(57)【要約】      （修正有）【課題】高い分散性を有する化学修飾ナノダイヤモンド粒子を提供する。【解決手段】化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子とキレート化剤との結合によって形成される配位子と、金属イオンとからなる錯体を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子とキレート化剤との結合によって形成された配位子と、金属イオンとからなる錯体を含む、化学修飾ナノダイヤモンド粒子。
【請求項２】
前記金属イオンはガドリニウムイオンである、請求項１に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子。
【請求項３】
前記キレート化剤はカルボキシル基を有する化合物である、請求項１又は請求項２に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子。
【請求項４】
前記キレート化剤はジエチレントリアミン五酢酸である、請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子。
【請求項５】
前記キレート化剤は１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラアセテートである、請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子を含む、ＭＲＩ造影剤。
【請求項７】
ナノダイヤモンド粒子にカルボキシル基を導入し、キレート化剤と結合させて前駆体を得て、前記前駆体を、金属イオンで錯形成する、化学修飾ナノダイヤモンド粒子の製造方法。
【請求項８】
前記前駆体を撹拌した後に、前記金属イオンで錯形成を行う、請求項７に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子の製造方法。
【請求項９】
前記金属イオンはガドリニウムイオンである、請求項７又は請求項８に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記キレート化剤はジエチレントリアミン五酢酸又は１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラアセテートである、請求項８又は請求項９に記載の化学修飾ナノダイヤモンド粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、化学修飾ナノダイヤモンド粒子と、その製造方法と、それを用いたＭＲＩ造影剤とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノダイヤモンド粒子は低細胞毒性及び高生体適合性を示すことから、医療応用分野においての研究が活発に行われている。その一例として、ナノダイヤモンド粒子を用いた核磁気共鳴画像法（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）用の造影剤開発が挙げられる（特許文献１）。
【０００３】
リンパ系を造影する上で必要なＭＲＩ造影剤のサイズは３ｎｍ以上であると考えられている。従来のＭＲＩ造影剤として、ガドリニウム（Ｇｄ）イオンにジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）を複合したＧｄ−ＤＴＰＡが知られているが、当該Ｇｄ−ＤＴＰＡはこのサイズよりも小さいため、リンパ系を造影することができなかった。
【０００４】
これを解決すべく、先行研究において、ナノダイヤモンド粒子（ＮＤ）とＤＴＰＡとを結合させ、Ｇｄイオンにより錯形成することで得られる、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤが開発された（非特許文献１）。Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤは、一次粒子径が５ｎｍ程度であるため、血漿中で分散している状態であれば体内でリンパ管に取り入れられ、これまで困難であったリンパ系全体のＭＲＩ造影が可能になると考えられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０７９８２４
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｎａｋａｍｕｒａ Ｔ,  Ｏｈａｎａ Ｔ,  Ｙａｂｕｎｏ Ｈ,  Ｋａｓａｉ Ｒ,  Ｓｕｚｕｋｉ Ｔ,  Ｈａｓｅｂｅ Ｔ:  Ｓｉｍｐｌｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＤ(３)−ＤＴＰＡ−ｎａｎｏｄｉａｍｏｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ ｕｓｅ ａｓ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ（ＭＲＩ）  ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ.  Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ ６:  ０１５００１,  ２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤは、水中及び血漿中ではマイクロスケールまで凝集してしまい、腎臓で後処理として排泄されるために必要なサイズを超えてしまうことが判明した。
【０００８】
本開示の一態様では、より分散性の高いナノダイヤモンド粒子の開発が求められた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様は、化学修飾ナノダイヤモンド粒子であって、カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子とキレート化剤との結合によって形成される配位子と、金属イオンとからなる錯体を含む。
【００１０】
また、本開示の一態様では、金属イオンはガドリニウムイオンであってもよい。
また、本開示の一態様では、キレート化剤はカルボキシル基を有する化合物であってもよい。
【００１１】
また、本開示の一態様では、キレート化剤はジエチレントリアミン五酢酸であってもよい。
また、本開示の一態様では、キレート化剤は１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラアセテートであってもよい。
【００１２】
上記のキレート剤によれば、ナノダイヤモンド粒子に導入された親水基であるカルボキシル基によって、従来よりも分散性が高い化学修飾ナノダイヤモンド粒子を得ることができる。
【００１３】
また、本開示の一態様は、ＭＲＩ造影剤であって、上述した化学修飾ナノダイヤモンド粒子を含む。
この構成によれば、低濃度のナノダイヤモンド粒子の使用で良好な造影効果を発揮することができる。
【００１４】
また、本開示の一態様は、化学修飾ナノダイヤモンド粒子の製造方法であって、ナノダイヤモンド粒子カルボキシル基を導入し、キレート化剤と結合させて前駆体を得て、前駆体を、金属イオンで錯形成する。
【００１５】
また、本開示の一態様では、前駆体を撹拌した後に、金属イオンで錯形成を行ってもよい。
また、本開示の一態様では、金属イオンはガドリニウムイオンであってもよい。
【００１６】
また、本開示の一態様では、キレート化剤はジエチレントリアミン五酢酸又は１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラアセテートであってもよい。
【００１７】
この製造方法によれば、従来よりも分散性が高い化学修飾ナノダイヤモンド粒子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＣＮＤ、ＤＴＰＡ−ＣＮＤ、及びＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのフーリエ変換赤外分光光度計（以後、ＦＴＩＲ）による解析スペクトルである。
【図２】ＣＮＤ、ＤＴＰＡ−ＣＮＤ、及びＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのＸ線光電子分光法（以後、ＸＰＳ）による解析スペクトルである。
【図３】水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤ及びＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの、透過型電子顕微鏡（以後、ＴＥＭ）により得られた画像である。
【図４】動的光散乱法（以後、ＤＬＳ）によって測定した、水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤ及びＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの粒子径の分布を示したグラフである。
【図５】水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度０．７５ｍＭ）、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）、及びＧｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度１．００ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像である。
【図６】血漿中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの、ＴＥＭにより得られた画像である。
【図７】血漿、及び血漿中のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．２５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像である。
【図８】ラット血管系におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのＭＲＩ撮像画像である。
【図９】ＣＮＤ、ＤＯＴＡ−ＣＮＤ、及びＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤのＦＴＩＲによる解析スペクトルである。
【図１０】水中におけるＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤの、ＴＥＭにより得られた画像である。
【図１１】ＤＬＳによって測定した、水中におけるＣＮＤ、ＤＯＴＡ−ＣＮＤ、及びＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤの粒子径の分布を示したグラフである。
【図１２】水中におけるＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜化学修飾ナノダイヤモンド粒子＞
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子（ＣＮＤ）とキレート化剤との結合によって形成された配位子と、金属イオンとからなる錯体を含む。本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、以下に示す模式図［化１］及び［化２］で表されてもよい。
【００２０】
【化１】
2020147483.tif 000002
【００２１】
【化２】
2020147483.tif 000003
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、ナノダイヤモンド粒子に親水性の高いカルボキシル基が導入されているため、水中及び血漿中で凝集しにくい。
【００２２】
ナノダイヤモンド粒子は、それ単独で水中及び血漿中に存在すると、凝集してマイクロオーダーの凝集体を形成する傾向がある。一方で、ナノダイヤモンド粒子をＭＲＩ造影剤として用いる場合（特に、リンパ系のＭＲＩ造影剤として用いる場合）には、ナノダイヤモンド粒子がリンパ管内及び血管内を通過し得る小さい粒子径であることが必要とされる。ナノダイヤモンド粒子がマイクロオーダーのサイズに凝集した場合には、凝集したナノダイヤモンド粒子は、リンパ管内及び血管内を円滑に通過することができず、リンパ系及び血管系造影用のＭＲＩ造影剤として用いることはできない。
【００２３】
本開示においては、ナノダイヤモンド粒子にカルボキシル基を導入して、ナノダイヤモンド粒子の表面を親水性にしている。このため、ナノダイヤモンド粒子が水中及び血漿中でサイズが例えば数ｎｍ程度の一次粒子の状態で分散し、これらが凝集することを抑えることができる。すなわち、本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、カルボキシル基が導入されていないナノダイヤモンド粒子を有する化学修飾ナノダイヤモンド粒子に比べて、水中及び血漿中での分散性が高い。
【００２４】
このようなナノダイヤモンド粒子は、リンパ管内及び血管内を通過でき、リンパ系及び血管系造影用のＭＲＩ造影剤に好適に用いることができる。
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、粒子径が３〜１０ｎｍであることが好ましい。該粒子径が３ｎｍ未満の場合には、化学修飾ナノダイヤモンド粒子がリンパ管内に取込まれないおそれがある。また、該粒子径が１０ｎｍを超えると、化学修飾ナノダイヤモンド粒子が腎臓から膀胱に排泄されにくくなるおそれがある。
【００２５】
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子に用いられる金属イオンとしては、例えば、ガドリニウム（Ｇｄ）イオン、マンガンイオン、クロムイオン、銅イオン、鉄イオン、プラセオジウムイオン、ネオジムイオン、サマリウムイオン、テルビウムイオン、イッテルビウムイオン、ジスプロシウムイオン、ホルミウムイオン、エルビウムイオン等の常磁性金属イオンが挙げられる。この中で、ガドリニウムイオン又はマンガンイオンが好ましく、更にガドリニウムイオンが望ましい。本実施形態では、金属イオンとしてガドリニウムイオンが用いられている。
【００２６】
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子に用いられるキレート化剤としては、カルボキシル基を有する化合物が用いられてもよい。具体的には、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−テトラアセテート（ＤＯＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸−ブチルメタクリレート（ＤＴＰＡ−ＢＭＡ）、ＤＴＰＡ無水物、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリアセテート（ＤＯ３Ａ）、２−ヒドロキシプロピル−１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７−トリアセテート（ＨＰ−ＤＯ３Ａ）等が挙げられる。この中で、人体への影響が少なく、分散性が良いという観点からはＤＴＰＡが用いられることが好ましく、安定したキレート化を行うことができるという観点からはＤＯＴＡが用いられることが好ましい。本実施形態では、キレート化剤としてＤＴＰＡ及びＤＯＴＡが用いられている。
【００２７】
＜化学修飾ナノダイヤモンド粒子の調製方法＞
本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、ナノダイヤモンド粒子にカルボキシル基を導入し、ナノダイヤモンド粒子をキレート化剤と結合させて前駆体を得て、該前駆体を、金属イオンで錯形成することで調製される。
【００２８】
ここで、ナノダイヤモンド粒子に対するカルボキシル基の導入は、ナノダイヤモンド粒子に酸化処理を施すことにより、ナノダイヤモンド粒子表面に存在する疎水基（一例として、炭化水素基）の一部又は全部をカルボキシル基で修飾することで行われてもよい。
【００２９】
ナノダイヤモンド粒子に施される酸化処理は、具体的には、ナノダイヤモンド粒子を酸溶液に接触させることで行われてもよい。酸溶液は、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸などの溶液であってもよい。酸化処理の反応温度は、２００℃〜２５０℃であることが好ましく、酸溶液の濃度は、９５％〜１００％であることが好ましい。
【００３０】
ナノダイヤモンド粒子に導入されるカルボキシル基の導入量は、ナノダイヤモンド粒子１個に対して、１−１００個であってもよく、更には３−５０個であってもよい。また、ナノダイヤモンド粒子の表面には、カルボキシル基が均一に導入されているとよい。これにより、ナノダイヤモンド粒子の表面に、水又は血漿に対して均一な親和性が付与され、より効果的に化学修飾ナノダイヤモンド粒子を水又は血漿の中に分散させることができる。
【００３１】
また、本開示の調製工程において、カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子とキレート化剤とが結合した前駆体が生成される。ナノダイヤモンド粒子とキレート化剤との結合は、共有結合であってもよく、さらには、リンカーを介することのない直接結合であることが好ましい。具体的には、結合は、ナノダイヤモンド粒子のヒドロキシ基とキレート化剤のカルボキシル基との間の縮合結合であってもよい。ナノダイヤモンド粒子のヒドロキシ基は、例えば、爆発法等によるナノダイヤモンド粒子の製造過程で生じる熱によってナノダイヤモンド粒子表面が加熱され、該粒子表面のＣ−Ｈ基が酸化されることよって形成されてもよい。
【００３２】
一例として、ナノダイヤモンド粒子とキレート化剤とを含むジクロロメタン懸濁液に、塩化チオニルを加えて、ナノダイヤモンド粒子にキレート化剤を結合させてもよい。ジクロロメタン懸濁液に含まれるキレート化剤とナノダイヤモンド粒子との配合比率は、１００：１０−１００がよく、さらに、１００：１５−５０であることが好ましい。
【００３３】
ジクロロメタン懸濁液中のナノダイヤモンド粒子の濃度は、１０〜１５ｇ／Ｌであることが好ましく、ジクロロメタン懸濁液中のキレート化剤の濃度は、５０ｇ／Ｌ程度であることが好ましい。
【００３４】
そして、前駆体を金属イオンで錯形成する。前駆体を金属イオンで錯形成するにあたっては、前駆体と金属イオンとの配合比率は１００：１０−１００がよく、さらに、１００：１５−５０であることが好ましい。
【００３５】
上記のように、錯形成の前にナノダイヤモンドとキレート化剤とを先に結合させておくことにより、金属イオンの脱離を低減させることができる。
なお、化学修飾ナノダイヤモンド粒子の分散性をより向上させるために、前駆体を金属イオンで錯形成する前に、該前駆体が含まれた溶液を撹拌してもよい。また、該前駆体を金属イオンで錯形成した後に、得られた最終生成物が含まれた溶液を撹拌してもよい。撹拌は、例えば、超音波及び／又は撹拌子により行ってもよい。
【００３６】
［実施例１］
［１−１．化学修飾ナノダイヤモンド粒子の調製］
実施例１の化学修飾ナノダイヤモンド粒子についての調製方法を以下に示す。
【００３７】
まず、ナノダイヤモンド粒子に酸化処理を施して、ナノダイヤモンド粒子の表面を親水基であるカルボキシル基で均一に修飾させ、以下の模式図［化３］で表されるＣＮＤを調製した。酸化処理の具体的条件として、反応温度は２００℃とし、９５％硝酸を用いた。
【００３８】
【化３】
2020147483.tif 000004
なお、上記の模式図［化３］において、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の数は、あくまでも一例であり、この限りではない。
【００３９】
次に、ＣＮＤ３００ｍｇとＤＴＰＡ１ｇとをジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）２０ｍL中で混合し、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）２．５ｍＬを滴下して、該混合液を５時間還流させた。これによりＣＮＤとＤＴＰＡとの脱水縮合を行った。なお、この反応（脱水縮合）は、４０℃で実施した。その後、ＣＨ２Ｃｌ２で反応溶液を洗浄することでＳＯＣｌ２を取り除いた。そして、反応溶液に対して水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液で洗浄することで余分なＣＨ２Ｃｌ２を取り除き、さらにメタノール（ＣＨ３ＯＨ）で洗浄することで余分なＮａＯＨを取り除いた。最後に、反応溶液を水で洗浄することで、以下の模式図［化４］で表されるＤＴＰＡ−ＣＮＤを得た。
【００４０】
【化４】
2020147483.tif 000005
なお、上記の模式図［化４］において、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の数は、あくまでも一例であり、この限りではない。
【００４１】
そして、ＤＴＰＡ−ＣＮＤ水溶液２ｍＬに対して、塩化ガドリニウム（III）（Ｇｄ・Ｃｌ３）水溶液１ｍＬを滴下し、Ｇｄ濃度を調整した（ＤＴＰＡ−ＣＮＤ水溶液中のＤＴＰＡ−ＣＮＤ濃度は、６ｇ／Ｌであり、滴下したＧｄ・Ｃｌ３水溶液中のＧｄ・Ｃｌ３濃度は、１ｇ／Ｌであった。）。これにより、最終生成物である、以下の模式図［化５］で表されるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤを得た。
【００４２】
【化５】
2020147483.tif 000006
なお、上記の模式図［化５］において、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の数は、あくまでも一例であり、この限りではない。
【００４３】
［１−２．構造解析及び性能評価］
（１）化学構造解析
調製したＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（実施例１）の化学構造解析を、ＦＴＩＲを用いて行った。また、比較として、ＣＮＤ、及びＤＴＰＡ−ＣＮＤについても同様に、ＦＴＩＲを用いて化学構造解析を行った。ＦＴＩＲの測定範囲は、波数５００−４０００ｃｍ−１とし、分解能は、４ｃｍ−１とした。図１に示すように、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの解析スペクトルでは、波数１５００〜１６００ｃｍ−１にカルボニル基固有のピークが生じたとともに、波数３０００〜３５００ｃｍ−１のヒドロキシ基のピークがＣＮＤに比べて小さくなった。これは、ＣＮＤのヒドロキシ基とＤＴＰＡのカルボキシル基とが脱水縮合したことによるものであると考えられる。
【００４４】
また、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの化学組成解析を、ＸＰＳを用いて行った。さらに、ＣＮＤ、及びＤＴＰＡ−ＣＮＤについても、同様に、ＸＰＳを用いて化学組成解析を行った。Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ、ＣＮＤ、及びＤＴＰＡ−ＣＮＤは、４８時間の凍結乾燥を行った後にＸＰＳ測定に供した。Ｘ線源は、単色のＭｇｋａ線又はＡｌＫａ線を用いた。測定時間は、３０分間とした。測定範囲は、０ｅＶ−７００ｅＶとした。
【００４５】
図２に示すように、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの解析スペクトルでは、結合エネルギー１４０ｅＶ付近にＧｄ固有のピークが存在していた。一方、ＣＮＤ、及びＤＴＰＡ−ＣＮＤの解析スペクトルでは、このようなピークは存在しなかった。
【００４６】
以上の結果より、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤでは、ＣＮＤがＤＴＰＡによって表面修飾され、ＤＴＰＡ−ＣＮＤとＧｄ３＋とが錯体を形成していることが確認された。
（２）水中における分散性の評価
水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの分散性を評価するために、ＴＥＭ観察を行った。加速電圧は１２０ｋＶとし、倍率は１２．５万倍とした。図３には、カルボキシル基がナノダイヤモンド粒子に導入されていないＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤのＴＥＭ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の画像１と、カルボキシル基がナノダイヤモンド粒子に導入された実施例１のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのＴＥＭ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の画像２とを示した。画像１が示すように、水中において、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤの凝集がみられた。一方で、画像２が示すように、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の修飾により、水中において、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤが、凝集することなく分散していた。
【００４７】
また、水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤ、及びＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの粒子径を、ＤＬＳによって測定した結果を図４に示す。測定条件は、室温、試行回数５０回（繰り返し回数３回）とし、１０ＭＷＨｅ−Ｎｅレーザーを使用した。図４に示すように、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）は水中で平均粒子径１０００ｎｍ程度の凝集塊を形成した。一方で、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の平均粒子径は４．３ｎｍであった。
【００４８】
（３）ＭＲＩ視認性の評価  
次に、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（実施例１）及びＧｄ−ＤＴＰＡ（比較例）のＭＲＩ撮像を行った。撮像条件は、１．５Ｔ ＭＲＩ（Ｔ−１強調、繰返し時間（ＴＲ）：５８０ｍｓ，エコー時間（ＴＥ）:１２ｍｓ）とした。水の添加量を調整することにより、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（実施例１）、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（比較例）の濃度を変化させた。各濃度の懸濁液を６ｃｃの円柱型スクリュー管内に入れて、その断面を撮像した。
【００４９】
水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度０．７５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像３と、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像４と、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度１．００ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像５とを得た。そして、これらの撮像画像３〜５を比較した（図５参照）。また、各画像３〜５の中央部の明暗を対比するため、各画像３〜５の上側に、当該画像の中央部の拡大画像６〜８を示した。Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）に対応する拡大画像７は、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度０．７５ｍＭ）に対応する拡大画像６よりも明るく、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（Ｇｄ濃度１．００ｍＭ）に対応する拡大画像８よりも暗いことが確認された。このことから、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、１つのナノダイヤモンド粒子に対して、Ｇｄ−ＤＴＰＡを複合することによって、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて、およそ１５〜２０分の１のＧｄ濃度で同程度の造影効果を有することが確認された。このため、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、Ｇｄ−ＤＴＰＡに比べて身体への投与量を抑制できると考えられる。
【００５０】
（４）血漿中における分散性及び視認性の評価
図６に、血漿中における実施例１のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのＴＥＭの画像９を示す。なお、血漿は、成人男性の人血を３５００ｒｐｍで５分間遠心分離することによって取得した。ＴＥＭの画像２が示す水中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤの状態と同様に、実施例１のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、血漿中においても分散性が高い状態を維持していることが分かった。
【００５１】
また、血漿中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤのＭＲＩ撮像を行った（図７参照）。そして、血漿のＭＲＩ撮像画像１０と、血漿中におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．２５ｍＭ）の撮像画像１１とを比較した。これにより、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、血漿中においても、水中と同様に、高いＭＲＩ視認性を有していることが示された。
【００５２】
（５）ラット血管系におけるＭＲＩ造影及び腎排泄性
次に、実施例１のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤを静脈投与したラットにおけるＭＲＩ造影を行った。図８に、ラット血管系におけるＭＲＩ造影の画像を示す。
【００５３】
ラットの尾静脈内に、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ懸濁液（Ｇｄ濃度：５０ｍＭ）を０．３ｃｃを注入した。その後１０分間、３．０Ｔ  ＭＲＩで、１分毎にラット全体のＭＲＩ画像を取得した。撮像条件は、繰り返し時間（ＴＲ）が４．５９４２ｍｓ、エコー時間（ＴＥ）が１．９６７ｍｓと設定した。ＭＲＩ撮像画像１２は、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ懸濁液の注入前のラットのＭＲＩ画像である。一方で、ＭＲＩ撮像画像１３は、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ懸濁液の注入直後のラットのＭＲＩ画像であり、ラットの血管系が描出されていた。
【００５４】
また、ＭＲＩ撮像画像１４は、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ懸濁液を０．３ｃｃ注入した１０分後のラットのＭＲＩ画像を表している。撮像条件は、繰り返し時間（ＴＲ）が４．６４５５ｍｓ、エコー時間（ＴＥ）が２．００５ｍｓと設定した。ＭＲＩ撮像画像１４において、ラットの膀胱が白く浮かび上がっているのが描出できた。したがって、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤが腎臓で濾過されて、膀胱に排泄されているのが分かった。よって、本開示におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、血漿中で分散性が高いため、ラットの血管系において、ＭＲＩ造影が可能であり、ＭＲＩ造影後は腎排泄性を有することが示された。また、本開示におけるＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、血漿中で分散性が高いため、リンパ系においても同様に分散性が高いことが推定される。
【００５５】
一般的に、造影剤は、腎排泄（すなわち、尿排泄）の他、胆道系への排泄がされるものがあるが、基本的に尿中に排泄される造影剤が臨床上使用しやすい。Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤは、上記のように腎排泄性を有するため、臨床上非常に有用である。
【００５６】
なお、カルボキシル基が導入されていないＧｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤでは、ラットの血管系において、ＭＲＩ造影を行うことができなかった（図示なし）。これは、水中で凝集し粒子径が大きくなることにより、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＮＤが注射針を通過しなかったことによるものであると考えられる。
【００５７】
［実施例２］
［２−１．化学修飾ナノダイヤモンド粒子の調製］
実施例２の化学修飾ナノダイヤモンド粒子についての調製方法を以下に示す。実施例２は、キレート化剤としてＤＴＰＡの代わりにＤＯＴＡが用いられる。
【００５８】
実施例１で用いられたものと同様のＣＮＤ３００ｍｇとＤＯＴＡ１ｇとをＣＨ２Ｃｌ２２０ｍL中で混合し、ＳＯＣｌ２２．５ｍＬを滴下して、該混合液を５時間還流させた。これにより、ＣＮＤとＤＴＰＡとの脱水縮合を行った。なお、この反応（脱水縮合）は、４０℃で実施した。その後、ＣＨ２Ｃｌ２で反応溶液を洗浄することでＳＯＣｌ２を取り除いた。そして、反応溶液に対して、ＮａＯＨ水溶液で洗浄することで余分なＣＨ２Ｃｌ２を取り除き、さらにＣＨ３ＯＨで洗浄することで余分なＮａＯＨを取り除いた。最後に、反応溶液を水で洗浄することで、以下の模式図［化６］で表されるＤＯＴＡ−ＣＮＤ水溶液を得た。
【００５９】
【化６】
2020147483.tif 000007
なお、上記の模式図［化６］において、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の数は、あくまでも一例であり、この限りではない。
【００６０】
次に、ＤＯＴＡ−ＣＮＤ凝集塊を任意の量含む３ｍｌの水に対して、ジルコニアビーズ（直径０．３ｍｍ）を７ｍｌ分の体積量含めて、超音波ホモジナイザーによって１０分間撹拌し、ＤＯＴＡ−ＣＮＤを完全に分散させた。
【００６１】
そして、ＤＯＴＡ−ＣＮＤ水溶液２ｍＬに対してＧｄ・Ｃｌ３水溶液１ｍＬを滴下し、Ｇｄ濃度を調整した。（ＤＯＴＡ−ＣＮＤ水溶液中のＤＯＴＡ−ＣＮＤ濃度は、６ｇ／Ｌであり、滴下したＧｄ・Ｃｌ３水溶液中のＧｄ・Ｃｌ３濃度は、１ｇ／Ｌであった。）これにより、最終生成物である、以下の模式図［化７］で表されるＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤを得た。
【００６２】
【化７】
2020147483.tif 000008
なお、上記の模式図［化７］において、ナノダイヤモンド粒子表面におけるカルボキシル基の数は、あくまでも一例であり、この限りではない。
【００６３】
［２−２．構造解析及び性能評価］
（１）化学構造解析
調製したＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（実施例２）の化学構造解析を、ＦＴＩＲを用いて行った。また、比較として、ＣＮＤ、及びＤＯＴＡ−ＣＮＤについても同様に、ＦＴＩＲを用いて化学構造解析を行った。ＦＴＩＲの測定範囲は、波数５００−４０００ｃｍ−１とし、分解能は、４ｃｍ−１とした。図９に示すように、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤの解析スペクトルでは、波数１０００ｃｍ−１付近にＤＯＴＡ由来のＣ−Ｏ結合やＣ−Ｎ結合に固有のピークが出現したとともに、波数３０００−１付近のヒドロキシ基のピークがＣＮＤに比べて小さくなった。これにより、ＣＮＤのヒドロキシ基とＤＯＴＡのカルボキシル基とが脱水縮合したことが考えられる。
【００６４】
（２）水中における分散性の評価
水中における実施例２のＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤの分散性を評価するために、ＴＥＭ観察を行った。加速電圧は１２０ｋＶとし、倍率は１２．５万倍とした。図１０におけるＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の画像１５が示すように、ナノダイヤモンド表面におけるカルボキシル基の多数の修飾により、水中において、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤが分散していた。
【００６５】
また、水中における、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（実施例２）、並びに比較例としてＣＮＤ及びＤＯＴＡ−ＣＮＤの粒子径を、ＤＬＳによって測定した結果を図１１に示す。測定条件は、室温、試行回数５０回（繰り返し回数３回）とし、１０ＭＷＨｅ−Ｎｅレーザーを使用した。図１１に示すように、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の平均粒子径は、６．８ｎｍであった。ＣＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の平均粒子径は２．７ｎｍであり、ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（水中濃度１ｇ／Ｌ）の平均粒子径は５．８ｎｍであった。
【００６６】
よって、実施例２のＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤは、水中において、高い分散性を有していることが分かった。
（３）ＭＲＩ視認性の評価  
次に、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（実施例２）のＭＲＩ撮像を行った。撮像条件は、１．５Ｔ ＭＲＩ（Ｔ−１強調、繰返し時間（ＴＲ）：５８０ｍｓ、エコー時間（ＴＥ）:１２ｍｓ）とした。水の添加量を調整することにより、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（実施例２）の濃度を変化させた。この懸濁液を６ｃｃの円柱型スクリュー管内に入れて、その断面を撮像した。そして、水中における実施例２のＧｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像１６を得た（図１２参照）。
【００６７】
ＭＲＩ撮像画像１６は、明るく描出され、同撮像条件で行った図５における実施例１のＧｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤ（Ｇｄ濃度０．０５ｍＭ）のＭＲＩ撮像画像４と比較しても同程度の明るさであることが確認できた。
【００６８】
このことから、Ｇｄ−ＤＯＴＡ−ＣＮＤは、Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＣＮＤと同様に、低いＧｄ濃度で既存のＭＲＩ造影剤と同程度の造影効果を有することが考えられた。
［３．効果］
以上詳述した実施例によれば、カルボキシル基が導入されたナノダイヤモンド粒子とキレート化剤（ＤＴＰＡ、ＤＯＴＡ）との結合によって形成された前駆体が、Ｇｄイオンで錯形成されることにより、従来よりも分散性の高いナノダイヤモンド粒子である化学修飾ナノダイヤモンド粒子を得ることができる。
【００６９】
また、水中及び血漿中において、本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、良好なＭＲＩ視認性を有し、かつ低濃度の使用で良好な造影効果を発揮することができる。
さらに、本開示の化学修飾ナノダイヤモンド粒子は、ラットの血管系において、ＭＲＩ造影を可能とし、また、腎排泄性を有する。
【００７０】
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００７１】
１、２、９、１５…ＴＥＭの画像、３〜８、１０〜１４、１６…ＭＲＩ撮像画像。
【図１】
2020147483.tif 000009
【図２】
2020147483.tif 000010
【図３】
2020147483.tif 000011
【図４】
2020147483.tif 000012
【図５】
2020147483.tif 000013
【図６】
2020147483.tif 000014
【図７】
2020147483.tif 000015
【図８】
2020147483.tif 000016
【図９】
2020147483.tif 000017
【図１０】
2020147483.tif 000018
【図１１】
2020147483.tif 000019
【図１２】
2020147483.tif 000020