2H, m), 3.5 to 3.65 (28H, m) 3.27 (3H, s).

例１４：ナノ粒子組成物（ＸＶＩ）（１，３ＢＰＰ３５０ＳＰＩＯ）の合成
ＴＨＦ（１ｍＬ）を、２００ｍＭ水酸化ナトリウム水溶液（１ｍＬ）中の化合物２７（０．１０６ｇ、０．２ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加した。次いで、３Ｍ水酸化ナトリウム溶液の滴下による添加により、ｐＨを８に調整した。次いで、ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコアの溶液（５．６ｍｇＦｅ／ｍＬ溶液１ｍＬ）を添加し、混合物を５０℃で一晩撹拌した。次いで、反応物を室温に冷却し、層を分離し、次いで透析（１０Ｋ ＭＷＣＯ ＰＥＳメンブラン、１Ｌの水に対して洗浄、４回交換）を使用して水層を精製した。次いで、保持された溶液を１００Ｋ ＭＷＣＯ遠心分離メンブランに通過させ、残留するいかなる凝集体も除去すると、ナノ粒子組成物ＸＶＩの安定懸濁液が得られた。最終粒子は、動的光散乱により１５０ｍＭ塩化ナトリウム溶液中で測定すると、９．５ｎＭの流体力学直径を有していた。 Example 14: Synthesis of Nanoparticle Composition (XVI) (1,3BPP350SPIO) THF (1 mL) was added to a stirred solution of compound 27 (0.106 g, 0.2 mmol) in 200 mM aqueous sodium hydroxide (1 mL). . The pH was then adjusted to 8 by the dropwise addition of 3M sodium hydroxide solution. Then a solution of SPIO core in benzyl alcohol (1 mL of a 5.6 mg Fe / mL solution) was added and the mixture was stirred at 50 ° C. overnight. The reaction was then cooled to room temperature, the layers were separated and the aqueous layer was then purified using dialysis (10K MWCO PES membrane, washed against 1 L water, 4 changes). The retained solution was then passed through a 100K MWCO centrifuge membrane to remove any remaining aggregates, resulting in a stable suspension of nanoparticle composition XVI. The final particles had a hydrodynamic diameter of 9.5 nM as measured in 150 mM sodium chloride solution by dynamic light scattering.

例１５：１，３ＢＰＰ２０００（３１）の合成
無水ＤＭＳＯ（１０ｍＬ）中の新しく粉末化した水酸化カリウム（９６０ｍｇ、１７．１ｍｍｏｌ）を、不活性雰囲気下で２０分間撹拌した。次いで、ＤＭＳＯ（８０ｍＬ）中の２−フェニル−１，３−ジオキサン−５−オール（３．０８ｇ、１７．１ｍｍｏｌ）及びＰＥＧ２０００メシレート化合物１６（８．５５ｇ、４．２７ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を不活性雰囲気下で室温で１８時間撹拌した。次いで、９０％飽和塩化ナトリウム溶液（１５０ｍＬ）及び塩化メチレン（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（２×７５ｍＬ）で抽出した。次いで、合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム（７５ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濾過し、次いで減圧下で濃縮すると、化合物２８が黄色の油状固体として得られた。過剰のＤＭＳＯを高真空下で留去し、残った固体を高温ＴＨＦ（１００ｍＬ）及び高温ヘキサン（４０ｍＬ）の混合物から再結晶化させた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．５０（２Ｈ，ｍ），７．３８（３Ｈ，ｍ） ５．５８（１Ｈ，ｓ），４．３８（２Ｈ，ｍ），４．０５（２Ｈ，ｍ），３．９〜３．５（１７６Ｈ，ｍ），３．３９（３Ｈ，ｓ）。 Example 15: Synthesis of 1,3BPP2000 (31) Freshly powdered potassium hydroxide (960 mg, 17.1 mmol) in anhydrous DMSO (10 mL) was stirred under inert atmosphere for 20 minutes. Then 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol (3.08 g, 17.1 mmol) and PEG2000 mesylate compound 16 (8.55 g, 4.27 mmol) in DMSO (80 mL) were added and the mixture was added. Stir for 18 hours at room temperature under inert atmosphere. Then 90% saturated sodium chloride solution (150 mL) and methylene chloride (100 mL) were added and the layers were separated. The aqueous layer was extracted with methylene chloride (2 × 75 mL). The combined organic layers were then washed with saturated sodium chloride (75 mL), dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, and then concentrated under reduced pressure to give compound 28 as a yellow oily solid. Excess DMSO was distilled off under high vacuum and the remaining solid was recrystallized from a mixture of hot THF (100 mL) and hot hexane (40 mL). 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.50 (2H, m), 7.38 (3H, m) 5.58 (1H, s), 4.38 (2H, m), 4.05 (2H, m), 3.9-3.5 (176H, m), 3.39 (3H, s).

水酸化パラジウム（０．５ｇ）を、エタノール（１００ｍＬ）中の化合物２８（４．１８ｇ、４．６９ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に添加し、混合物をＨ2雰囲気下で室温で１８時間撹拌した。次いで、混合物をセライトを通して濾過し、濾過ケーキをエタノール（２×５０ｍＬ）で洗浄した。濾液を減圧下で蒸発させると、５．０ｇの化合物２９が白色の粘着性固体として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：３．８５（３Ｈ，ｍ），３．５〜３．７５（１７８Ｈ，ｍ），３．３８（３Ｈ，ｓ）。 Palladium hydroxide (0.5 g) was added to a stirred solution of compound 28 (4.18 g, 4.69 mmol) in ethanol (100 mL) and the mixture was stirred at room temperature under H 2 atmosphere for 18 hours. The mixture was then filtered through celite and the filter cake was washed with ethanol (2 × 50 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure to give 5.0 g of compound 29 as a white sticky solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 3.85 (3H, m), 3.5-3.75 (178H, m), 3.38 (3H, s).

テトラゾール（アセトニトリル中０．４５Ｍ、１０．１ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（１００ｍＬ）中のジベンジルＮ，Ｎ−ジイソプロピルホスホロアミダイト（３．５ｇ、１０．１ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、ジオール化合物２９を添加し（５．０ｇ、２．５３ｍｍｏｌ）、得られた混合物を４０℃で４８時間撹拌した。次いで、反応物を−３５℃に冷却し、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド（９０％）（０．９１ｇ、１０．１ｍｍｏｌ）を一度に添加した。次いで、反応混合物を−３５℃で１０分間撹拌し、室温に温め、次いでさらに４時間撹拌した。次いで、亜硫酸ナトリウムの１０％（ｗ／ｖ）水溶液（１００ｍＬ）を添加し、層を分離した。水層を塩化メチレン（１００ｍＬ）で逆抽出し、合わせた有機抽出物を減圧下で蒸発させた。得られた生成物を、さらに精製することなく黄色油化合物３０として使用した。 Tetrazole (0.45 M in acetonitrile, 10.1 mmol) is added to a solution of dibenzyl N, N-diisopropyl phosphoramidite (3.5 g, 10.1 mmol) in methylene chloride (100 mL) and the mixture is stirred at room temperature for 30 minutes. Stir for minutes. The diol compound 29 was then added (5.0 g, 2.53 mmol) and the resulting mixture was stirred at 40 ° C. for 48 hours. The reaction was then cooled to −35 ° C. and tert-butyl hydroperoxide (90%) (0.91 g, 10.1 mmol) was added in one portion. The reaction mixture was then stirred at −35 ° C. for 10 minutes, warmed to room temperature and then stirred for an additional 4 hours. A 10% (w / v) aqueous solution of sodium sulfite (100 mL) was then added and the layers were separated. The aqueous layer was back extracted with methylene chloride (100 mL) and the combined organic extracts were evaporated under reduced pressure. The resulting product was used as yellow oil compound 30 without further purification.

本明細書の例１３に教示されるように、ビスジベンジルホスフェート３０をビスホスフェート３１に変換した。 Bisdibenzyl phosphate 30 was converted to bisphosphate 31 as taught in Example 13 herein.

比較例１：ＰＥＧ２０００モノホスフェート（３３）の合成
過剰のトリエチルアミン及び触媒の４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を含有する、塩化メチレン中のＰＥＧ１９００モノメチルエーテルの溶液を、過剰のジフェニルクロロホスフェートで処理した。混合物を窒素下で２４時間撹拌し、過剰の１Ｎ塩酸の添加によりクエンチし、層を分離した。有機層を水で１回洗浄し、溶媒をまず大気圧下で、次いで減圧下で留去し、残留水を全て共沸（ａｚｅｏｐｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ）除去した。高温ＴＨＦ及びヘキサンの混合物から残渣を結晶化させ、次いでメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルで洗浄した。真空下で乾燥させた後、生成物をテトラヒドロフランに再溶解し、活性炭で処理した。炭を濾過により除去し、溶液をヘキサンで希釈し、冷却し、沈殿した生成物を濾過により回収した。固体をメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル及びヘキサンで洗浄し、次いで真空下で乾燥させると、７０〜９０％の収率の生成物ＰＥＧ２０００モノホスフェートジフェニルエステル３２が得られた。 Comparative Example 1 Synthesis of PEG2000 Monophosphate (33) A solution of PEG 1900 monomethyl ether in methylene chloride containing excess triethylamine and the catalyst 4-dimethylaminopyridine (DMAP) was treated with excess diphenyl chlorophosphate. The mixture was stirred under nitrogen for 24 hours, quenched by the addition of excess 1N hydrochloric acid and the layers were separated. The organic layer was washed once with water and the solvent was first distilled off under atmospheric pressure and then under reduced pressure to remove all residual water azeotropically. The residue was crystallized from a mixture of hot THF and hexane and then washed with methyl tert-butyl ether. After drying under vacuum, the product was redissolved in tetrahydrofuran and treated with activated carbon. The charcoal was removed by filtration, the solution was diluted with hexane, cooled, and the precipitated product was collected by filtration. The solid was washed with methyl tert-butyl ether and hexane and then dried under vacuum to give 70-90% yield of product PEG2000 monophosphate diphenyl ester 32.

酢酸中のＰＥＧ２０００モノホスフェートジフェニルエステル３２の溶液を、５モル％の酸化白金の存在下、４５℃及び２〜４バールの圧力で水素取込みが終了するまで水素化した。冷却後、触媒を濾過により除去し、濾液を減圧下で濃縮し、残渣をテトラヒドロフランに溶解した。ヘキサンを添加し、混合物を冷却し、沈殿した生成物を濾過により回収し、固体をメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル及びヘキサンで洗浄した。次いで、生成物モノホスフェート３３を室温で真空下で乾燥させると、７０〜９０％の収率の生成物が得られた。この材料は、オートクレーブ滅菌に対し安定ではなかったが、１，２及び１，３−ＢＰＰ２０００材料は、同等のオートクレーブ条件下で安定であることが示された。 A solution of PEG 2000 monophosphate diphenyl ester 32 in acetic acid was hydrogenated in the presence of 5 mol% platinum oxide at 45 ° C. and a pressure of 2-4 bar until hydrogen uptake was complete. After cooling, the catalyst was removed by filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure, and the residue was dissolved in tetrahydrofuran. Hexane was added, the mixture was cooled, the precipitated product was collected by filtration and the solid was washed with methyl tert-butyl ether and hexane. The product monophosphate 33 was then dried under vacuum at room temperature to give 70-90% yield of product. While this material was not stable to autoclave sterilization, 1, 2 and 1,3-BPP 2000 materials were shown to be stable under comparable autoclave conditions.

比較例２：ＰＥＧ２０００モノホスフェートでコーティングされたＳＰＩＯの合成
比較例１で調製されたＰＥＧ２０００モノホスフェート（１４．５７ｇ、７．０ｍｍｏｌ）を、ＴＨＦ（１６１ｍＬ）に懸濁させ、ＳＰＩＯナノ粒子の溶液（３５ｍＬ、ベンジルアルコール中５．６ｍｇＦｅ／ｍＬ）を添加した。得られた懸濁液を５０℃で１６時間撹拌したが、この間反応物は均質となった。次いで反応物を室温に冷却し、水（２００ｍＬ）で希釈した。得られた層を分離し、水層をヘキサンで洗浄した（２×２００ｍＬ）。残った揮発性物質を真空下で水層から除去し、得られた水性ナノ粒子懸濁液を、１００ｋＤａ ＭＷＣＯの接線流濾過メンブランに対して水（３．７５Ｌ）で洗浄すると、懸濁液が得られた。得られたナノ粒子は、動的光散乱により測定すると、２５℃の１５０ｍＭ ＮａＣｌ中で１８．７ｎｍの流体力学直径を有していた。 Comparative Example 2: Synthesis of SPIO Coated with PEG2000 Monophosphate PEG2000 monophosphate (14.57 g, 7.0 mmol) prepared in Comparative Example 1 was suspended in THF (161 mL) and a solution of SPIO nanoparticles ( 35 mL, 5.6 mg Fe / mL in benzyl alcohol) was added. The resulting suspension was stirred at 50 ° C. for 16 hours, during which time the reaction became homogeneous. The reaction was then cooled to room temperature and diluted with water (200 mL). The resulting layers were separated and the aqueous layer was washed with hexane (2 × 200 mL). Residual volatiles were removed from the aqueous layer under vacuum and the resulting aqueous nanoparticle suspension was washed with water (3.75 L) against a 100 kDa MWCO tangential flow membrane to produce a suspension. Obtained. The resulting nanoparticles had a hydrodynamic diameter of 18.7 nm in 150 mM NaCl at 25 ° C. as measured by dynamic light scattering.

比較例３：ＰＥＧ２０００モノホスフェートでコーティングされたＳＰＩＯのオートクレーブ安定性
比較例２で調製されたＰＥＧ２０００モノホスフェートでコーティングされたＳＰＩＯナノ粒子の水中懸濁液（１ｍＬ、１０ｍｇＦｅ／ｍＬ）を、閉じた２ドラムのガラスバイアル内で、１２１℃及び２０気圧で１５分間オートクレーブ処理した。オートクレーブサイクルが完了した後、溶液から全ての色が沈殿したが、これはナノ粒子の完全な凝集を示している。 Comparative Example 3: Autoclave Stability of SPIO Coated with PEG2000 Monophosphate A suspension of SPIO nanoparticles coated with PEG2000 monophosphate prepared in Comparative Example 2 in water (1 mL, 10 mg Fe / mL) was closed 2 Autoclaved for 15 minutes at 121 ° C. and 20 atmospheres in a glass vial on the drum. After the autoclave cycle was completed, all colors precipitated from the solution, indicating complete aggregation of the nanoparticles.

比較例４：ＰＥＧ３５０モノホスフェートでコーティングされたＳＰＩＯ（ＸＶＩＩ）の合成
ＣＨ2Ｃｌ2（８０ｍＬ）に溶解したＰＥＧ−３５０モノ（メチルエーテル）（８．５４ｇ、２４．４ｍｍｏｌ）の溶液に、トリエチルアミン（３．６８ｇ、３６．６ｍｍｏｌ）、続いて４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（０．２９８ｇ、２．４４ｍｍｏｌ）を入れた。得られた溶液を０℃に冷却し、ジフェニルクロロホスフェート（７．８７ｇ、２９．３ｍｍｏｌ）を滴下により添加し、反応物を０℃で１０分間撹拌した。次いで、反応物を室温に温め、さらに１６時間撹拌した。１０％ＨＣｌ（８０ｍＬ）の添加により反応物をクエンチし、得られた層を分離した。有機層を水（８０ｍＬ）及びブライン（８０ｍＬ）で洗浄し、無水ＭｇＳＯ4で脱水した。濾過、及び真空下での溶媒の除去により、ＰＥＧ−３５０モノ（メチルエーテル）のモノホスフェートジフェニルエステル（１４．２ｇ、１００％）が金色の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：７．３４（ｍ，４Ｈ），７．２２（ｍ，６Ｈ），４．３８（ｍ，２Ｈ），３．７３（ｍ，２Ｈ），３．６４（ｍ，２４Ｈ），３．５４（ｍ，２Ｈ），３．３８（ｓ，３Ｈ）。 Comparative Example 4: PEG350 PEG350 mono (methyl ether), dissolved in synthetic CH 2 Cl 2 (80 mL) of SPIO (XVII) coated with monophosphate (8.54 g, 24.4 mmol) to a solution of triethylamine ( 3.68 g, 36.6 mmol) followed by 4-N, N-dimethylaminopyridine (0.298 g, 2.44 mmol). The resulting solution was cooled to 0 ° C., diphenyl chlorophosphate (7.87 g, 29.3 mmol) was added dropwise and the reaction was stirred at 0 ° C. for 10 minutes. The reaction was then warmed to room temperature and stirred for an additional 16 hours. The reaction was quenched by the addition of 10% HCl (80 mL) and the resulting layers were separated. The organic layer was washed with water (80 mL) and brine (80 mL) and dried over anhydrous MgSO 4 . Filtration and removal of the solvent under vacuum gave PEG-350 mono (methyl ether) monophosphate diphenyl ester (14.2 g, 100%) as a golden oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 7.34 (m, 4H), 7.22 (m, 6H), 4.38 (m, 2H), 3.73 (m, 2H), 3. 64 (m, 24H), 3.54 (m, 2H), 3.38 (s, 3H).

酸化白金ＩＶ水和物（２００ｍｇ）を、酢酸に溶解した上記のように調製されたＰＥＧ−３５０モノ（メチルエーテル）のモノホスフェートジフェニルエステル（１４．２ｇ、２４．４ｍｍｏｌ）の溶液に添加し、得られた懸濁液を５０℃に加熱し、水素取込みが終了するまでＨ2雰囲気下に置いた。反応物をセライトパッドを通して濾過して触媒を除去し、溶媒を真空下で除去すると、所望の生成物であるＰＥＧ−３５０モノ（メチルエーテル）のモノホスフェート（１０．４９ｇ、１００％）が、透明な黄色の油として得られた。1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3，δ）：４．２０（ｍ，２Ｈ），３．６７（ｍ，２４ Ｈ），３．５６（ｍ，２Ｈ），３．３９（ｓ，３Ｈ）。 Platinum oxide IV hydrate (200 mg) was added to a solution of PEG-350 mono (methyl ether) monophosphate diphenyl ester (14.2 g, 24.4 mmol) prepared as above in acetic acid, The resulting suspension was heated to 50 ° C. and placed in an H 2 atmosphere until hydrogen uptake was complete. The reaction was filtered through a celite pad to remove the catalyst and the solvent removed in vacuo to remove the desired product, PEG-350 mono (methyl ether) monophosphate (10.49 g, 100%), clear. As a yellow oil. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ): 4.20 (m, 2H), 3.67 (m, 24 H), 3.56 (m, 2H), 3.39 (s, 3H).

ＴＨＦで１ｍｇＦｅ／ｍＬに希釈した超常磁性酸化鉄ナノ粒子のコロイド懸濁液（ベンジルアルコール中のＳＰＩＯコア溶液）に、ＰＥＧ−３５０モノ（メチルエーテル）のモノホスフェート（Ｆｅの１モル当たり２モルのリン酸基）を添加し、得られた懸濁液を５０℃で１６時間加熱した。次いで、反応物を室温に冷却し、水で希釈し、褐色の水溶液をヘキサンで３回洗浄した。水層中のいかなる残留揮発性物質も真空下で除去し、接線流濾過を使用して、３０ｋＤａ分子遮断フィルタに対してＨ2Ｏで洗浄することにより、得られたナノ粒子を精製すると、ナノ粒子組成物ＸＶＩＩの懸濁液が得られた。粒子は、動的光散乱により測定すると、５０ｎｍの流体力学直径を有していた。水中で１週間の保存後、粒子は１００ｎｍを超える流体力学直径を有していた。 To a colloidal suspension of superparamagnetic iron oxide nanoparticles diluted in THF to 1 mg Fe / mL (SPIO core solution in benzyl alcohol), PEG-350 mono (methyl ether) monophosphate (2 moles per mole of Fe). Phosphate groups) were added and the resulting suspension was heated at 50 ° C. for 16 hours. The reaction was then cooled to room temperature, diluted with water, and the brown aqueous solution was washed three times with hexane. Any residual volatiles in the aqueous layer were removed under vacuum and the resulting nanoparticles were purified by washing with H 2 O against a 30 kDa molecular block filter using tangential flow filtration. A suspension of particle composition XVII was obtained. The particles had a hydrodynamic diameter of 50 nm as measured by dynamic light scattering. After storage for 1 week in water, the particles had a hydrodynamic diameter greater than 100 nm.

比較例５：１，２−ビスホスフェート、１，３−ビスホスフェート、及びモノホスフェートでコーティングされたＳＰＩＯの安定性の比較
本発明により提供されるナノ粒子組成物の特性を、２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールを含まないナノ粒子組成物、ＰＥＧ−３５０ホスフェートと比較した以下の表中にデータをまとめる。「第２の」リン酸基の効果は、動的光散乱により決定される流体力学直径（ＤH）の変化に関してナノ粒子組成物をいずれもより安定化するという点で顕著である。 Comparative Example 5: Comparison of stability of SPIO coated with 1,2-bisphosphate, 1,3-bisphosphate, and monophosphate The properties of the nanoparticle composition provided by the present invention were compared with two or more phosphoric acids. The data is summarized in the following table compared to a nanoparticulate composition without phosphopolyol containing groups, PEG-350 phosphate. The effect of the “second” phosphate group is significant in that it both stabilizes the nanoparticle composition with respect to changes in hydrodynamic diameter (D H ) as determined by dynamic light scattering.

本発明により提供されるナノ粒子組成物の利点をさらに例示した以下の表に、追加的なデータをまとめる。データは、ナノ粒子金属酸化物（ここではナノ粒子超常磁性酸化鉄、単にＳＰＩＯと呼ばれる）を安定化するために使用される、リン酸化ポリオールに存在する２以上のリン酸基を有することの重要性、並びに、２つのリン酸基及びポリアルキレンエーテル型の１以上の親水基、例えばＰＥＧ３５０のモノメチルエーテル又はＰＥＧ２０００のモノメチルエーテルから得られるポリエチレンエーテル基を含む安定剤により提供される利点を強調している。顕著には、本発明により提供されるナノ粒子組成物の少なくとも幾つかは、オートクレーブ条件下で安定であり、この特性は、人間に対する医用イメージング技術における材料の使用への適合性の閾値指標として役立ち得る。示されたデータは、ナノ粒子金属酸化物の非存在下での安定剤化合物自体に対してではなく、示された安定剤化合物を含むナノ粒子組成物に対するものであることが強調される。 Additional data is summarized in the following table further illustrating the advantages of the nanoparticle compositions provided by the present invention. The data shows the importance of having two or more phosphate groups present in the phosphorylated polyol used to stabilize the nanoparticulate metal oxide (herein referred to as nanoparticulate superparamagnetic iron oxide, simply called SPIO) Highlighting the properties and advantages provided by stabilizers comprising two phosphate groups and one or more hydrophilic groups of the polyalkylene ether type, eg polyethylene ether groups derived from monomethyl ether of PEG 350 or monomethyl ether of PEG 2000 Yes. Notably, at least some of the nanoparticle compositions provided by the present invention are stable under autoclaving conditions, and this property serves as a threshold indicator of suitability for material use in medical imaging technology for humans. obtain. It is emphasized that the data shown is not for the stabilizer compound itself in the absence of the nanoparticulate metal oxide, but for a nanoparticle composition comprising the indicated stabilizer compound.

例１６：ＭＲＩによる腫瘍のインビボイメージング
動物に関する全ての手順は、ＧＥ Ｇｌｏｂａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅにより承認されたプロトコルに従い完了した。雌のＦｉｓｃｈｅｒ ３４４ラット（約１５０ｇ）において、０．１ｍＬのハンクス液中の２×１０6Ｍａｔ Ｂ ＩＩＩ細胞（ＡＴＣＣ＃ ＣＲＬ１６６６、ＡＴＣＣ、Ｍａｎａｓｓａｓ、ＶＡ）の皮下注射により腫瘍を誘発した。注射部位は、背側の肩甲骨の間に位置した。注入から１２日後、腫瘍が直径約１ｃｍとなった時に腫瘍をイメージングした。 Example 16: In Vivo Imaging of Tumors by MRI All procedures for animals were completed according to the protocol approved by the GE Global Research Institutional Animal Care and Use Committee. Tumors were induced in female Fischer 344 rats (approximately 150 g) by subcutaneous injection of 2 × 10 6 Mat B III cells (ATCC # CRL1666, ATCC, Manassas, Va.) In 0.1 mL Hanks' solution. The injection site was located between the dorsal scapula. Tumors were imaged 12 days after injection when the tumors were approximately 1 cm in diameter.

イメージングは、臨床用３Ｔｅｓｌａ ＧＥ ＭＲ７５０スキャナで、特注の約６ｃｍソレノイド受信ＲＦコイルを使用して行った。イメージングの準備を行うために、ケタミン及びジアゼパムを、それぞれ５５ｍｇ／ｋｇ及び３．８ｍｇ／ｋｇの用量を使用してＩＰ注射することにより、ラットを麻酔した。動かなくなったら、生理食塩水処理された（ｓａｌｉｎｅ ｐｒｉｍｅｄ）１Ｆ尾静脈カテーテル（ＭＴＶ−０２、Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．、Ｌｉｂｅｒｔｙｖｉｌｌｅ、ＩＬ）を側部尾静脈に設置し、テープで固定した。次いで、準備された動物をＲＦコイル内に置き、スキャナの内径内に位置付けた。注射前画像セットを取得し、次いで、テーブル又は動物を動かさずに、１，２−ビスホスフェート−ＰＥＧ（Ｍｗ＝２ｋＤａ）でコーティングされた超常磁性酸化鉄ナノ粒子を、カテーテルを介して生理食塩水（約０．４ｍＬ）で流し込むことにより注射した。注射後、約３０分間の動的取得期間にわたり画像セットを収集した。注射のために、ナノ粒子組成物（ＳＰＩＯ剤）を５％マンニトール水溶液中で２ｍｇＦｅ／ｍＬの濃度で製剤化し、２ｍｇＦｅ／ｋｇ（体重）で投与した。   Imaging was performed with a clinical 3 Tesla GE MR750 scanner using a custom-made approximately 6 cm solenoidal receive RF coil. To prepare for imaging, rats were anesthetized by IP injection of ketamine and diazepam using doses of 55 mg / kg and 3.8 mg / kg, respectively. Once stopped, a saline primed 1F tail vein catheter (MTV-02, Strategic Applications Inc., Libertyville, IL) was placed in the lateral tail vein and secured with tape. The prepared animal was then placed in the RF coil and positioned within the inner diameter of the scanner. A pre-injection image set is acquired, and then superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with 1,2-bisphosphate-PEG (Mw = 2 kDa) without saline movement through the catheter, without moving the table or animal. Injections were made by pouring (approximately 0.4 mL). Image sets were collected over a dynamic acquisition period of about 30 minutes after injection. For injection, a nanoparticle composition (SPIO agent) was formulated in 5% mannitol aqueous solution at a concentration of 2 mgFe / mL and administered at 2 mgFe / kg (body weight).

１０エコー時間で同時画像収集を可能とする、３Ｄ高速勾配エコーパルスシーケンス（３Ｄ ｆａｓｔ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を使用した。グラフィカルプレスクリプションインターフェース（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により、腫瘍が横断面スライス内の中心に位置し、範囲が深さ方向に腫瘍の大部分を含むように、イメージングスラブ（ｉｍａｇｉｎｇ ｓｌａｂ）を位置付けた。パルスシーケンスパラメータは以下の通りであった：パルスシーケンス：３Ｄ ＭＥ ｆＧＲＥ；ＴＥ：４．０ｍｓ〜６５．４ｍｓの範囲、６．８ｍｓ間隔；ＴＲ：７０．４ｍｓ；フリップ角：２５度；帯域幅：６２．５ＭＨｚ；行列：２５６×１９２；スライス厚：０．６ｍｍ；視野：９ｃｍ、０．３５×０．３５×０．６ｍｍのボクセルサイズを生成。シーケンス取得時間は約２分であった。   A 3D fast gradient echo pulse sequence that allows simultaneous image acquisition in 10 echo times was used. The imaging slab was positioned by a graphical prescription interface so that the tumor was centered within the cross-sectional slice and the extent included most of the tumor in the depth direction. The pulse sequence parameters were as follows: Pulse sequence: 3D ME fGRE; TE: range from 4.0 ms to 65.4 ms, 6.8 ms interval; TR: 70.4 ms; Flip angle: 25 degrees; Bandwidth: 62.5 MHz; matrix: 256 × 192; slice thickness: 0.6 mm; field of view: 9 cm, generating voxel size of 0.35 × 0.35 × 0.6 mm. The sequence acquisition time was about 2 minutes.

イメージングデータセットは、ＩＤＬプラットフォーム（ＩＤＬ ｖ．６．３、ＩＴＴ Ｃｏｒｐ．、Ｂｏｕｌｄｅｒ、ＣＯ）上に構築された特注ソフトウェアツール（ＣｉｎｅＴｏｏｌ ｖ８．０．２、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社）を使用して分析した。簡潔には、画像分析ツールにより、注射前シリーズに対する３Ｄ関心領域（ＲＯＩ）をマニュアルで描画することができ、続いて、全ての時点における描画ＲＯＩ内の全てのボクセルに対する指数回帰により、Ｔ2 *時定数及びＴＥ＝０での外挿強度を計算することができた。これらのデータを、腫瘍血液量及び血管透過性を含む生理学的パラメータの推定に使用した。代表的画像及び差異マップを図２に示す。図２は、酸化鉄ナノ粒子組成物（Ａ）の注射前、及び酸化鉄ナノ粒子組成物（Ｂ）の注射から３０分後の、代表的Ｔ１強調画像（ＴＥ＝４．０ｍｓ）を示す。信号強度差異マップ（Ｃ）により示されるように、腫瘍領域（矢印）は、筋肉（矢尻）よりも強調されて表示されている。酸化鉄ナノ粒子組成物の投与前（Ｄ）及び酸化鉄ナノ粒子組成物の投与から１５分後（Ｅ）の同じスライスのＴ2 *強調画像（ＴＥ＝２４．５ｍｓ）が示されている。Ｒ2＊緩和速度の差異マップ（Ｆ）は、筋肉組織からの腫瘍の差別化を示している。 Imaging datasets were analyzed using a custom software tool (CineTool v8.0.2, GE Healthcare) built on the IDL platform (IDL v.6.3, ITT Corp., Boulder, CO). Briefly, the image analysis tool can manually draw a 3D region of interest (ROI) for the pre-injection series, followed by T 2 * by exponential regression for all voxels in the drawn ROI at all time points . The time constant and extrapolated intensity at TE = 0 could be calculated. These data were used to estimate physiological parameters including tumor blood volume and vascular permeability. A representative image and a difference map are shown in FIG. FIG. 2 shows representative T1-weighted images (TE = 4.0 ms) before injection of iron oxide nanoparticle composition (A) and 30 minutes after injection of iron oxide nanoparticle composition (B). As shown by the signal intensity difference map (C), the tumor region (arrow) is displayed with more emphasis than the muscle (arrowhead). Shown are T 2 * weighted images (TE = 24.5 ms) of the same slice before administration of the iron oxide nanoparticle composition (D) and 15 minutes after administration of the iron oxide nanoparticle composition (E). The R 2 * relaxation rate difference map (F) shows the differentiation of tumors from muscle tissue.

本明細書で本発明のある特定の特徴のみを例示及び説明したが、当業者は、多くの修正及び変更を思い付くだろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、かかる修正及び変更の全てを、本発明の真の精神に含まれるものとして網羅することを意図することを理解されたい。   While only certain specific features of the invention have been illustrated and described herein, many modifications and changes will occur to those skilled in the art. Therefore, it is to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the true spirit of the invention.

１０ ナノ粒子組成物
１２ ナノ粒子金属酸化物コア
１４ シェル 10 Nanoparticle Composition 12 Nanoparticle Metal Oxide Core 14 Shell

Claims (12)

ナノ粒子金属酸化物と、
２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールと
を含むナノ粒子組成物であって、リン酸化ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基を含む、ナノ粒子組成物。 Nanoparticle metal oxides,
A nanoparticle composition comprising a phosphorylated polyol containing two or more phosphoric acid groups, wherein the phosphorylated polyol comprises a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and two or more hydrophilic groups thereof. A nanoparticle composition comprising one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of combinations. 前記リン酸化ポリオールが、エステル基、アミド基、カルバメート基、ウレア基又はカーボネート基の１種以上を含む、請求項１記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the phosphorylated polyol includes one or more of an ester group, an amide group, a carbamate group, a urea group, or a carbonate group. リン酸化ポリオールが、次の構造Ｖのものである、請求項１記載の組成物。
式中、ｎは約１６〜約１５０の整数であり、Ｒ1はアルキル基である。 The composition of claim 1, wherein the phosphorylated polyol is of the following structure V:
In the formula, n is an integer of about 16 to about 150, and R 1 is an alkyl group. リン酸化ポリオールが、次の構造ＶＩのものである、請求項１記載の組成物。
式中、ｎは約１６〜約１５０の整数であり、Ｒ1はアルキル基である。 The composition of claim 1, wherein the phosphorylated polyol is of structure VI:
In the formula, n is an integer of about 16 to about 150, and R 1 is an alkyl group. ２以上のリン酸基及び１以上の親水基を含むリン酸化ポリオールが、次の構造ＸＶＩＩＩのものである、請求項１記載の組成物。
式中、Ｏ−Ｒ2は各々独立にリン酸基、ヒドロキシ基又はポリエチレンエーテル基である。 The composition according to claim 1, wherein the phosphorylated polyol comprising two or more phosphate groups and one or more hydrophilic groups is of the following structure XVIII.
In the formula, each of O—R 2 is independently a phosphate group, a hydroxy group or a polyethylene ether group. 前記ナノ粒子金属酸化物が超常磁性酸化鉄を含む、請求項１記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the nanoparticulate metal oxide comprises superparamagnetic iron oxide. 前記ナノ粒子金属酸化物が酸化タンタルである、請求項１記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the nanoparticulate metal oxide is tantalum oxide. ナノ粒子酸化鉄コアと、
２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールを含むシェルであって、２以上のリン酸基が、リン酸化ポリオールにおいて互いに１，２−又は１，３−位置関係をなす位置にあり、ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される親水基を含むシェルと
を含む、請求項１記載のナノ粒子組成物。 A nanoparticulate iron oxide core,
A shell containing a phosphorylated polyol containing two or more phosphate groups, wherein the two or more phosphate groups are in a 1,2- or 1,3-position relative to each other in the phosphorylated polyol; And a shell comprising a hydrophilic group selected from the group consisting of a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of two or more of these hydrophilic groups. . 金属酸化物が鉄、タンタル、ジルコニウム及びハフニウムからなる群から選択される金属を含む、ナノ粒子金属酸化物コアと、
２以上のリン酸基を含むリン酸化ポリオールを含むシェルであって、２以上のリン酸基が、リン酸化ポリオールにおいて互いに１，２−又は１，３−位置関係をなす位置にあり、ポリオールが、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される親水基を含むシェルと
を含む、請求項１記載のナノ粒子組成物。 A nanoparticulate metal oxide core, wherein the metal oxide comprises a metal selected from the group consisting of iron, tantalum, zirconium and hafnium;
A shell containing a phosphorylated polyol containing two or more phosphate groups, wherein the two or more phosphate groups are in a 1,2- or 1,3-position relative to each other in the phosphorylated polyol; And a shell comprising a hydrophilic group selected from the group consisting of a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of two or more of these hydrophilic groups. . 薬学的に許容される担体又は賦形剤をさらに含む、請求項８又は請求項９記載のナノ粒子組成物。   10. The nanoparticle composition according to claim 8 or 9, further comprising a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. ナノ粒子金属酸化物コアを、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含むリン酸化ポリオールを含むシェル組成物と接触させる段階
を含む、ナノ粒子組成物の製造方法。 The nanoparticulate metal oxide core comprises one or more selected from the group consisting of two or more phosphate groups, a polyethylene ether group, a polypropylene ether group, a polybutylene ether group, and a combination of two or more of these hydrophilic groups. The manufacturing method of a nanoparticle composition including the step which contacts the shell composition containing the phosphorylated polyol containing a hydrophilic group. （ａ）診断薬組成物を被験体に投与する段階であって、診断薬組成物が、酸化鉄、酸化マンガン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム及びこれら２種以上の金属酸化物の組合せからなる群から選択されるナノ粒子金属酸化物と、２以上のリン酸基と、ポリエチレンエーテル基、ポリプロピレンエーテル基、ポリブチレンエーテル基及びこれらの２種以上の親水性基の組合せからなる群から選択される１以上の親水基とを含むリン酸化ポリオールと、薬学的に許容される担体又は賦形剤とを含むナノ粒子組成物を含む段階と、
（ｂ）被験体を診断用イメージングに付す段階であって、ナノ粒子組成物が造影剤として機能する段階と
を含む、画像診断の方法。 (A) administering a diagnostic composition to a subject, the diagnostic composition comprising iron oxide, manganese oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide and a combination of two or more of these metal oxides Selected from the group consisting of nanoparticle metal oxides selected from the group consisting of, two or more phosphate groups, polyethylene ether groups, polypropylene ether groups, polybutylene ether groups, and combinations of two or more of these hydrophilic groups Comprising a nanoparticulate composition comprising a phosphorylated polyol comprising one or more hydrophilic groups and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient;
(B) subjecting a subject to diagnostic imaging, the method comprising the step of the nanoparticle composition functioning as a contrast agent.
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