[发明专利]超极化方法、系统和组合物

说明书

交叉申请案

本申请案主张2006年2月21日申请的美国临时专利申请案第60/775,196号和2006年5月23日申请的美国临时专利申请案第60/802,699号的优先权，所述申请案的揭示内容以引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明涉及适于各种应用的可超极化材料的超极化方法、系统和组合物。特定而言，本发明针对促进磁共振成像(“MRI”)和核磁共振(“NMR”)分析的超极化方法、系统和组合物。

背景技术

所属领域中已知用于提供超极化的各种技术。所述技术中的多种技术针对提供超极化惰性气体。例如，超极化惰性气体的使用可有利于执行MRI或NMR，因为其可显著增加MRI或NMR程序中的信号噪声比(“SNR”)。此允许将MRI和NMR用于以无前例的方式分析所关注的区域。

迄今为止，文献中的重点还是针对提供用于超极化的复杂且昂贵的系统。虽然所述系统通常已令人满意地用于其希望的目的，但是所述系统仍没有解决所属领域中的许多问题。举例来说，所述系统的使用通常仅限于可负担所述昂贵且复杂系统的那些机构和研究人员，所述系统通常花费几十万美元或几十万美元以上。

同样，在提供超极化材料以将超极化转移到所关注的目标方面，也已进行了一些努力。迄今为止，所述努力还集中在作为溶剂用于NMR分析应用的超极化氙。举例来说，在纳沃G.(Navon，G.)、宋玉泉(Song，Y.-Q.)、鲁穆T.(，T.)、埃培尔特S.(Appelt，S.)、泰勒R.E.(Taylor，R.E.)和宾斯A.(Pines，A.)(1996)，科学(Science)271，1848中(其揭示内容以引用的方式全部并入本文中)，将超极化氙气体液化并且用作溶剂；证实了向若干种所溶解物质转移极化。在相似著作中，即“使用超极化超临界氙的极化转移(Polarization Transfer using Hyperpolarized Supercritical Xenon)”，贾森C.利伍兹(Jason C.Leawoods)、布赖恩T.萨姆(Brian T.Saam)和马克S.科拉迪(Mark S.Conradi)，化学物理学快报(Chem.Phys.Lett.)327，359-364(2000)，将超临界氙(P>5.83MPa，T>290K)用作溶剂并且实现了向若干种溶质转移极化。

然而，氙作为溶剂是极不令人满意的，因为大多数溶解于其中的所关注的材料必需极其特殊化的物理条件。所述条件并不是使其自身适用于大量实际NMR/MRI研究的条件。因此，在所属领域中需要可提供适于在标准条件下使用的超极化材料的方法。

在美国专利第6,466,814号中，描述了一种产生超极化溶液的方法，其中首先将高T1药剂极化并且随后将其溶解于溶剂中。所述方法具有极化受药剂的T1限制的缺点。因此，在所属领域中显著需要制造超极化溶液的新方法。

在所属领域中也显著需要以下超极化系统、方法和组合物，其降低获得超极化材料的成本并且增加使用超极化材料来增强MRI和NMR的实践性。如本文中所述，本发明提供针对所述问题和其它问题的解决方法。

发明内容

本发明的目的和优点将陈述在随后的说明书中并且根据说明书而变得明显。本发明的其它优点将通过尤其在所撰写的说明书和其权利要求书中以及根据附加图示所指出的方法和系统来实现和获得。

为达到所述优点和其它优点并且根据本发明的第一方面，提供产生超极化材料的方法。所述方法包括提供在标准条件下为液体或非惰性气体的第一材料，增加第一材料的核超极化直到第一材料变为超极化材料，并且随后视需要将核超极化从第一材料转移到第二材料或其它材料。

根据另一个方面，第一材料也可包括固体材料。第一材料可在适用于NMR研究和/或适于活体内注射的标准条件下与第二材料混合来产生混合物，诸如(i)溶液、(ii)悬浮液、(iii)乳液、(iv)胶体或(v)复合材料。根据一个实施例，核超极化可通过充分混合从第一材料转移到第二材料。举例来说，第二材料可溶解于第一材料中。根据另一个实施例，核超极化可经由电磁耦合从第一材料转移到第二材料。举例来说，电磁耦合可由电磁脉冲序列来提供。随后可去除第一材料，或可取决于所要应用而保留第一材料。