(57)【要約】本発明は、式（I）：DP-Sn-NmのMRI検出可能種を提供する［式中、DはMRI検出可能部分、Sはスペーサー、Nは栄養素または疑似栄養素の分子、nは0または整数、mは整数、かつpは整数である］。これらの化合物は、正常健常細胞に内在化される量と比較して識別可能な程度に多量のMRI検出可能部分を腫瘍細胞に内在化させるのに役立ち、その結果、腫瘍の診断を可能にする。MRI検出可能部分の内在化には栄養素または疑似栄養素輸送系が関与する。好ましい式（I）の化合物は、Dが常磁性金属イオンのキレート錯体であるものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞内または細胞表面に組み込まれ、正常な健常細胞と腫瘍細胞とを明確に識別するのに十分なコンストラストをもたらすことを特徴とする、以下の式（I）のMRI検出可能種：
DP-Sn-Nm  （I）
［式中、
Dは、被覆強磁性粒子、被覆超常磁性粒子および常磁性金属イオンのキレート錯体からなる群より選択されるMRI検出可能部分、
Sはスペーサー、
Nは、単糖類、必須アミノ酸およびその誘導体、ポリアミンならびに非必須アミノ酸を含む栄養素または疑似栄養素の分子、
nは0〜5の整数、
mは1〜5の整数、かつ
pは1〜10の整数である］。
【請求項２】
Dが、スペーサーSまたは栄養素/疑似栄養素分子Nへの連結に使用できる部位を少なくとも1つは持っている、請求項１のMRI検出可能種。
【請求項３】
D部分が、遷移金属およびランタニド金属のイオンから選択される常磁性金属イオンとキレート配位子Lとのキレート錯体である、請求項１または２のMRI検出可能種。
【請求項４】
常磁性金属が原子番号21〜29、42、43、44、または57〜71のイオンから選択され、キレート配位子Lが、ラセミ型または光学活性型の線状または環状ポリアミノポリカルボン酸、例えばエチレンジアミノ四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミノ五酢酸（DTPA）、N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]-3-(4-エトキシフェニル)プロピル]-N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グリシン（EOB-DTPA）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グルタミン酸（DTPA-GLU）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、N,N-ビス[2-ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-リジン（DTPA-LYS）、DTPAモノアミドまたはビス-アミド誘導体、例えばN,N-ビス[2-[カルボキシメチル[(メチルカルバモイル)メチル]アミノ]エチル]グリシン（DTPA-BMA）、4-カルボキシ-5,8,11-トリス(カルボキシメチル)-1-フェニル-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸（BOPTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7-三酢酸（DO3A）、10-(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-1,4,7-三酢酸（HPDO3A）、2-メチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（MCTA）、(α,α',α'',α''')-テトラメチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTMA）、3,6,9,15-テトラアザビシクロ[9.3.1]ペンタデカ-1(15),11,13-トリエン-3,6,9-三酢酸（PCTA）、[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸、それらの誘導体であって、1個以上のカルボン酸基が対応する塩、エステルまたはアミドの形態をとっているものなどの残基、ならびに対応する化合物であって、1個以上のカルボン酸基がホスホン酸基および/またはホスフィン酸基で置き換えられているもの、例えば4-カルボキシ-5,11-ビス(カルボキシメチル)-1-フェニル-12-[(フェニルメトキシ)メチル]-8-(ホスホノメチル)-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸、N,N'-[(ホスホノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(カルボキシメチル)グリシン]、N,N'-[(ホスホノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(ホスホノメチル)グリシン]、N,N'-[(ホスフィノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(カルボキシメチル)グリシン]、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラキス[メチレン(メチルホスホン)]酸、または1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラキス[メチレン(メチルホスフィン)]酸などの残基からなる群より選択される、請求項３のMRI検出可能種。
【請求項５】
錯体がMn、Fe、Eu、GdまたはDyイオンで形成される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の式（I）のMRI検出可能種。
【請求項６】
栄養素または疑似栄養素分子Nが、グルコース、アラニン、フェニルアラニン、リジン、アルギニン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、アスパラギン、アグマチンおよびグルタミンから選択される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の式（I）のMRI検出可能種。
【請求項７】
スペーサーSが存在する場合、そのスペーサーSはホモ二官能性またはヘテロ二官能性リンカーであり、そのリンカー中の2つの反応性部分は、アルキリデン、アルケニリデン、アルキニリデン、シクロアルキリデン、アリーリデン、またはアラルキリデン基（これらの基は置換されていてもよく、また酸素、窒素および硫黄などのヘテロ原子で中断されていてもよい）で隔てられている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の式（I）のMRI検出可能種。
【請求項８】
反応性部分が、脂肪族直鎖または分枝鎖（この鎖は、-O-、-S-、-CO-、-NR-、-CS-などの基または芳香族基によって分断されていてもよく、また、-OR、-SR、NRR1、-COOR、-CONRR1などの置換基（式中、RおよびR1は、それぞれ独立して、水素原子または有機基であることができる）を持っていてもよい）によって隔てられている、請求項７に記載の式（I）のMRI検出可能種。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の式（I）のMRI検出可能種を製造する方法であって、
・スペーサーSが存在する場合は、そのスペーサーSを栄養素もしくは疑似栄養素分子Nと結合し、そのようにして得た中間体をMRI検出可能部分Dもしくはその前駆体と結合するか、または
・MRI検出可能部分Dもしくはその前駆体を、スペーサーSが存在する場合にはそのスペーサーSと結合し、そのようにして得た中間体を栄養素もしくは疑似栄養素分子Nと結合すると共に、
MRI検出可能部分Dの前駆体を使用する場合には、その前駆体を所望のMRI検出可能部分に変換することを含む方法。
【請求項１０】
キレート配位子LをMRI検出可能部分Dの前駆体として使用することにより、式（II）：
Lp-Sn-Nm  （II）
［式中、
Lはキレート配位子、
Sはスペーサー、
Nは栄養素または疑似栄養素の分子、
nは0または整数、
mは整数、および
pは整数であって、かつL、S、P、p、nおよびmは上に定義したとおりである］
の中間体化合物を得て、それを、適切に選択された常磁性金属イオンで金属化することにより、所望する式（I）の最終化合物に変換することを含む、請求項３のMRI検出可能種を製造するための請求項９の方法。
【請求項１１】
式（II）：
Lp-Sn-Nm  （II）
［式中、
Lはキレート配位子、
Sはスペーサー、
Nは栄養素または疑似栄養素の分子、
nは0または整数、
mは整数、および
pは整数であって、かつL、S、P、p、nおよびmは上に定義したとおりである］
の中間体化合物。
【請求項１２】
6,16-ジカルボニル-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサンジグアニジン、
6,16-ジカルボニル-5,19-ジカルボキシ-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサン二酸ジアミド、
3,6,9-トリアザ-3,6,9-トリカルボキシメチルウンデカン酸ビスグルコピラノシルアミド、
2,24-ジアミノ-8,18-ジカルボニル-7,10,13,16,19-ペンタアザ-10,13,16-トリカルボキシメチルペンタコサン二酸、
2,16-ジベンジル-4,13-ジカルボニル-3,6,9,12,15-ペンタアザ-6,9,12-トリカルボキシメチル-ヘプタデカン二酸、
10,20-ジカルボニル-4,9,12,15,18,21,26-ヘプタアザ-12,15,18-トリカルボキシメチル-ノナコサン-1,29-ジアミン、
4,26-ジアミノ-5,10,20,25-テトラカルボニル-12,15,18-トリカルボキシメチル-6,9,12,15,18,21,24-ヘプタアザ-ノナコサン-1,29-ジグアニジン、
N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、
N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチン、
N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アルギニン、
[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸、
から選択される請求項１１の化合物。
【請求項１３】
望ましいコントラストを得るのに十分な量の請求項１〜１２のいずれか１つに記載のMRI検出可能種を少なくとも1つの薬学的に許容できる担体と共に含む医薬組成物。
【請求項１４】
核磁気共鳴を利用して人体および動物体の器官および/または組織の画像を得るための、請求項１３に記載の医薬組成物。
【請求項１５】
薬学的に注射可能な組成物の形態をとっている請求項１３または１４の医薬組成物。
【請求項１６】
MRIによって腫瘍を診断するための請求項１５に記載の注射可能な組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気映像法で造影剤として使用するのに適した新しいMRI検出可能種に関する。また本発明は、それらを含有する、生体の核磁気共鳴映像法（MRI）用および腫瘍診断用の注射可能な組成物に関する。
【０００２】
また本発明では、上述の新しいMRI検出可能種の一部を含有する、腫瘍治療用の注射可能な組成物にも言及する。
【０００３】
さらに本発明は、本発明の新しいMRI検出可能種を製造する際の新しい中間体に関する。
【背景技術】
【０００４】
磁気共鳴映像法（MRI）は、組織または器官中の水プロトンの空間的位置を特定することにより、人体または動物体中の異なる組織または器官を識別する目的で、臨床的に使用される核磁気共鳴技術である。この技術によって取得され、続いて画像に変換されるシグナルは、実際には、異なるタイプの組織における水プロトン濃度と緩和速度とに依存している。
【０００５】
MRIでは、造影剤（すなわち特定の組織または器官に含まれる観測対象核種の局所的緩和挙動に影響を及ぼす薬剤）を使用する必要がある場合が多い。なぜなら、造影剤を使用せずにMRIを行うと、得られた画像で関心組織とその周辺組織とを識別することが困難な場合があるからである。
【０００６】
コントラスト増強MRIに非特異的薬剤として常磁性錯体を生体内利用することは、多種多様な研究の対象になっている。常磁性造影剤には不対電子を持つ物質が必要である。不対電子は主磁場内で微小磁石として働き、縦（T1）緩和および横（T2）緩和の速度を増加させる。一般に、常磁性造影剤は、T1を減少させる能力を持つという理由で使用され（陽性造影剤）、これを使用すると、それらが分布している領域からの画像強度が増強される。
【０００７】
常磁性造影剤は、典型的には、不対電子の供給源となる金属イオン、例えば遷移金属イオンなどを含んでいる。Gd3+（不対電子7個）とMn2+（不対電子5個）は特に好ましく、それゆえに、より深く研究されている。Gd3+は特に注目を集めてきた。というのも、このイオンはMR領域で対象とされる磁場において非常に高い磁気モーメントと比較的な長い緩和速度（ナノ秒域）とを合わせ持つからである。しかしこれらの金属イオンは一般的に毒性が高いか、少なくとも認容性に乏しく、多数の配位部位を占有する配位子と強く配位結合させる必要がある。一般的にいって、毒性を抑制すると同時に、十分なコントラストを持つ画像を得るには、「バルク」の水と素早く交換している少なくとも1分子の水が金属イオンに直接配位している、高い熱力学的安定性および速度論的安定性を持つ常磁性錯体が必要である。
【０００８】
規制当局によって初めて承認されたMRI用造影剤はGdDTPA（Schering AGのMagnevist（登録商標））であり、続いてGdDOTA（Guerbet SAのDotarem（登録商標））、GdDTPA-BMA（Nycomed Imaging ASのOmniscan（登録商標））、およびGdHPDO3A（Bracco Imaging S.p.AのProHance（登録商標））が承認された。これらの造影剤の化学式を以下に示す。
【化１】
2005528453.tif 000002
【０００９】
これら4つの造影剤には共通する類似の薬学的特徴がいくつかある。すなわち、これらはすべて血漿から細胞外液へと拡散し、糸球体濾過により腎臓を通して排泄される。これらは血液脳関門損傷の診断には特に有用である。
【００１０】
その他、これに関連するものとして、肝臓の撮像に使用されるGd(III)錯体が2つある。すなわち、Gd EOB-DTPA（Shering AGのEovist（商標））と、Gd BOPTA（Bracco Imaging S.p.A.のMultiHance（登録商標））である（これら2つの配位子EOB-DTPAとBOPTAの化学式を以下に示す）。
【化２】
2005528453.tif 000003
【００１１】
これら2つの化合物は、配位子構造中に芳香族置換基が導入されたことによる親油性の増加を特徴とし、そのため、肝細胞に取り込まれやすい。
【００１２】
MRI用造影剤として役立つもう一種類の化合物は、T2を減少させる能力を持つという理由で使用される強磁性物質である。強磁性物質は、高い正の磁化率を持ち、磁場が印加されていない状態でも磁性を保つ。MRI造影剤として使用される強磁性材料は、例えばWO 86/01112およびWO 85/043301に記載されている。
【００１３】
MRIに使用することができる第3の種類の磁性物質は、一般に超常磁性物質と呼ばれるものである。常磁性物質と同様に、超常磁性物質も外部から磁場を印加していない状態では磁性を持たない。超常磁性物質は、常磁性物質よりも高くて強磁性物質に迫るほどの高い磁化率を持ちうる。一般に使用される超常磁性物質もT2を減少させることによってMR像を変化させるので、それらが存在または蓄積している組織または体液では、それらが存在しない明るい背景部分と比較して、黒化が起こる。
【００１４】
磁鉄鉱やガンマ酸化第二鉄などの酸化鉄は、その物質を構成している結晶の大きさに依存して強磁性または超常磁性を示し、結晶が大きい（典型的には平均サイズが0.3μmより大きい）場合は強磁性である。
【００１５】
細胞の受容体に特異的に結合する能力を持つ分子に磁気共鳴映像法で検出可能な部分が連結されてなるMRI強調造影剤の一般的概念は既に知られている。
【００１６】
例えば米国特許第4,827,945号を参照されたい。この特許には、MRI造影剤として使用される被覆磁鉄鉱粒子であって、その粒子がポリマーに取り囲まれていて、そのポリマーに特定の器官または組織をターゲティングするために選択された生物活性分子を結合させることができるものが開示されている。
【００１７】
また、WO 01/30398とその引用文献も参照されたい。これらの文献には、常磁性キレート化合物に結合させた受容体結合リガンドの使用が記載されている。
【００１８】
この概念は、ある種の腫瘍の細胞で過剰発現されることが知られている特異的受容体が存在するので、腫瘍細胞と正常細胞とを選択的に識別することができれば、腫瘍塊を可視化し、その正確な位置を確認し、疾患をよりよく管理することが可能になるというものである。
【００１９】
適切に選択されたターゲティング部分（例えば抗体、抗体断片、ペプチド、タンパク質など）を持つ常磁性、強磁性または超常磁性化合物は、標的とする腫瘍細胞の表面に存在する関連受容体に結合し、そしておそらくは内在化される。しかし、1細胞あたりの受容体数は、実際のMRI技術で見ることができるMRシグナルを得るのに要求されるMRI検出可能金属イオンの数よりも、一般的には少ない。したがって、コントラストを増やしてシグナルを見えやすくするには、細胞内または細胞表面での造影剤の濃度を増加させる必要がある。これは、（細胞の周囲または細胞表面の造影剤だけでなく細胞内部の造影剤によってもシグナルが得られるように）ラベル/ターゲティグ化合物が内在化するのに十分な時間を細胞に与え、かつ/または受容体結合性化合物の内在化を増加させる能力を持つ化合物を同時に投与するか、ターゲティング部分に連結するMRI検出可能金属ユニットの数を（デンドリマーまたはマルチマーを利用して）増やすことによって、達成することができる。後者の場合、多数の常磁性ユニットを取り込むことが可能な受容体仲介（液体）エンドサイトーシスに基づく内在化経路は、特に有用である。
【００２０】
理論的には優れているが、実用面では、これらのアプローチはいずれもまだ商業的な製品にはつながっていない。一つには、ターゲティングMRI検出可能化合物が細胞表面に結合しても、現実には、望ましい内在化を達成または誘導することが必ずしも可能なわけではないということがあり、もう一つには、大きいマルチマーを使用すると、結果として分子量が大きくなるので、製品の毒性が許容できないほど増加することになるということがある。
【００２１】
画像診断法で有用であるためには、最適な造影剤は、利用可能な装置を使って、毒性の問題を生じることなく、正常健常細胞と腫瘍細胞とを明確に識別できるほど十分なコントラストをもたらすべきである。
【発明の開示】
【００２２】
一側面として、本発明は、造影剤の製造に使用するのに適した新規化合物であって、MRI検出可能部分を含有し、細胞内に容易に内在化されるように機能化されている化合物を提供する。
【００２３】
より具体的には、本発明は、正常健常細胞に内在化される量と比較して識別可能な程度に多量のMRI検出可能金属を腫瘍細胞に内在化させるのに役立つMRI検出可能種を提供する。
【００２４】
今回、実際に、少なくとも１分子の栄養素または疑似栄養素に直接またはスペーサーを介して結合した少なくとも１つのMRI検出可能部分を含有するMRI検出可能種に基づく造影剤を使用して、腫瘍細胞と正常細胞とを識別できることが見いだされた。人体中に存在する栄養素もしくは疑似栄養素輸送体または栄養素もしくは疑似栄養素輸送システムは、実際に栄養素または疑似栄養素分子を認識し、それをそこに連結されている少なくとも1つのMRI検出部分と一緒に細胞内に運ぶことにより、1つまたは複数の前記MRI検出可能部分が濃縮されて、その細胞をより明白に可視化することになる。はるかに多量の栄養素または疑似栄養素を必要とするか、特定の特異的疑似栄養素を選択的に使用するという、腫瘍細胞の変化した代謝は、腫瘍細胞と正常細胞との明確な区別を可能にする。というのも、腫瘍細胞は、はるかに多量のMRI検出可能部分含有化合物を内在化することになるからである。
【００２５】
もう一つの側面として、本発明は、有効量の本発明のMRI検出可能種を少なくとも1つの薬学的に許容できる担体と共に含む医薬組成物を提供する。好ましい一態様として、前記医薬組成物は、注射可能な組成物の形態をとるだろう。
【００２６】
新規化合物中のMRI検出可能部分が常磁性金属のキレート化合物である場合、前記注射可能な組成物は、腫瘍細胞を可視化するためのMRI技術を使って、診断用途に使用することができる。
【００２７】
さらにもう一つの側面として、本発明は、MRI検出可能部分Dまたはその前駆体を栄養素または疑似栄養素分子に直接またはスペーサーを介して結合することによって上記新規化合物を製造する方法、ならびにその際に得られる新規中間体に関する。
（発明の詳細）
【００２８】
さらに詳しく述べると、本発明の第1の目的は、以下の式（I）のMRI検出可能種である：
DP-Sn-Nm  （I）
［式中、
DはMRI検出可能部分、
Sはスペーサー、
Nは栄養素または疑似栄養素の分子、
nは0または整数、
mは整数、かつ
pは整数である］。
【００２９】
式（I）のMRI検出可能種は、互いに結合した少なくとも1つのMRI検出可能部分Dと少なくとも1つの栄養素または疑似栄養素分子Nとを含有しなければならない。
【００３０】
上記の式（I）においてmが1であり、かつpが1である場合、DとNは直接（n＝0）またはスペーサーSを介して（n＝1）互いに結合することができる。
【００３１】
上記の式（I）では、1個のMRI検出可能部分Dが、2個以上の栄養素または疑似栄養素分子Nに、直接結合しているか、またはいくつかのスペーサーS（スペーサーの数は、栄養素または疑似栄養素分子Nの数までの値をとりうる）を介して結合していてもよい（すなわち、p＝1、m＞1、n＝0またはm以下の整数）。そのような場合、通例、栄養素または疑似栄養素分子の数は5まで、好ましくは4まで、より好ましくは3まで、さらに好ましくは2までであるだろう。
【００３２】
MRI検出可能種（I）は、1分子の栄養素または疑似栄養素Nに直接結合させるか、または1個のスペーサーSもしくは最高で同数までのスペーサーSを介して結合させることができる2個以上、典型的には10個まで、好ましくは8個まで、より好ましくは6個まで、さらに好ましくは4個までのMRI検出可能部分Dを含有することもできる（すなわち、p＞1、n≦p、m＝1）。2個以上のMRI検出可能部分Dを1個のスペーサーSを介してN分子に連結する場合、そのスペーサーは、好ましくは、MRI検出可能部分Dの数に等しい複数の結合部位を持つ（すなわちスペーサーSは、数個のD部分またはD部分のクラスターが結合する主鎖を提供する）ことになる。
【００３３】
式（I）のMRI検出可能種が2個以上のMRI検出可能部分Dを含有する場合、それらの部分を、2分子以上の栄養素または疑似栄養素分子Nに、複数の結合部位を持つスペーサーSを介して結合することもできる（すなわち、p＞1、n＝1、m＞1）。
【００３４】
したがって上記の式（I）において、pは典型的には1〜10の整数、好ましくは1〜8の整数、より好ましくは1〜6の整数、さらに好ましくは1〜4の整数、すなわち1、2、3または4であるだろう。また、nは典型的には0または1〜5の整数、好ましくは0または1〜3の整数、より好ましくは0または1〜2の整数、さらに好ましくは0または1であり、mは典型的には、1〜5の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜3の整数、さらに好ましくは1または2である。
【００３５】
本発明のMRI検出可能種は、一般的には、上記の式（I）で記述できる化合物として表すことができるが、本発明のMRI検出可能種を、互いに結合したまたは他の形で関係づけられた（例えば共役した）部分（DおよびNと、要すればS）の組合せとして表すことしかできない場合もありうる。しかし、本明細書で使用する「式（I）のMRI検出可能種」という用語は、これらの組成物も包含するものとする。
【００３６】
上記の式（I）において、Dは、少なくとも1分子の栄養素または疑似栄養素Nに直接またはスペーサーSを介して連結することができる部分を少なくとも1つは持っている任意のMRI検出可能部分、すなわち局所電磁場に影響を及ぼす任意の部分（すなわち、任意の常磁性、超常磁性または強磁性種）である。
【００３７】
したがってMRI検出可能部分Dとして、被覆強磁性粒子、被覆超常磁性粒子、または常磁性金属イオンのキレート錯体であって、強磁性もしくは超常磁性粒子の被覆物または常磁性金属のキレート剤がスペーサーSまたは栄養素/疑似栄養素分子Nへの連結に使用できる部位を少なくとも1つは持っているものを挙げることができる。
【００３８】
好適に被覆された強磁性または超常磁性粒子の例には、米国特許第4,770,183号、第4,827,945号、第5,707,877号、第6,123,920号および第6,207,134号などに記載されているものがある。この場合、被覆材、すなわち多糖類、炭水化物、ポリペプチド、有機シラン、タンパク質などのポリマー、ゼラチン-アミノデキストラン、またはデンプンおよびポリアルキレンオキシドは、粒子をスペーサーまたは栄養素/疑似栄養素分子に結合することができるように機能化することができる。
【００３９】
しかし好ましい一態様では、MRI検出可能部分Dが、キレート配位子Lと錯化した常磁性金属イオンである。
【００４０】
好ましい常磁性金属イオンとして、遷移金属およびランタニド金属（すなわち、原子番号21〜29、42、43、44、または57〜71の金属）のイオンが挙げられる。特にMn、Fe、Co、Ni、Eu、Gd、Dy、TmおよびYbのイオンは好ましく、Mn、Fe、Eu、GdおよびDyのイオンはより好ましく、Gdのイオンは最も好ましい。
【００４１】
当技術分野では知られているように、本明細書で使用する「キレート剤」「キレート配位子」という用語は、配位結合によって金属原子と結合して「キレート錯体」または「キレート化合物」と呼ばれる環構造（配位ケージ）を形成することができる供与原子を持つ化合物を指すものとする。
【００４２】
上記式（I）のように常磁性キレート錯体Dをスペーサーまたは栄養素/疑似栄養素分子に結合させることができるように機能化されている、またはそのように機能化することができる、好適なキレート配位子Lには、例えば以下に挙げるものがある：ラセミ型または光学活性型の線状または環状ポリアミノポリカルボン酸、例えばエチレンジアミノ四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミノ五酢酸（DTPA）、N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]-3-(4-エトキシフェニル)プロピル]-N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グリシン（EOB-DTPA）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グルタミン酸（DTPA-GLU）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-リジン（DTPA-LYS）、DTPAモノアミドまたはビス-アミド誘導体、例えばN,N-ビス[2-[カルボキシメチル[(メチルカルバモイル)メチル]アミノ]エチル]グリシン（DTPA-BMA）、4-カルボキシ-5,8,11-トリス(カルボキシメチル)-1-フェニル-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸（BOPTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7-三酢酸（DO3A）、10-(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-1,4,7-三酢酸（HPDO3A）、2-メチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（MCTA）、(α,α',α'',α''')-テトラメチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTMA）、3,6,9,15-テトラアザビシクロ[9.3.1]ペンタデカ-1(15),11,13-トリエン-3,6,9-三酢酸（PCTA）、[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン4,7,10-三酢酸、またはその誘導体であって1個以上のカルボン酸基が対応する塩、エステルもしくはアミドの形態をとっているもの、あるいは対応する化合物であって、1個以上のカルボン酸基がホスホン酸基および/またはホスフィン酸基で置き換えられているもの、例えば4-カルボキシ-5,11-ビス(カルボキシメチル)-1-フェニル-12-[(フェニルメトキシ)メチル]-8-(ホスホノメチル)-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸、N,N'-[(ホスホノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(カルボキシメチル)グリシン]、N,N'-[(ホスホノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(ホスホノメチル)グリシン]、N,N'-[(ホスフィノメチルイミノ)ジ-2,1-エタンジイル]ビス[N-(カルボキシメチル)グリシン]、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラキス[メチレン(メチルホスホン)]酸、または1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラキス[メチレン(メチルホスフィン)]酸などの残基。
【００４３】
好適なキレート配位子Lは、その製造方法と共に、例えば以下の特許文献に記載されている：GB-A-2,137,612、EP-A-230,893、EP-A-255,471、EP-A-299,795、EP-A-325,762、EP-A-565,930、EP-A-594,734、US-A-4,885,363、EP-A-773,936、WO-A-9426313、WO-A-9426754、WO-A-9426755、WO-A-9519347、WO-A-9731005、WO-A-9805625、WO-A-9805626、WO-A-9935133、WO-A-9935134およびWO-A-0146207（これらは参考文献として本明細書の一部を構成する）。
【００４４】
好ましいキレート配位子Lは、ラセミ型または光学活性型の線状および大環状ポリアミノポリカルボン酸である。
【００４５】
以下の化合物はさらに好ましい：エチレンジアミノ四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミノ五酢酸（DTPA）、N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]-3-(4-エトキシフェニル)プロピル]-N-[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グリシン（EOB-DTPA）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-グルタミン酸（DTPA-GLU）、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-リジン（DTPA-LYS）、N,N-ビス[2-[カルボキシメチル[(メチルカルバモイル)メチル]アミノ]エチル]グリシン（DTPA-BMA）、4-カルボキシ-5,8,11-トリス(カルボキシメチル)-1-フェニル-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸（BOPTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7-三酢酸（DO3A）、10-(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-1,4,7-三酢酸（HPDO3A)、2-メチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（MCTA）、(α,α',α'',α''')-テトラメチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTMA）、3,6,9,15-テトラアザビシクロ[9.3.1]ペンタデカ-1(15),11,13-トリエン-3,6,9-三酢酸（PCTA）、[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸、およびその誘導体であって1個以上のカルボン酸基が対応するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、4級アンモニウム塩、(C1-C4)アルキルエステルまたは無置換、一置換もしくは二置換アミドの形態をとっているもの。
【００４６】
以下の化合物は最も好ましい：エチレンジアミノ四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミノ五酢酸（DTPA）、4-カルボキシ-5,8,11-トリス(カルボキシメチル)-1-フェニル-2-オキサ-5,8,11-トリアザトリデカン-13-酸（BOPTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTA）、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7-三酢酸（DO3A）、および10-(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-1,4,7-三酢酸（HPDO3A）、(α,α',α'',α''')-テトラメチル-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸（DOTMA）、およびその類似体であってメチル基をより高級なアルキル同族体で置き換えたもの、ならびに3,6,9,15-テトラアザビシクロ[9.3.1]ペンタデカ-1(15),11,13-トリエン-3,6,9-三酢酸（PCTA）および[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸。
【００４７】
本明細書で使用する「栄養素」という用語は、関係する生物中の細胞の生命を持続させるのに不可欠な任意の物質または化合物を指し、一方、「疑似栄養素（pseudo-nutrient）」という用語は、健康な時には必須でないが、一定の病態生理学的状態では細胞による利用量が体内での生合成可能量を超えるために食餌中に必要となる任意の物質もしくは化合物、または細胞がその重要な機能のいずれかを果たす際に利用するか、細胞が同化可能な栄養素源として利用することのできる任意の物質または化合物を指す。
【００４８】
「栄養素」の例は、典型的には、単糖類および必須アミノ酸である。「単糖類」という用語には、最も好ましい単糖類であるグルコースの他、フルクトースおよび他の六炭糖が包含される。「必須アミノ酸」という用語は一般に、自然界に見いだされるα-アミノ酸のL-異性体を指す。
【００４９】
「疑似栄養素」の典型例は、ポリアミン、必須アミノ酸の誘導体および非必須アミノ酸である。
【００５０】
ポリアミンの例は、すべての細胞中に存在して、DNA、RNA、タンパク質および脂質と相互作用することにより、いくつかの基本的細胞機能に重要な役割を果たしている、プトレシン、スペルミジンおよびスペルミンなどである。急速に成長している細胞ならびに腫瘍細胞によるこれらの化合物の取り込み量は、極めて高いことが知られている。
【００５１】
疑似栄養素として好適な必須アミノ酸誘導体の好適例の一つに、アルギニンの脱炭酸によって得られる化合物アグマチンがある。細胞はこれを窒素源として利用することができ、アグマチンはポリアミンに用いられる輸送系と同じ輸送系を使って細胞に内在化されることが知られている。
【００５２】
非必須アミノ酸は、例えば天然必須アミノ酸のD-異性体、L-異性体とD-異性体の任意の混合物、ならびに自然界には見いだされない合成α-アミノ酸などである。疑似栄養素として好適な分子の一例は、必須アミノ酸ではないが癌を持つ宿主では条件的に必須アミノ酸になるグルタミンである。実際、グルタミンは、循環グルタミンを巡って宿主と競合する腫瘍細胞にとって、主たる窒素源であることが知られている。
【００５３】
しかし、上に明記しなかった他の物質または化合物も、栄養素または疑似栄養素分子として使用することができる。特に、MRI検出可能種（I）を投与される生体の少なくとも1つの輸送系によって認識され、腫瘍細胞によって正常な健常細胞よりも多量に内在化される物質または化合物であれば、どれでも好適に使用することができる。
【００５４】
与えられた組織または器官の細胞中に栄養素または疑似栄養素分子の一つを優先的に輸送することが知られている輸送系には異なるものがいくつかあるので、MRI検出可能部分Dと結びつけるべき栄養素または疑似栄養素のタイプを、MRI検出可能種（I）が標的細胞に優先的に誘導されるように、特異的に設計することも可能だろう。
【００５５】
既知の輸送系の例には、さまざまなタイプの細胞によって発現され、典型的には中性無極性アミノ酸または中性極性アミノ酸（アラニン、ロイシン、バリン、メチオニン、セリン、システイン、グルタミン、スレオニン、アスパラギンなど）を輸送するASC系、側鎖に窒素を含有するアミノ酸（グルタミン、アスパラギンおよびヒスチジンなど）を特異的に輸送するN系、陽イオンアミノ酸も輸送し特定の器官（すなわち肺および気管）だけに発現するB0,+系、唯一の例外である肝細胞を除く至る所に存在していて、陽イオンアミノ酸の取り込みおよびグルタミンの取り込みを媒介するY+系、中性無極性アミノ酸（ロイシン、イソロイシン、バリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、メチオニンなど）と一部の中性極性アミノ酸（グルタミン、セリンおよびスレオニンなど）を輸送するためのL系、中性芳香族アミノ酸を優先的に輸送するT系、ならびに種々の組織で発現され、グルコースおよび他の六炭糖の細胞取り込みを担っている種々のグルコース輸送体ファミリーGLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT4およびGLUT5などがある。
【００５６】
2分子以上の栄養素または疑似栄養素Nが存在する場合、各Nは、上述した栄養素および疑似栄養素分子から独立して選択することができる。しかし、2分子以上のNをMRI検出可能部分Dに連結する場合、好ましい一態様では、N分子はすべて同じ化合物または同じ物質である。
【００５７】
上述のように、栄養素の場合、糖類および必須アミノ酸は好ましい分子であり、なかでも最も好ましいものは、グルコース、アラニンおよびフェニルアラニンなどの中性アミノ酸、ならびにリジンおよびアルギニンなどの陽イオンアミノ酸である。
【００５８】
疑似栄養素の場合は、プトレシンおよびスペルミンなどのポリアミン、グルタミンなどの非必須アミノ酸、およびアグマチンなどの必須アミノ酸誘導体が最も好ましい化合物である。
【００５９】
栄養素または疑似栄養素Nの各分子は、MRI検出可能部分Dに、直接またはスペーサーSを介して連結することができる。
【００６０】
MRI検出可能部分Dを直接結合によって栄養素または疑似栄養素Nに連結する場合、その結合には、通常、栄養素分子N上に位置する官能基と、MRI検出可能部分上（すなわち強磁性粒子もしくは超常磁性粒子の被覆物上、あるいはDが常磁性キレート錯体である本発明の好ましい態様では、キレート配位子L上）に位置する官能基との相互作用が必要である。一般に、この目的に使用することができる化学反応性官能基の例には、アミノ、ヒドロキシ、チオール、カルボキシ、カルボニルなどの基があるが、これらに限るわけではない。
【００６１】
MRI検出可能部分Dがキレート配位子Lと錯化した常磁性金属イオンである好ましい態様では、キレート配位子Lを、栄養素または疑似栄養素分子Nに、N分子上に存在するアミン、チオールまたはヒドロキシ基とエステル、アミド、チオエステルまたはチオアミド結合を形成しうるキレート剤の金属配位基の一つを介して、直接取り付けることができる。そのような場合、配位子Lは好ましくは遊離のカルボキシル基を持ち、栄養素または疑似栄養素分子Nとの直接的共有結合は、N分子中に存在しうるそれぞれヒドロキシ基またはアミノ基とのエステル結合または好ましくはアミド結合の形成によって、得ることができる。これに代えて、またはこれに加えて、N分子とキレート配位子Lとを、キレート剤Lの主鎖に取り付けた官能基を介して直接連結することもでき、そのような場合は、主鎖中に置換基として、例えばアミノ酸もしくはアミノ酸誘導体、ポリアミンまたはグルコース分子Nの残基などを持っている配位子Lを考え出すことも可能である。
【００６２】
MRI検出可能部分Dを栄養素または疑似栄養素分子Nに直接結合する代わりに、これら2つの要素をホモ二官能性リンカーまたはヘテロ二官能性リンカー、すなわちスペーサーSを介してつなぐことも可能である。この場合、前記スペーサーSは、スペーシングアーム（spacing arm）によって隔てられた少なくとも2つの特異的反応性部分を持ち、その反応性部分の一つは、MRI検出可能部分Dとの共有結合に使用することができ、もう一つは栄養素または疑似栄養素分子Nとの共有結合に使用することができるだろう。スペーシングアームは、典型的には、アルキリデン、アルケニリデン、アルキニリデン、シクロアルキリデン、アリーリデン（arylidene）、またはアラルキリデン基（これらの基は置換されていてもよいし、また、酸素、窒素および硫黄などのヘテロ原子で分断されていてもよい）からなることができる。好ましい一態様として、前記スペーサーアームは、理想的には栄養素または疑似栄養素Nの分子の空間的配置がMRI検出可能部分Dの存在による影響を受けず、結果として栄養素または疑似栄養素Nの分子が輸送体によってより容易に認識されるように、スペーサーの反応性部分同士を効果的に引き離す脂肪族直鎖または分枝鎖からなる。この鎖は、-O-、-S-、-CO-、-NR-、-CS-などの基によって、またはフェニレン基などの芳香環によって分断されていてもよく、-OR、-SR、-NRR1、-COOR、-CONRR1などの置換基を持ちうる（この場合、RおよびR1は、それぞれ独立して、水素原子または有機基でありうる）。
【００６３】
前記二官能性スペーサー中の反応性部分は、同じであってもよいし、好ましくは異なっていてもよく、MRI検出可能部分D中および栄養素または疑似栄養素分子N中に存在する官能基と反応する能力を持つこと、すなわち、カルボキシル、アミノ、ヒドロキシル、スルフヒドリル、カルボニルなどの基と反応できることが必要である。
【００６４】
カルボン酸基と反応する能力を持つ官能基の例には、高い特異性で反応してエステル基を生成するジアゾ酢酸エステルおよびジアゾアセトアミドなどのジアゾ化合物がある。カルボジイミド（例えば1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリニル-4-エチル)カルボジイイミド（CMC）および1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイイミド（EDC））などのカルボン酸修飾試薬の使用も有用である。他の有用なカルボン酸修飾試薬には、イソオキサゾリウム誘導体、クロロギ酸エステルおよびN-カルボアルコキシジヒドロキノリンなどがある。スルフヒドリル基と反応する能力を持つ反応性部分の例には、α-ハロアセチル化合物およびマレイミド誘導体などがある。アミノ基と反応する能力を持つ反応性部分の例には、アルキル化剤およびアシル化剤などがある。アルキル化剤の代表例は、α-ハロアセチル化合物、マレイミド誘導体、反応性ハロゲン化アリールおよびハロゲン化アルキル、α-ハロアルキルエーテル、アミノ基とシッフ塩基を形成することができるアルデヒドおよびケトン（生成する付加物は通常は還元して安定なアミンにすることによって安定化される）、エピクロロヒドリンおよびビスオキシランなどのエポキシド誘導体である。アシル化剤の例には、イソシアネートおよびイソチオシアネート、酸無水物、酸ハロゲン化物、活性エステル、ならびにアミド結合形成に役立つ試薬として広く知られ従来からペプチド合成に使用されているものなどがある。
【００６５】
前記スペーサーは3個以上の官能基を持っていてもよい。特に、1分子のスペーサーSを使って、2個以上のMRI検出可能部分Dを1個以上の栄養素または疑似栄養素分子Nに結合する場合、またはその逆を行う場合、前記スペーサーは、複数の結合可能部位を持つか、またはMRI検出可能部分Dおよび栄養素もしくは疑似栄養素分子Nと共有結合または非共有結合（例えば配位結合）することにより、MRI検出可能種（I）を細胞内に移動させるのに十分な時間にわたって、MRI検出可能種（I）を細胞内に移動させるのに十分な強さで、前記部分をそこに係留しておくような、複数の主骨格（built-in）基またはペンダント基を持つ分子集合体であることができる。
【００６６】
スペーサーSの性質は、最終MRI検出可能種の安定性と、輸送系が栄養素または疑似栄養素分子を認識する能力とに、決定的な関係を持ちうる。実際、上述のように、スペーサーは、明確に識別できるコントラスト像を得るのに十分な量のMRI検出可能部分Dが腫瘍細胞によって取り込まれうるように十分な時間にわたって、MRI検出可能部分Dを、認識される栄養素または疑似栄養素分子Nに結合しておくべきである。またスペーサーは、栄養素または疑似栄養素分子が輸送系によって容易に認識されうる適切な空間的コンフォメーションが確保されるような形で、MRI検出可能部分Dを栄養素または疑似栄養素分子に結合しておくべきでもある。好ましい一態様では、スペーサーはさらに生分解性であるべき、すなわち、特に細胞内に輸送された後は、酵素的切断または化学的切断を受けうる結合を持つべきでもある。さらに、本発明の好ましい態様に従ってMRI検出可能部分Dが常磁性金属キレート錯体である場合、前記随意のスペーサーSは、キレートされた常磁性イオンに水分子が接近できることも保証すべきである（シグナルの実体は配位ケージの水分子がバルクの水と交換する速度に依存するだろうからである）。
【００６７】
2分子以上のスペーサーSが存在する場合は、上述のように、そのそれぞれを独立して選択することができる。しかし、好ましい一態様では、そのような場合、n分子のスペーサーSはすべて同一である。
【００６８】
MRI検出可能種（I）を得るために使用される反応条件は、使用する反応性部分のタイプに依存して変動するだろうが、それらは類似の一般的反応に関する文献公知の条件と同様であり、当業者であれば容易に考え出すことができる。
【００６９】
一般に、MRI検出可能種（I）を製造するには、まずスペーサー（存在する場合）を栄養素または疑似栄養素分子Nと結合してから、得られた中間体生成物を1個以上のMRI検出可能部分Dと結合することができる。あるいは、まず1個以上のMRI検出可能部分Dを1個以上のスペーサー（存在する場合）と結合してから、得られた中間体を栄養素または疑似栄養素分子Nと結合することもできる。しかし、式（I）のMRI検出可能種においてDが常磁性金属キレート錯体である場合、これらの化合物の製造方法には、好ましくは、1個以上のキレート配位子Lを1個以上の栄養素または疑似栄養素分子Nに任意の適当な工程順序で直接的にまたは1個以上のスペーサーSを介して結合することにより、所望の最終化合物（I）の適切な前駆体であって、次の一般式（II）：
Lp-Sn-Nm  （II）
［式中、
Lはキレート配位子、
Sはスペーサー、
Nは栄養素または疑似栄養素の分子、
nは0または整数、
mは整数、かつ
pは整数である］
で表されるものを得て、次に、その中間体化合物（II）中のキレート基Lを、適切に選択した常磁性金属で金属化することが含まれるだろう。
【００７０】
式（II）の前駆体（中間体化合物）は、本明細書では「機能化キレート剤」ともいい、本発明のさらにもう一つの具体的目的である。上記の式（II）において、L、S、N、n、mおよびpの意味は、最終化合物（I）に関して上に定義したとおりである。本発明のさらなる目的は、一般式（II）で表される以下の好ましいキレート配位子、ならびにそれらの製造方法である：6,16-ジカルボニル-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサンジグアニジン、6,16-ジカルボニル-5,19-ジカルボキシ-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサン二酸ジアミド、3,6,9-トリアザ-3,6,9-トリカルボキシメチルウンデカン酸ビスグルコピラノシルアミド、2,24-ジアミノ-8,18-ジカルボニル-7,10,13,16,19-ペンタアザ-10,13,16-トリカルボキシメチルペンタコサン二酸、2,16-ジベンジル-4,13-ジカルボニル-3,6,9,12,15-ペンタアザ-6,9,12-トリカルボキシメチル-ヘプタデカン二酸、10,20-ジカルボニル-4,9,12,15,18,21,26-ヘプタアザ-12,15,18-トリカルボキシメチル-ノナコサン-1,29-ジアミン、4,26-ジアミノ-5,10,20,25-テトラカルボニル-12,15,18-トリカルボキシメチル-6,9,12,15,18,21,24-ヘプタアザ-ノナコサン-1,29-ジグアニジン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アルギニンおよび[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸。
【００７１】
最も好ましい化合物は、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチン、N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アルギニンおよび[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸である。
【００７２】
しかし、本発明のもう一つの好ましい態様は、上記の化合物に対応する錯体化合物（一般式（I）で表されるもの）である。特に、Mn、Fe、Co、Ni、Eu、Gd、Dy、Tm、およびYbのイオンが好ましく、Mn、Fe、Eu、GdおよびDyのイオンがより好ましく、Gdが最も好ましい。
【００７３】
特に、遊離の金属イオンが放出されることに伴う潜在的な毒性を制限するために、高い熱力学的安定性を持つキレート化合物を使用することが極めて好ましいという事実は、当業者にはよく知られている。
【００７４】
式（II）の中間体から出発してDが常磁性金属キレート錯体である式（I）の化合物を得るには、キレート剤に金属イオンを組み込む方法として一般に知られている方法、すなわち直接組み込み（direct incorporation）、テンプレート合成および金属交換反応のうち、直接組み込みが好ましい方法である。例えば、Dが常磁性キレート錯体であるMRI検出可能種（I）は、単に機能化キレート剤（II）の水溶液を、pHが約4〜約9の水溶液中で、好ましくはpHが約5〜約8の水溶液中で、常磁性金属塩にばく露するまたは常磁性金属塩と混合するだけで、容易に得ることができる。塩はどんな塩でもよいが、好ましくは、常磁性金属の水溶性塩、例えばハロゲン化物などである。これらの塩は、好ましくは、金属イオンと機能化キレート剤（II）との結合を妨害しないように選択される。機能化キレート剤（II）はpHが約5〜約8の水溶液状態にあることが好ましい。至適pHにするために、クエン酸塩、酢酸塩、リン酸塩およびホウ酸塩などの緩衝剤塩と混合することができる。好ましい常磁性金属イオンには、遷移金属およびランタニド金属（すなわち原子番号が21〜29、42、43、44、または57〜71の金属）がある。特にMn、Fe、Co、Ni、Eu、Gd、Dy、TmおよびYbのイオンは好ましく、Mn、Fe、Eu、GdおよびDyのイオンはより好ましく、Gdは最も好ましい。
【００７５】
Dが常磁性キレート錯体であるMRI検出可能種（I）は、好ましくは、最終種（I）の栄養素または疑似栄養素部分に存在するかもしれない残存電荷を変化させないように、配位ケージ上の残存電荷が0であるべきである。
【００７６】
常磁性キレート錯体を塩化するのに適した好ましい無機塩基の陽イオンは、必要であれば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属（例えばカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウムなどの金属）のイオンからなる（任意の混合塩を含む）。この目的に適した有機塩基の好ましい陽イオンは、1級、2級および3級アミン、例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、モルホリン、グルカミン、N-メチルグルカミン、N,N-ジメチルグルカミン、塩基性アミノ酸、例えばリジン、アルギニンおよびオルニチンなどの有機塩基のプロトン化によって得られるものからなる。
【００７７】
Dが常磁性キレート錯体であるMRI検出可能種（I）は、1s-1mM-1より高いr1pが保証されるように、キレート錯体の配位ケージ中に少なくとも1分子の水を含有するべきである。さらに高い緩和度（例えば4s-1mM-1より高い緩和度、または8s-1mM-1より高い緩和度、または10s-1mM-1より高い緩和度、または15s-1mM-1より高い緩和度）は有利ではありうるが、内在化されるMRI検出可能部分Dの量が多いので、絶対的に必要なわけではない。
【００７８】
本発明のMRI検出可能種（I）は、MRIに使用されるその特定技術によって望ましいコントラストを得るのに十分な量で、撮像のために患者に投与することができる。一般に、望ましいコントラストを得るには、体重1kgにつきMRI検出可能種（I）約0.001〜約5.0ミリモルの投与量で十分である。大半のMRI用途では、撮像用金属化合物の好ましい投与量が、体重1kgにつき0.01〜2．5ミリモルの範囲になるだろう。
【００７９】
本発明のMRI検出可能種（I）は、MRIによる診断方法に用いられる造影剤の製造に使用することができる。この場合、その診断方法では、ヒトまたは動物に前記造影剤を投与して、そのヒトまたは動物の少なくとも一部の画像が作成される。
【００８０】
より具体的に述べると、本発明のMRI検出可能種（I）は、腫瘍を診断する方法で使用される造影剤の製造に使用することができる。この場合、前記の方法では、ヒトまたは動物に前記造影剤を投与して、正常細胞と比較して多量に起こる、腫瘍細胞による前記検出可能種の取り込みを検出する。
【００８１】
この用途には、従来の医薬補助剤、例えば乳化剤、安定剤、酸化防止剤、浸透圧調節剤、緩衝剤、pH調節剤などの薬剤を使って、本発明のMRI検出可能種（I）を製剤化することができ、本発明のMRI検出可能種（I）は、注入や注射などの非経口投与に適した形態をとることができる。
【００８２】
本発明のMRI検出可能種（I）は、注射用水などの生理学的に許容できる担体媒質中の溶液、懸濁液または分散液などといった従来の投与剤形をとることができる。
【００８３】
非経口投与剤形、例えばi.v.溶液などは、滅菌されていて、生理学的に許容できない物質を含まないべきであり、投与時の刺激および他の有害作用を最小限に抑えるために、低い浸透圧を持つべきである。これらの非経口投与可能溶液は、注射用溶液で通常行われているとおりに製造することができる。これらは、MRI検出可能種（I）の化学構造に適合しその製造、貯蔵および使用を妨害しない添加剤、例えば酸化防止剤、安定剤、緩衝剤などを含むことができる。
【００８４】
前記医薬組成物は、内在化されるMRI検出部分の量を増加させうる適切な薬剤も含みうる。一例として、細胞内で栄養素または疑似栄養素Nの生合成を担っている酵素を特異的に阻害する化合物と組み合わせて、MRI検出可能種（I）を投与することができるだろう。これは、MRI検出可能種（I）の形態をした外因性栄養素Nの取り込み量の増加をもたらすだろう。この「内在化佐剤」はMRI検出可能種（I）と同時に投与することができ、その場合、製剤は両方の成分を含有することができる。もう一つの選択肢として、MRI検出可能種（I）に先だって内在化佐剤を投与することもできるが、その場合は、2つの製剤を個別に用意すべきであり、それらはキットの形で提供することができる。
【実施例】
【００８５】
以下に実施例を挙げて、本発明の代表的態様をさらに例示し、本発明の代表的な式（I）の化合物および式（II）の中間体の製造について説明する。ただし、当業者にはわかるだろうが、これらと同じ化合物を異なる合成系路で製造することもできる。
【００８６】
実施例１
6,16-ジカルボニル-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサンジグアニジンのガドリニウム錯体の製造
（N,N'-(4-グアニジノブチル)ジエチレントリアミノ五酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化３】
2005528453.tif 000004
a）ジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物の製造
磁気撹拌機、加熱用オイルバスおよび滴下漏斗を装備した100ml反応フラスコに、ジエチレントリアミノ五酢酸（10g、0.0255mol）およびピリジン（14.54ml、0.18mol）を投入する。温度を室温に保ち、溶液を撹拌しながら、無水酢酸（10.56ml、0.11mol）を滴下する。反応混合物を65℃に3時間加熱した後、室温に冷却する。得られた固体をブフナー漏斗で濾過することによって回収し、ろ紙上で無水酢酸（10ml×2）、塩化メチレン（10ml×2）およびエチルエーテル（10ml×2）を使って洗浄する。次に、その白色粉末を減圧下で乾燥することにより、標題a）の化合物8.82gを得る（97％）。
【００８７】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【００８８】
b）6,16-ジカルボニル-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサンジグアニジンの製造
アグマチン遊離塩基（3.27g、0.02531mol）とDMSO（70ml）の混合物を50℃で2時間撹拌する。上記工程a）で得た化合物（4.20g、0.01175mol）のジメチルスルホキシド（DMSO）（15ml）溶液を、2時間かけて少しずつ加え、その混合物を50℃で4時間反応させた後、室温でさらに20時間反応させる。この反応期間の最終時点で溶液は透明であるが、その下にゼリー様の稠度を持つ黄色の相が存在する。DMSO相をデカンテーションによって回収し、そこに、固体生成物の沈殿が完了するまでアセトンを加える。下側の黄色相を少量の水に溶解し、そこにアセトンを加えて、固体沈殿物の追加クロップを得る。それら2つのクロップを混合し、新しいアセトンで数回洗浄し、終夜撹拌放置する。次に、上清を取り除き、固体を水に取り出し、再びアセトンで洗浄し、乾燥することにより、8.03gの粗生成物を得る。これを酸性水（pH＝2）に溶解し、Amberlite（商標）XAD1180でのカラムクロマトグラフィーによって精製する。
【００８９】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【００９０】
c）6,16-ジカルボニル-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサンジグアニジンのガドリニウム錯体の製造
上記工程b）で得たキレート配位子（7.0g、0.0122mol）の水溶液を、NaOHの添加によってpH6.5にし、次に、等モル量のGdCl3（3.22g、0.0122mol）を室温で撹拌しながらゆっくり加える。添加中は反応混合物のpHを監視し、NaOHで6.5に調節する。GdCl3の添加が終わったら、その溶液をpH8.5にし、22μmシリンジフィルターで濾過する。次に、少量の上記工程b）で得たキレート配位子を濾液に加え、pHを7にする。溶媒を減圧下で除去することにより、標題の化合物を白色固体として得る。
【００９１】
実施例２
6,16-ジカルボニル-5,19-ジカルボキシ-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサン二酸ジアミドのガドリニウム錯体の製造
（N,N'-グルタミン-ジエチレントリアミノ五酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化４】
2005528453.tif 000005
a）6,16-ジカルボニル-5,19-ジカルボキシ-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサン二酸ジアミドの製造
100ml反応フラスコにL-グルタミン（5.00g、0.0342mol）の水（80ml）溶液を投入し、そこに水酸化ナトリウム（1.37g、0.0342mol）を加える。反応温度を15〜20℃に保ちながら、実施例1の工程a）で説明したようにして得たジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物（6.11g、0.0171mol）を少しずつ加え、反応混合物を窒素雰囲気下で4時間撹拌する。次に、HClの添加によって反応混合物のpHを中性にし、溶媒を減圧下で留去することにより、白色の固体を得る。これをAmberlite（商標）XAD1180でのカラムクロマトグラフィー（pH2、水で溶離）によって精製する。
【００９２】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【００９３】
b）6,16-ジカルボニル-5,19-ジカルボキシ-5,8,11,14,17-ペンタアザ-8,11,14-トリカルボキシメチル-ヘンエイコサン二酸ジアミドのガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【００９４】
実施例３
3,6,9-トリアザ-3,6,9-トリカルボキシメチルウンデカン酸ビス-グルコピラノシルアミドのガドリニウム錯体の製造
【化５】
2005528453.tif 000006
（N,N'-グルコサミン-ジエチレントリアミノ五酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体)
a）3,6,9-トリアザ-3,6,9-トリカルボキシメチルウンデカン酸ビス-グルコピラノシルアミドの製造
100ml反応フラスコにグルコサミン（1.00g、0.00463mol）のDMSO（10ml）溶液を投入し、40℃で撹拌しておく。そこに、実施例1の工程a）で説明したようにして得たジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物（0.746g、0.00209mol）のDMSO（5ml）溶液をゆっくり加え、反応混合物を窒素雰囲気下で4時間撹拌する。メタノール性KOHを加えて反応混合物のpHを8にしてから、メタノールを加え、次にアセトンを加えることにより、反応生成物を沈殿させる。残っているDMSOを除去するために沈殿物を新しいアセトンで数回洗浄した後、減圧下で乾燥する。収率64％。
【００９５】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【００９６】
b）3,6,9-トリアザ-3,6,9-トリカルボキシメチルウンデカン酸ビス-グルコピラノシルアミドのガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【００９７】
実施例４
2,24-ジアミノ-8,18-ジカルボニル-7,10,13,16,19-ペンタアザ-10,13,16-トリカルボキシメチル-ペンタコサン二酸のガドリニウム錯体の製造
（N,N'-(5-アミノ-5-カルボキシ-ペンチル)ジエチレントリアミノ五酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化６】
2005528453.tif 000007
a）2,24-ジアミノ-8,18-ジカルボニル-7,10,13,16,19-ペンタアザ-10,13,16-トリカルボキシメチル-ペンタコサン二酸
N-tert-ブトキシカルボニル-L-リジン（0.950g、0.00386mol）およびDMSO（10ml）を100ml反応フラスコに投入し、完全な溶液状態になるまで50℃で撹拌する。そこに、実施例1の工程a）で説明したようにして得たジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物（0.690g、0.00193mol）のDMSO（5ml）溶液を約1時間かけてゆっくり加える。約24時間後に、メタノール性KOHを加えて反応混合物をpHを8にしてから、アセトンを加えて生成物を沈殿させ、それを新しいアセトンで数回洗浄する。溶媒を除去した後、得られた固体を乾燥器中、40℃で乾燥することにより、標題化合物のN,N'-tert-ブトオキシカルボニル誘導体1.05g（64％）を得る。次に、その固体を、1M HClを含むジエチルエーテル（6ml）中で96時間撹拌することにより、脱保護による標題化合物の生成を達成する。結果として淡黄色固体が得られる。
【００９８】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【００９９】
b）2,24-ジアミノ-8,18-ジカルボニル-7,10,13,16,19-ペンタアザ-10,13,16-トリカルボキシメチル-ペンタコサン二酸のガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【０１００】
実施例５
2,16-ジベンジル-4,13-ジカルボニル-3,6,9,12,15-ペンタアザ-6,9,12-トリカルボキシメチル-ヘプタデカン二酸のガドリニウム錯体の製造
（N,N'-フェニルアラニル-ジエチレントリアミノ五酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化７】
2005528453.tif 000008
a）2,16-ジベンジル-4,13-ジカルボニル-3,6,9,12,15-ペンタアザ-6,9,12-トリカルボキシメチル-ヘプタデカン二酸の製造
フェニルアラニン（0.66g、0.002mol）のDMSO（10ml）溶液を100ml反応フラスコに投入し、その混合物を撹拌しながら50℃まで加熱する。そこに、実施例1の工程a）で説明したようにして得たジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物（0.715g、0.002mol）のDMSO（6ml）溶液を、約2時間かけてゆっくり加える。反応混合物を50℃で4時間反応させ、室温でさらに20時間反応させる。この期間の終了時点で溶液は透明であるが、その下にゼリー様の稠度を持つ黄色の相が存在する。DMSO相をデカンテーションによって回収し、そこに、固体生成物の沈殿が完了するまでアセトンを加える。下側の黄色相を少量の水に溶解し、そこにアセトンを加えて、固体沈殿物の追加クロップを得る。それら2つのクロップを混合し、撹拌しながら新しいアセトンで数回洗浄する。次に、上清を取り除き、固体を水に取り出し、新しいアセトンで再び洗浄する。このようにして得た粗製物を、酸性水（pH=2）に溶解し、Amberlite（商標）XAD1180でのカラムクロマトグラフィーによって精製する。
【０１０１】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１０２】
b）2,16-ジベンジル-4,13-ジカルボニル-3,6,9,12,15-ペンタアザ-6,9,12-トリカルボキシメチル-ヘプタデカン二酸のガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【０１０３】
実施例６
10,20-ジカルボニル-4,9,12,15,18,21,26-ヘプタアザ-12,15,18-トリカルボキシメチル-ノナコサン-1,29-ジアミンのガドリニウム錯体の製造
（N,N'-スペルミジン-ジエチレントリアミノペンタン酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化８】
2005528453.tif 000009
a）10,20-ジカルボニル-4,9,12,15,18,21,26-ヘプタアザ-12,15,18-トリカルボキシ-メチル-ノナコサン-1,29-ジアミンの製造
実施例1の工程a）で説明したようにして得たジエチレントリアミノ五酢酸ビス無水物（0.357g、0.001mol）のDMSO（5ml）溶液を、100ml反応フラスコ中、50℃で撹拌したN-(3-アミノプロピル)-1,4-ブタンジアミン（スペルミジン、1.45g、0.01mol）のDMSO（20ml）溶液に、2時間かけて加える。反応混合物を50℃で4時間反応させた後、室温でさらに20時間反応させる。この期間の最終時点で溶液は透明であるが、その下にゼリー様の稠度を持つ黄色の相が存在する。DMSO相をデカンテーションによって回収し、そこに、固体生成物の沈殿が完了するまでアセトンを加える。下側の黄色相を少量の水に溶解し、そこにアセトンを加えて、固体沈殿物の追加クロップを得る。それら2つのクロップを混合し、撹拌しながら新しいアセトンで数回洗浄する。次に、上清を取り除き、固体を水に取り出し、新しいアセトンで再び洗浄する。このようにして得た粗製物を、酸性水（pH=2）に溶解し、Amberlite（商標）XAD1180でのカラムクロマトグラフィーによって精製する。
【０１０４】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１０５】
b）10,20-ジカルボニル-4,9,12,15,18,21,26-ヘプタアザ-12,15,18-トリカルボキシメチル-ノナコサン-1,29-ジアミンのガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【０１０６】
実施例７
4,26-ジアミノ-5,10,20,25-テトラカルボニル-12,15,18-トリカルボキシメチル-6,9,12,15,18,21,24-ヘプタアザ-ノナコサン-1,29-ジグアニジンのガドリニウム錯体の製造
（N,N'-アルギニルエチレンジアミノ-ジエチレントリアミノペンタン酢酸ビスアミドのガドリニウム錯体）
【化９】
2005528453.tif 000010
a）4,26-ジアミノ-5,10,20,25-テトラカルボニル-12,15,18-トリカルボキシメチル-6,9,12,15,18,21,24-ヘプタアザ-ノナコサン-1,29-ジグアニジンの製造
2-アミノ-5-グアニジノ-吉草酸（アルギニン、0.871g、0.005mol）をpH9の水溶液に溶解し、そこに大過剰量のクロロギ酸ベンジルをゆっくり加える。そのようにして得られた対応するトリカルボベンジルオキシ誘導体を単離し、塩化メチレンに溶解し、ジシクロヘキシルカルボジイミドを加える。次に、得られた溶液をエチレンジアミン（1.5g、0.025mol）の塩化メチレン溶液にゆっくり加える。トリカルボベンジルオキシ保護アルギニンの2-アミノエチルアミドを回収し、DMSOに溶解し、得られた溶液を50℃に加熱したものに、ジエチレントリアミノペンタン酢酸ビス無水物（1.78g、0.005mol）のDMSO溶液を加える。この温度で反応混合物を4時間撹拌した後、室温に冷却する。メタノール性KOHの添加によってpHを8に調節し、沈殿した粗生成物を撹拌しながらアセトンで終夜洗浄する。次に、固体を回収し、メタノールに溶解し、保護カルボベンジルオキシ基を、5％Pd/Cでの接触水素添加によって除去する。次に、HClで酸性化することにより、存在する可能性のある残留カルバミン酸をすべて除去して、所期の化合物を得る。
【０１０７】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１０８】
b）4,26-ジアミノ-5,10,20,25-テトラカルボニル-12,15,18-トリカルボキシメチル-6,9,12,15,18,21,24-ヘプタアザ-ノナコサン-1,29-ジグアニジンのガドリニウム錯体の製造
上記工程b）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【０１０９】
実施例８
[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミンナト(6-)]ガドリニウム酸(3-)]三ナトリウム塩の製造
（N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミニル-L-グルタミンのガドリニウム錯体）
【化１０】
2005528453.tif 000011
a）N,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミン=ビス(1,1-ジメチルエチル)エステルの製造
N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N'-エチルカルボジイイミド塩酸塩（EDCI）（1.93g、10.00mmol）のCH2Cl2溶液を、0〜5℃で撹拌したN,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-グルタミン酸=1-(1,1-ジメチルエチル)エステル（6.25g、8.38mmol）（i）とN-ヒドロキシスクシンイミド（NHS）（1.16g、10.05mmol）のCH2Cl2溶液に、20分かけて加えた。室温で24時間の後、反応溶液をH2Oで洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、エバポレートすることによって得た活性エステルを、CH2Cl2に溶解した。その溶液を、L-グルタミン(1,1-ジメチルエチル)エステル塩酸塩（2g、8.38mmol）（ii）とトリエチルアミン（1.27g、12.55mmol）のCH2Cl2溶液に、室温で30分かけて滴下した。室温で3日の後、溶液をH2Oで洗浄し、乾燥（Na2SO4）した。その溶液をエバポレートすることによって得た粗製物（7.77g）を、フラッシュクロマトグラフィーで精製（iii）することにより、3.94g（4.24mmol）を淡黄色油状物として得た。収率51％。
【０１１０】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１１１】
b）N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミンの製造
トリフルオロ酢酸（12.4mL、162.3mmol）を、工程a）で得た化合物（5.03g、5.4mmol）のCH2Cl2（100mL）溶液に加え、室温で48時間撹拌した。溶媒を留去し、残渣をトリフルオロ酢酸（10mL）に溶解した。室温で48時間後に、酸をエバポレートし、粗製物をEt2Oで処理した後、濾過した。固体をEt2Oに2回懸濁し、濾過することにより、白色固体（3.76g、4.1mmol）を得た。収率75％。
【０１１２】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１１３】
c）[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-L-グルタミナト(6-)]ガドリニウム酸(3-)]三ナトリウム塩の製造
工程b）で得た化合物（2.77g、3.00mmol）のH2O溶液を、2N NaOH（5mL）の添加によってpH7.7に調節した。Gd2O3（1.03g、2.80mmol）を加え、その懸濁液を50℃で24時間撹拌した。pHは12だったので、1N HCl（2mL）を加えて、その値を7にした。過剰のGd2O3を濾去し（0.43g、1.20mmol）、溶媒を留去することにより、生成物を淡黄色固体として得た（3.10g、2.95mmol）。収率98％。
【０１１４】
実施例９
[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル(5-)-アグマチン]ガドリニウム酸(3-)]二ナトリウム塩の製造
（N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチンのガドリニウム錯体）
【化１１】
2005528453.tif 000012
a）N,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチンの製造
N-ヒドロキシスクシンイミド（1.41g、12.29mmol）を、N,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-グルタミン酸1-(1,1-ジメチルエチル)エステル（7.64g、10.24mmol）のCH2Cl2（100mL）溶液に加えた。その混合物を0℃に冷却し、EDCI（2.36g、12.29mmol）のCH2Cl2（45mL）溶液を滴下した。TLCで反応を監視しながら、混合物を室温で撹拌した。出発物質が完全に消費されたら、溶液を水（100mL×3）で洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、エバポレートした。残渣（9.28g）をDMF（120mL）に溶解し、その溶液にアグマチン（1.19g、10.24mmol）を懸濁した。混合物を室温で2日間撹拌した。溶液を濾過し、水（150mL）を加えた。その溶液をEt2Oで洗浄し、エバポレートした有機相を食塩水（100mL）で処理した。水相をEt2Oで抽出し、有機相を乾燥し、エバポレートした。残渣をフラッシュクロマトグラフィーで精製することにより、所期の化合物（1.71g、1.99mmol）を非結晶性の黄色固体として得た。収率19％。
【０１１５】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１１６】
b）N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アグマチンの製造
工程a）に示すようにして得た化合物（1.48g、1.72mmol）をCH2Cl2（15mL）に溶解し、その溶液にTFA（3.3mL、43mmol）を加えた。混合物を室温で撹拌した。4日後、溶媒を減圧下で除去することにより、1.56gの粗生成物を得た。その粗製物を純粋なTFA（5mL）に溶解し、混合物を室温で終夜撹拌した。TFAを減圧下で除去し、残渣をEt2Oで結晶化し、濾過することにより、結晶性の白色固体を得た。最終生成物にはEt2OとTFAが存在したので、固体を再び水に溶解し、減圧下で3回エバポレートした。最終生成物を結晶性の白色固体として得た（0.77g、1.33mmol）。収率97％。
【０１１７】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１１８】
c）[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル(5-)-アグマチン]ガドリニウム酸(3-)]二ナトリウム塩の製造
先の工程b）で得た化合物を10mLの水に溶解し、1M NaOHを加えた（2.3mL）。次に、最終溶液のpHが7になるまで、0.1M NaOHをゆっくり加えた。Gd2O3（210mg、0.58mmol）を懸濁し、その混合物を終夜50℃で加熱した。溶液のpHが11.8まで上昇したので、1M HCl（0.6mL）を加えて、pHを5に調節した。その混合物を室温でさらに48時間撹拌してから濾過（Millipore HA 0.45）することにより、未反応のGd2O3を除去した。溶液のpHを6.4に調節し、溶媒を減圧下で留去することにより、0.95g（1.22mmol）の結晶性白色固体を得た。
【０１１９】
実施例１０
[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル(5-)-アルギニン]ガドリニウム酸(3-)]二ナトリウム塩の製造
（N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アルギニンのガドリニウム錯体）
【化１２】
2005528453.tif 000013
a）N,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル[2-アミノ-5-[N'[(2,3,6-トリメチル-4-メトキシ)ベンゼンスルホニル]]グアニジン-1-(1,1-ジメチルエチル)エステル]-L-グルタミン酸1-(1,1-ジメチルエチル)エステルの製造
【化１３】
2005528453.tif 000014
N-ヒドロキシスクシンイミド（773mg、6,72mmol）をN,N-ビス[2-[ビス(1,1-ジメチルエトキシ)-2-オキソエチル]アミノ]エチル]-L-グルタミン酸1-(1,1-ジメチルエチル)エステル（4.18g、5,6mmol）のCH2Cl2（55mL）溶液に加えた。その混合物を0℃に冷却し、EDCI（1.29g、6.72mmol）のCH2Cl2（25mL）溶液を滴下した。反応をTLCで監視しながら、混合物を室温で撹拌した。出発物質が完全に消費されたら、溶液を水（60mL×3）で洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、エバポレートした。残渣（4.81g）をCH2Cl2（55mL）に溶解し、その溶液に、2-アミノ-5-[N'[(2,3,6-トリメチル-4-メトキシ)ベンゼンスルホニル]]グアニジン-1-(1,1-ジメチルエチル)エステル（2.5g、5.6mmol）を加えた。混合物を室温で25時間撹拌した。溶液を水（50mL×3）で洗浄し、有機相を乾燥し、エバポレートした。残渣をフラッシュクロマトグラフィーで精製することにより、所期の生成物（5.45g、4.66mmol）を結晶性の白色固体として得た。収率83％。
【０１２０】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１２１】
b）N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル-アルギニンの製造
工程a）で得た化合物（2.5g、2.14mmol）をTFA（63mL）とチオアニソール（7mL）の混合物に溶解した。その溶液を室温で撹拌した。2日後に、溶媒を減圧下で除去し、残渣を1N HCl（18mL）に溶解し、エバポレートした。この操作を3回繰り返した。残渣を水に溶解し、CHCl3で抽出した。水溶液をエバポレートすることにより、粗製物（1.79g）を得た。その粗製物を水（6mL）に溶解し、1M NaOHの添加によってpH1.7に調節し、Amberlite XAD1600T樹脂カラムを通した浸出濾過で精製することにより、所期の生成物（1.03g、1.66mmol）を結晶性の白色固体として得た。収率：78％。
【０１２２】
c）[[N,N-ビス[2-[ビス(カルボキシメチル)アミノ]エチル]-L-γ-グルタミル(5-)-アルギニン]ガドリニウム酸(3-)]二ナトリウム塩の製造
工程b）で得た化合物を水（15mL）に溶解し、溶液のpHが3.9になるまで1M NaOHを加えた。Gd2O3（217mg、0.6mmol）を加え、その溶液を終夜50℃に加熱した。溶液のpHが12.5まで上昇したので、1M HCl（0.35mL）を加えてpHを6.5に調節した。混合物をさらに3日間、室温に維持した後、濾過（Millipore HA 0.45フィルター）することにより、未反応のGd2O3を除去した。pHを6.90に調節し、溶媒を減圧下で留去することにより、1.08g（1.32mmol）の結晶性白色固体を得た。
【０１２３】
実施例１１
[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸のガドリニウム錯体の製造
【化１４】
2005528453.tif 000015
a）3-[(4-アミノブチル)アミノ]プロパンニトリルの製造
【化１５】
2005528453.tif 000016
氷浴で冷却した1,4-ブタンジアミン（8.44g、0.096mol）にアセトニトリル（5.08g、0.096mol）を30分かけて加えた。得られた混合物を室温で2時間撹拌し、50℃に加熱してさらに3時間撹拌し、最後に室温で終夜撹拌放置した。クーゲルロール蒸留により、無色の油状物を得た（5.80g、0.041mol、収率42.8％）。
【０１２４】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１２５】
b）N-{4-{[(tert-ブチルオキシ)カルボニル]アミノ}ブチル}-N-(2-シアノエチル)カルバミン酸tert-ブチルの製造
【化１６】
2005528453.tif 000017
BOC-ON（9.41g、0.038mol）を、3-[(4-アミノブチル)アミノ]プロパンニトリル（2.70g、0.019mol）とトリエチルアミン（6.00g、0.059mol）のジオキサン/H2O（9：1 v/v、50cm3）溶液に少量ずつ加えた。得られた混合物を室温で3日間撹拌した後、溶媒を減圧下で除去した。得られた淡黄色油状物をEt2O（80cm3）に溶解し、1M NaOH（30cm3×3）および食塩水（25cm3×2）で洗浄した。有機画分をNa2SO4で乾燥し、濾過した。溶媒を除去することによって得た淡黄色油状物を、減圧下で乾燥した（6.041g、0.0177mol、収率92.7％）。
【０１２６】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１２７】
c）N-(3-アミノプロピル)-N-{4-{[(tert-ブチルオキシ)カルボニル]アミノ}ブチル}カルバミン酸tert-ブチルの製造
【化１７】
2005528453.tif 000018
工程b）で得た生成物（2.07g、6.066mmol）とNaOH（0.6g、0.015mol）を94％EtOH（30ml）に溶解した。触媒としてラネーNiを添加してから、得られた混合物を加圧下（10バール）で水素添加した。セライト越しに濾過した後、溶媒の体積を5cm3まで減らし、生成物をCHCl3（50cm3×5)で抽出した。集めた有機画分をNa2SO4で乾燥し、濾過した。溶媒を除去することによって得た淡黄色油状物を、減圧下で乾燥した（1.826g、5.29mmol、収率87.2％）。
【０１２８】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１２９】
d）1,6-ビス-(tert-ブチルオキシカルボニル)-11-p-ニトロフェニル-1,6,10-トリアザウンデカンの製造
【化１８】
2005528453.tif 000019
工程c）で得た化合物（1.64g、4.30mmol）のEt2O（30cm3）溶液に、Et2OとTHFの混合液（20cm3、1：1 v/v）に溶解した4-ニトロベンズアルデヒド（0.716g、4.30mmol）を1時間で加えた。得られた混合物を室温で24時間撹拌した後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。得られた帯赤色油状物をEtOH（30cm3）に溶解し、NaBH4（0.488g、12.9mmol）を少しずつ加えた。得られた溶液を室温で5時間撹拌した。溶媒を除去した後、生成物をH2Oで回収し、1M NaOHで塩基性にし、CH2Cl2（50cm3×5）で抽出した。集めた有機画分をNa2SO4で乾燥し、濾過することによって得た黄色油状物を、カラムクロマトグラフィー（100％EtOAc→95：5 EtOAc/MeOH）で精製した（0.550g、1.146mmol、収率26.6％）。
【０１３０】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１３１】
e）1,6-ビス-(tert-ブチルオキシカルボニル)-11-p-アミノフェニル-1,6,10-トリアザウンデカンの製造
【化１９】
2005528453.tif 000020
EtOH（20cm3）中の工程d）で得た化合物（0.183g、0.382mmol）と、触媒としてのFeO(OH)（20mg）との混合物を、N2雰囲気下で60℃に加熱した。次に、ヒドラジン水和物（19.5mg、0.60mmol）を加え、得られた混合物を室温で18時間撹拌した。セライト越しに濾過した後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去することによって得た黄色油状物を、減圧下で乾燥した（0.112g、0.248mmol、収率65.0％）。
【０１３２】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１３３】
f）1,6-ビス-(tert-ブチルオキシカルボニル)-11-(4-ブロモアセトアミドフェニル)-1,6,10-トリアザウンデカンの製造
0℃に冷却した乾燥CH3CN（15cm3）に懸濁してN2雰囲気下に保ったK2CO3（304.0mg、2.2mmol）と先の工程e）で得た生成物（100.0mg、0.22mmol）に、臭化ブロモアセチル（42.4mg、0.22mmol）の乾燥CH3CN（10cm3）溶液を1時間で加えた。3時間後に混合物を濾過し、溶媒をロータリーエバポレーターで除去することによって得た黄色油状物を、減圧下で乾燥した（99.4mg、0.174mmol、収率79.0％）。
【０１３４】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１３５】
g）[4-(1,6-ビス-(tert-ブチルオキシカルボニル)-1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸トリス-tert-ブチルエステルの製造
【化２０】
2005528453.tif 000021
80℃に加熱した乾燥CH3CN（15cm3）に懸濁してN2雰囲気下に保ったK2CO3（215.0mg、2.2mmol）とD03AtBu（103.6mg、0.174mmol）に、工程f）で得た化合物（99.4mg、0.174mmol）の乾燥CH3CN（10cm3）溶液を1時間で加えた。18時間後に混合物を濾過し、溶媒をロータリーエバポレーターで除去することによって得た褐色油状物を、減圧下で乾燥した（100.4mg、0.10mmol、収率57.4％）。
【０１３６】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１３７】
h）[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸の製造
【化２１】
2005528453.tif 000022
工程g）で得た化合物（100.4mg、0.10mmol）を混合液CH2Cl2/TFA（1：1，v/v，20cm3）に溶解し、室温で4時間撹拌したところ、帯赤色油状物が生成した。溶液をデカンテーションした後、MeOH（10cm3）を加えると、黄色固体が生成した。その固体を集め、減圧下で乾燥した（45.4mg、0.071mmol、収率71.3％）。
【０１３８】
1H-NMR、13C-NMR、IRおよびMSスペクトルは上記の構造に合致する。
【０１３９】
i）[4-(1,6,10-トリアザウンデカン)-フェニル-アミノカルボニルメチル]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-4,7,10-三酢酸のガドリニウム錯体の製造
上記工程h）のキレート配位子のガドリニウム錯体を、実施例1の工程c）で説明したものと同じ一般手順に従って製造した。
【０１４０】
代表的なMRI検出可能種（I）の内在化速度の有意な増加を、腫瘍細胞および比較用の正常健常細胞を含む種々の細胞株で評価することにより、腫瘍細胞と正常健常細胞とを識別するために本発明の化合物を使用できること、したがって本発明の化合物に基づく造影剤を腫瘍の診断に使用できることを確認した。
【０１４１】
実施した実験と得られた結果とを以下に要約する。
【０１４２】
実施例１２
ラット肝細胞とヒト肝細胞癌細胞HepG2における実施例1の化合物の取り込みの相違を以下のように解析した：
ラット肝細胞は、2mg/mlウシ血清アルブミン（BSA）、3.6mg/ml Hepes、100U/mlペニシリン、100U/μgストレプトマイシンおよび10nmol/lインスリンを添加したM199培地で培養した。HEPG2細胞は、10％ウシ胎仔血清、100U/mlペニシリンおよび100U/μgストレプトマイシンを添加したRPMI1640培地で培養した。
【０１４３】
取り込み実験は、5mlのEBSS（アールの平衡塩類溶液：CaCl2 0.266g/l、KC1 0.4g/l、NaCl 6.8g/l、グルコース 1g/l、MgS04 0.204g/l、NaH2PO4 0.144g/l、NaHCO3 2.2g/l）中で行った。
【０１４４】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1:1）中、120℃で一晩ミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１４５】
細胞をEBSS中、37℃でインキュベートし、さまざまな時点（15分、30分、1時間、2時間、6時間）で収集するという経時的解析を行った。
【０１４６】
基質濃度はどちらの細胞株でも0.8mMにした。
【０１４７】
得られた結果から、ヒト肝細胞癌細胞HepG2による実施例1の化合物の取り込み量は、肝細胞での取り込み量よりも、1時間後で3倍、2時間後では4倍多く、約2時間半後にプラトーに達することがわかる。これらの結果を図1に図示する。
【０１４８】
実施例１３
肝細胞と肝細胞癌細胞株HepG2における実施例3の化合物の取り込み量の相違
細胞は上記実施例12と同じように培養した。取り込み実験は、グルコースと試験化合物との競合を避けるために、グルコースを含まないEBSS 5ml中で行った。
【０１４９】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1:１）中、120℃でミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１５０】
基質濃度を5.1mMにして、経時的解析を行った。
【０１５１】
ヒト肝細胞癌細胞HepG2では実施例3の化合物の取り込み量が肝細胞よりも多いことを示す結果を、図2に記載する。
【０１５２】
実施例１４
種々の癌細胞株を培養し、上述した取り込み実験を実施することにより、癌細胞株パネルにおける実施例3の化合物の取り込みを、健常肝細胞と比較して評価した。
【０１５３】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1：1）中、120℃でミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１５４】
基質濃度を5.1mMにして、試験化合物の投与から2時間後に取り込み量を測定した。
【０１５５】
Gdの取り込み量はすべての癌細胞株で増加していたが、その値は細胞株に依存する。これらの結果を図3のヒストグラムに要約する。
【０１５６】
実施例１５
ラット肝細胞およびヒト肝細胞癌細胞HTCにおける実施例8の化合物の取り込み量の相違の解析
この実験は以下のように行った：
ラット肝細胞は、2mg/mlウシ血清アルブミン（BSA）、3.6mg/ml Hepes、100U/mlペニシリン、100U/μgストレプトマイシンおよび10nmol/lインスリンを添加したM199培地で培養した。HTC細胞は、10％ウシ胎仔血清、100U/mlペニシリンおよび100U/μgストレプトマイシンを添加したRPMI1640培地で培養した。
【０１５７】
取り込み実験は、5mlのEBSS（アールの平衡塩類溶液：CaCl2 0.266g/l、KC1 0.4g/l、NaCl 6.8g/l、グルコース 1g/l、MgS04 0.204g/l、NaH2PO4 0.144g/l、NaHCO3 2.2g/l）中で行った。
【０１５８】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1:1）中、120℃で一晩ミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１５９】
細胞をEBSS中、37℃でインキュベートし、さまざまな時点（1時間、3時間、6時間）で収集するという経時的解析を行った。基質濃度はどちらの細胞株でも1.3mMにした。得られた結果から、ヒト肝細胞癌細胞HTCによる実施例11の化合物の取り込み量は、肝細胞での取り込み量よりも、0.5時間後で1/3倍、2時間後には3倍以上、6時間後には4倍以上多いことがわかる。これらの結果を図4に図示する。
【０１６０】
実施例１６
種々の癌細胞株を培養し、上述した取り込み実験を実施することにより、癌細胞株パネルにおける実施例8の化合物の取り込みを、健常肝細胞および3T3細胞と比較して評価した。
【０１６１】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1：1）中、120℃でミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１６２】
基質濃度を1.6mMにして、試験化合物の投与から6時間後に取り込み量を測定した。
【０１６３】
Gdの取り込み量はすべての癌細胞株で増加していたが、その値は細胞株に依存する。これらの結果を図5のヒストグラムに要約する。
【０１６４】
実施例１７
癌細胞株を培養し、上述した取り込み実験を行うことにより、HTC細胞における実施例8の化合物の取り込みを、接種培地中のグルタミン濃度の関数として評価した。
【０１６５】
内在化されたGdモル数の決定は、37％HCl（1：1）中、120℃でミネラル化した後に、細胞質抽出物の緩和速度を20MHzで測定することによって行った。値を細胞溶解液のタンパク質1mgに対して規格化した。
【０１６６】
基質濃度を1.3mMにして、試験化合物の投与から1、2および10時間後に取り込み量を測定した。細胞は、実施例8の化合物の量を固定し、競合物質グルタミンの濃度を（0.5mMから10mMまで）増加させて、37℃で6時間インキュベートした。これらの結果を図6のヒストグラムに要約する。
【０１６７】
ある構造Iの内在化への、ある輸送体の関与を評価するための一般的目安は、選択した栄養素または疑似栄養素との競合アッセイによって引き出しうることを、思い起こす価値がある。
【０１６８】
本発明を具体的態様に関して説明したが、この説明は本発明を限定するものではない。上記の具体的態様の様々な変更態様および組合せならびに本発明の他の形態は、本明細書を読んだ当業者には明白だろう。したがって、本願特許請求の範囲は、そのような変更態様またはそのような形態をいずれも包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】ヒト肝細胞癌細胞株と肝細胞による実施例1の化合物の取り込みの相違を表す図である。
【図２】ヒト肝細胞癌細胞株と肝細胞による実施例3の化合物の取り込みの相違を表す図である。
【図３】さまざまな癌細胞株による実施例3の化合物の取り込みの相違を表す図である。
【図４】ラット肝細胞およびヒト肝細胞癌細胞HTCによる実施例8の化合物の取り込み量の相違を表す図である。
【図５】さまざまな癌細胞株による実施例8の化合物の取り込み量の相違を表す図である。
【図６】HTC細胞による実施例8の化合物の取り込み量を、培地中のグルタミン濃度の関数として表した図である。
【図１】
2005528453.tif 000023
【図２】
2005528453.tif 000024
【図３】
2005528453.tif 000025
【図４】
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【図５】
2005528453.tif 000027
【図６】
2005528453.tif 000028
【国際調査報告】
2005528453.tif 000029
2005528453.tif 000030
2005528453.tif 000031
2005528453.tif 000032