CN119487409A 超极化方法和系统 （派迈斯生物科技有限公司）

2024.10.25PCT/CN2023/0912132023.04.27WO2023/208120EN2023.11.02一种用于在环境条件下在氮空位(NV)中心的电子自旋与碳一13标记的代谢物(13C代谢物)括下述步骤：(i)提供包含提供NV中心的来源的宿主载体和13C代谢物的混合物；(ii)将所述混向和NV中心的电子自旋态在采取固态的所述混合物内随机分布；以及(iii)对采取固态的所述22.根据权利要求1所述的方法，其中权利要求13.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中NV中心的电子自旋与13C代谢物之间4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中作为分子5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分子之间7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中8.根据权利要求7所述的方法，其中所述NV中心的宿主是对200nm至600nm范围内的深9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述超极化过程包括在施加磁场的情况下向13C代谢物和NV中心的宿主的混合物辐射微316.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述超极化过程包括在环境条件下NV中心的电子自旋的激发和操纵以及向13C代谢物的核自旋的自旋转移的弛豫的多个循18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述固态玻璃态通过降低所述混合21.一种制备用于在环境条件下进行超极化的对人或动物身体进行MRI成像的造影剂22.根据权利要求21所述的方法，其中分子之间24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中所述NV中心的宿主是对深UV到绿25.根据权利要求24所述的方法，其中所述NV中心的宿主是对200nm至600nm范围内的26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中所述固态玻璃态通过降低所述混29.根据权利要求21至28中任一项所述的方法，其中所述NV中心的宿主是微米级或纳31.根据权利要求21至30中任一项所述的方法，其中所述NV中心的宿主具有10nm至33.一种用于在环境条件下进行超极化的对人4包含具有NV中心的宿主载体和13C代谢物的混合物，其中所述混合物以固态玻璃态提供，其中所述宿主的空间取向和NV中心的电子自旋态在采取固态的所述混合物内随机分34.根据权利要求33所述的造影剂，其中分子之间36.根据权利要求33至35中任一项所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主是对深UV到37.根据权利要求33至36中任一项所述的造影剂，其38.根据权利要求33至37中任一项所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主是微米级或40.根据权利要求33至39中任一项所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主具有10nm至41.根据权利要求33至40中任一项所述的造影剂，其中所述13C代谢物选自包括富集42.一种用于在环境条件下进行超极化的对人或动物身体其中所述混合物被提供用于随后转化成固态玻璃态，使得所述宿43.根据权利要求42所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主载体是微米级或纳米级粉44.根据权利要求42或权利要求43所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主选自包括氮45.根据权利要求42至44中任一项所述的造影剂，其中所述NV中心的宿主具有10nm至46.根据权利要求42至45中任一项所述的造影剂，其中所述13C代谢物选自包括富集56的核自旋之间的极化转移的方法和系统，以及用于后续磁共振成像(MRI)应用的磁共振成[0010]由于13C核是稳定的，因此将13C用于活生物体例如人类的MRI成像被认为是无害C核的天然丰度仅为1.1远低于氢中1H核99.98％的天然丰度。此7[0026]所述NV中心的宿主优选为对200nm至600nm范围内的深UV到绿光具有高光学透明[0031]13C代谢物中核自旋的大部分最终极化优选地具有相同的方向，在任何空间坐标[0033]所述超极化过程优选地包括在施加磁场的情况下向13C代谢物和NV中心的宿主的[0034]所述超极化过程可以包括在环境条件下NV中心的电子自旋的激发和操纵以及向8[0045]所述NV中心的宿主优选为对200nm至600nm范围内的深UV到绿光具有高光学透明[0053]第三方面，提供了一种用于在环境条件下进行超极化的对人或动物身体进行MRI[0054]包含具有NV中心的宿主载体和13C代谢物的混合物，其中所述混合物以固态玻璃[0058]所述NV中心的宿主优选为对200nm至600nm范围内的深UV到绿光具有高光学透明9[0063]第四方面，提供了一种用于在环境条件下进行超极化的对人或动物身体进行MRI[0077]图3a是NV中心与附近的13C核之间，然后是宿主内的13C附近与13C代谢物之间的[0079]图4a是描绘了通过回波平面光谱成像(EPSI)脉冲序列测量获得的根据本发明的超极化的13C丙酮酸盐混合物和未处理的13C丙酮酸盐的MRI成像的图像，并示出了根据C同位素的天然丰度非常低，来自13C标记的示踪剂的信号[0092]为了改善13C核的MRI信号以用于成像目的，可以合成富集检测探针以提高分子[0095]动态核极化(DNP)是一种可以使13C超极化的方法，使得与室温下的热平衡相比，[0098]超极化的原理是顺磁性自由基的高自旋极化可以在共振微波辐射下转移到另一[0104]当NV中心的拉比频率与13C的拉莫尔频率匹配时，NC中心的电子自旋则可以转移[0106]根据本发明，已经提出并提供了一种用于超极化基于13C同位素的磁共振成像[0117]所述NV中心的宿主可以是对深UV到绿光(例如约200nm至600nm)具有高光学透明[0122]本发明的超极化过程的物理条件包括在施加的磁场下向13C代谢物和NV中心的宿[0128]正如所示，图2a描绘了根据本发明的由NV提供的电子中心与13C丙酮酸盐代谢物移，电子自旋需要分多个步骤转移：(i)从NV中心301转移到其旁边的第一13C核302，以及13C代谢物的图示。使用含有NV中心304的宿主载体305代替单个自由基作为极化转移的来[0132]正如所示，图4a是通过EPSI(回波平面光谱成像)脉冲序列测描绘了根据本发明的410a超极化的13C丙酮酸盐混合物(上图中的左侧样品)和420a未处理13C丙酮酸盐混合物(上图中的左侧样品)和420b未处理的13C丙酮酸盐(上图中右侧样品)[0136]参考图5a，图像500a描绘了未处理的13C丙酮酸盐混合物(上图中的右侧样品)的样品)的MRI成像510b。[0147]在使用和储存之前，此类宿主载体和13C代谢物的混合溶液在环境条件下保持完[0148]然后将所述溶液混合物冷冻以形成玻璃态，其可以被视述混合物在80℃的温度下冷冻时，它能够实现所述混合物最快的冷冻速度和更持久的冷