(57)【要約】  本発明は、少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１個のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子の、プローブとしての使用、とりわけインビトロ使用に関し、化合物は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、酸化鉄ナノ粒子から解離しおよび／またはそれ自身を化学的に修飾する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１個のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子の特にインビトロでのプローブとしての使用であって、
前記ナノ粒子は、少なくとも１種の核酸または少なくとも１種のアミノ酸によって前記化合物に結合せず、前記化合物は、前記酸化鉄ナノ粒子から解離しおよび／またはそれ自身を化学的に修飾し、前記化合物の前記解離および／または化学的修飾は、前記粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、その分散に導かず、前記物理化学的攪乱は、前記ナノ粒子の状態で修飾を引起す使用。
【請求項２】
前記フェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子は、磁性細菌により合成され、前記細菌に由来するいかなる炭質物も含まない請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記化合物は、弱いまたは強い結合により前記酸化鉄ナノ粒子と会合する請求項１または２に記載の使用。
【請求項４】
前記化合物は発光物質である請求項１〜３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
前記酸化鉄ナノ粒子と会合する前記発光物質の発光強度が、前記発光物質単独の発光強度と比べて、前記酸化鉄ナノ粒子によって消光される請求項４に記載の使用。
【請求項６】
前記酸化鉄ナノ粒子からの前記発光物質の前記解離および／またはこの物質の化学的修飾は、前記発光物質の発光変動に関連する請求項４または５に記載の使用。
【請求項７】
前記酸化鉄ナノ粒子と会合する前記発光物質の前記発光変動は、前記発光物質単独の発光変動と異なる請求項４〜６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項８】
前記発光物質は、発光団、発色団またはフルオロフォアである請求項４〜７のいずれか一項に記載の使用。
【請求項９】
前記発光物質は、カルボン酸、リン酸、スルホン酸、エステル、アミド、ケトン、アルコール、フェノール、チオール官能基、アミン、エーテル、スルフィド、酸無水物、アシルハライド、アミジン、ニトリル、ヒドロパーオキシド、イミン、アルデヒド、パーオキシド、および酸性、塩基性、酸化、還元、中性、または正もしくは負に帯電した、これらの官能基の誘導体からなる群から選択される少なくとも１つの化学官能基を有する請求項４〜８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
前記物理化学的攪乱が放射により前記粒子にかけられる請求項１〜９のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１１】
前記粒子にかけられる前記物理化学的攪乱は、前記粒子の周囲の変動による請求項１〜１０のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載した粒子の発光変動を検出するステップを含む発光変動を検出するインビトロ方法。
【請求項１３】
−請求項１〜１１のいずれか一項に定義した粒子であって、前記化合物が発光物質である粒子と、
−発光変動を検出するシステムと
を含む装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に定義した粒子を少なくとも１個と、場合によっては組み合わされた医薬的に許容しうる担体とを含む医薬組成物。
【請求項１５】
前記化合物が医薬化合物である請求項１４に記載の医薬組成物。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか一項に定義した粒子を少なくとも１個含む診断用組成物。
【請求項１７】
前記化合物が発光物質である請求項１６に記載の診断用組成物。
【請求項１８】
請求項１〜１１のいずれか一項に定義した粒子を少なくとも１個含む医療装置であって、前記化合物が医薬化合物である医療装置。
【請求項１９】
少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１個のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子であって、
前記化合物は、前記粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、前記酸化鉄ナノ粒子から解離しおよび／またはそれ自身を化学的に修飾し、および前記酸化鉄ナノ粒子は細菌により合成され、前記細菌由来の炭質物を含まない粒子。
【請求項２０】
少なくとも１種の発光物質と会合するフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を少なくとも１個含む粒子であって、
前記発光物質は、前記粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、前記酸化鉄ナノ粒子から解離しおよび／またはそれ自身を化学的に修飾し、前記発光物質の寸法は、前記ナノ粒子の寸法の少なくとも１００倍小さく、前記粒子は、生存生物由来のいかなる炭質物も含まない粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、少なくとも１種の医療または化粧用途用の化合物と会合する少なくとも１種のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの新しいプローブの性能は、温度のような局所的測定に依拠する。これを達成するために、通常、酸化鉄による発光の消光を回避する方法を使用して、フルオロフォアと会合する酸化鉄ナノ粒子を含む蛍光温度計が開発されている（Ｓ．Ｋ．Ｍａｎｄａｌら、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、第２１巻、４１７５頁（２００５年））。しかし、これらのナノ粒子は超常磁性であり、したがって、磁力が弱い。これらは、生理的温度または周囲温度で不安定な磁気モーメントを有する。
【０００３】
また、マグネトソームを含むナノ粒子を薬物と会合させ薬物の効力を改善する、薬物送達の新しい方法も提案されている（Ｊ−Ｂ．Ｓｕｎら、Ｃａｎｃｅｒ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第２５８巻、１０９ページ（２００７年））。しかし、この場合、薬物は制御した状態で放出することができない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｓ．Ｋ．Ｍａｎｄａｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，Ｖｏｌ．２１，Ｐ．４１７５（２００５）
【非特許文献２】Ｊ−Ｂ．Ｓｕｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃａｎｃｅｒ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２５８，Ｐ．１０９（２００７）
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、特にインビトロでの、プローブとしての粒子の使用であり、該粒子は、少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１種のフェリ磁性酸化鉄ナノ粒子を含み、前記化合物は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、酸化鉄ナノ粒子から解離されおよび／または自身を化学的に修飾する。
【０００６】
特に、本発明の目的は、特にインビトロでの、プローブとしての粒子の使用であり、該粒子は、
少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１種のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子は、好ましくは、少なくとも１種の核酸または少なくとも１種のアミノ酸によって前記化合物とは会合せず、前記化合物は、酸化鉄ナノ粒子から解離されおよび／または自身を化学的に修飾し、化合物の解離および／または化学的修飾は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、優先的に粒子の分散を起こさず、物理化学的攪乱は、ナノ粒子の状態の修飾を優先的に引き起こす。
【０００７】
本発明による粒子は、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の酸化鉄のフェリ磁性または強磁性ナノ粒子および／または少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の化合物を含みうる。
【０００８】
本発明による粒子が発光物質と会合する場合、その用途は、通常記載される発光ナノ粒子プローブとは異なる。実際、最初の使用方法は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後の、粒子と会合する発光物質の解離および／または化学的修飾による発光の変化の検出に依拠する。
【０００９】
一実施形態では、発光は、１０−１０、１０−５、１０−１、１、１０、２５、５０、７５または９０％未満までで変化する発光特性の少なくとも１つと関連し、一方、発光の変化は、１０−１０、１０−５、１０−１、１、１０、２５、５０、７５、または９０％を超える値まで変化する発光特性の少なくとも１つと関連する。ここで、この変化の比率は、時間または粒子の少なくとも２つの異なる空間位置の間の関数として測定することができる。
【００１０】
本発明による粒子が医薬化合物と会合する場合、その用途は、薬物と会合するナノ粒子とも異なる。実際、最初の使用方法は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後の、粒子からの医薬化合物の解離に依拠する。
【００１１】
粒子のインビトロ使用は、ヒトまたは動物とのいかなる接触がなくとも、またはヒトまたは動物へのいかなる生体内投与がなくても、ヒトまたは動物の外で起こるこの粒子のいかなる使用にも相当しうる。
【００１２】
本発明による粒子のインビトロ使用は、生体またはこの生体の部分へのこの粒子の投与または導入する前に、または生体またはこの生体の部分へのこの粒子の投与または導入後、生体またはこの生体の部分からのこの粒子を除去した後に起こるこの粒子のいかなる使用にも相当しうる。生体は、ヒトまたは動物生体が好ましい。この生体の部分は、生体物質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、酵素、脂質、組織、細胞、小器官、血液、または腫瘍が好ましい。
【００１３】
本発明の一実施形態では、粒子のインビトロ使用は、たとえば、診断または治療の医療処置に相当でき、粒子は、生体の部分に局在し、生体全体には影響せず、この生体のまたはこの生体の細胞の９０、５０、２５、１０、５、１、または０．１％未満に影響する。この粒子のインビトロ使用は、少なくとも１つの細胞、好ましくは、原核細胞または真核細胞、組織、器官、または正常状態で生体に存在する細胞、組織、器官、生体物質とは異なる少なくとも１つの生体物質、たとえば、癌化細胞、組織あるいは器官、または細菌またはウィルスに影響する医療処置に相当しうる。
【００１４】
一実施形態では、本発明による粒子をプローブとしての使用することにより、温度、ｐＨ、化学的環境、または放射のようなパラメーターを検出、測定することができる。したがって、ある場合は、粒子を診断ツールとして使用することができる。
【００１５】
他の実施形態では、本発明による粒子をプローブとして使用することにより、細胞条件や生理的条件のようなパラメーターを修正することができる。したがって、ある場合は、粒子を処置ツールとして使用することができる。
【００１６】
本発明による粒子は、固体、液体またはガス状、好ましくは固体状の原子または分子の集合体である。
【００１７】
本発明の一実施形態では、粒子は、液晶またはデンドリマーではなく、またこれらを含まない。
【００１８】
化合物は、発光物質および／または医薬化合物である。
【００１９】
発光物質は、光照射に曝されると光を放射できる物質である。該物質は燐光性または蛍光性でありうる。
【００２０】
医薬化合物は、特に医療装置や医療薬剤として、医療用途、特に診断あるいは処置用途に、または化粧または生物学的用途、特に研究目的に使用される化合物である。
【００２１】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦとは、フェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を言い、時には、ナノ粒子、ナノ粒子または酸化鉄ナノ粒子を言う場合もある。
【００２２】
本明細書ではＮＡＮＯＦと言う、本発明によるフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子は、以下に記載する特性の少なくとも１つを有する。（ｉ）通常結晶化しているコア。この結晶性は、少なくとも１つの結晶面、好ましくは少なくとも５つの結晶面、より好ましくは少なくとも１０の結晶面が存在することを特徴とすることができ、その組成は、酸化鉄であり、好ましくは、少なくとも部分的にマグヘマイト、マグネタイト、またはマグヘマイトおよびマグネタイトの混合物からなり、最も好ましくは、主にマグネタイトからなる組成物である。（ｉｉ）たとえば脂質およびタンパク質で構成される生物由来の、または非生物由来の被膜、時には膜とも言う。この被膜は、化合物とＮＡＮＯＦとの間のエネルギーまたは粒子の移動を可能にし、ＮＡＮＯＦを安定化することができ、ＮＡＮＯＦを生体適合性にすることができ、細胞間相互作用を促進することができ、低天然存在度の発光物質、医療的に関心のある物質のような異なる種類の物質と結合することができる。（ｉｉｉ）特に生理的温度で、通常、フェリ磁性または強磁性的な挙動。（ｉｖ）モノドメインと呼ばれる単一磁気ドメイン。（ｖ）凝集または可能性のある細胞間相互作用の促進を防ぐまたは限定する鎖配置の可能性。（ｖｉ）被膜の存在下または非存在下で測定される１ｎｍと１μｍとの間、１０ｎｍと２００ｎｍとの間、２０ｎｍと１５０ｎｍとの間の寸法。（ｖｉｉ）電荷、好ましくは表面電荷が存在する可能性。この電荷は、特にナノ粒子が負に電荷した脂質で塗布されている場合、負であってもよく、この電荷は、ｐＨ、被膜が存在するか否かの関数として変化することができ、特に正または負の場合、細胞間相互作用を促進することができる。（ｖｉｉｉ）フェリ磁性でありうる特性に導く、鉄原子のような金属原子の少なくとも１つおよび酸素原子のような他の原子の少なくとも１つ（これらの磁気モーメントは好ましくは逆平行である）。
または（ｉｘ）強磁性でありうる特性に導く、鉄原子のような金属原子の少なくとも１つおよび他の鉄原子のような他の原子の少なくとも１つ（これらの磁気モーメントは好ましくは平行である）。
【００２３】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子は、完全にフェリ磁性または完全に強磁性であるが、磁気モーメントの整列がナノ粒子の表面とコアの間で異なる場合も起こりうる。たとえば、芯は鉄を含み、表面は酸化鉄である酸化鉄のナノ粒子が考えられる。
【００２４】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子は、ナノ粒子のキュリー温度または溶融温度未満、ブロッキング温度を超える温度で、ｐＨが７、６、５、４、８、９、あるいは１０で、またはナノ粒子の異方性エネルギーがナノ粒子の熱エネルギーより高い場合、フェリ磁性または強磁性となり、これにより、ナノ粒子の磁気モーメントは熱的に安定となりうる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態では、たとえば、ナノ粒子が、特に生理的ｐＨから大きく異なるｐＨ値で、インビボで溶解した時、細胞またはリソソームに内部移行した時、ナノ粒子がその強磁性またはフェリ磁性特性を失うことが起こりうる。
【００２６】
ＮＡＮＯＦのフェリ磁性または強磁性挙動は、特に、生理的温度で熱的に安定な磁気モーメント、および保磁力、残留磁化、飽和磁化、結晶磁気異方性、交流磁場をかけることで熱を発生する能力をもたらし、これらは非ゼロであり、優先的にはより高い。したがって、ＮＡＮＯＦでは、保磁力は１、１０、１００、２００、５００、１０００、または１０，０００Ｏｅを超え、残留磁化と飽和磁化との間の比は、０．０１、０．１、０．２または０．５を超え、飽和磁化は、ＮＡＮＯＦ１グラム当たり０．１、１、１０、２０、５０、６０、８０、９０、または１００ｅｍｕを超え、比吸収率（ＳＡＲ）は、ＮＡＮＯＦ１グラム当たり０．０１、０．１、１、１０、１００、２００、５００、または１０００ワットを超えうる。保磁力、残留磁化と飽和磁化との間の比、飽和磁化は、０．１、１、１０、５０、１００、２００、４００、または８００Ｋを超える温度で測定するのが好ましい。ＳＡＲは、ＮＡＮＯＦ濃度が１ｍｌ当たり０．０１、０．１、１、５、１０、１５、２０、５０、１００、または２００ｍｇで測定するのが好ましく、０．１、１、２、５、１０、２０、５０、１００、１０００、または１００００ｍＴを超えるまたは未満の強さおよび／または１、１０あるいは１００Ｈｚ、または１、１０、１００、１０００あるいは１００００ＫＨｚを超えるまたは未満の振動数の交流磁場を提供することによって測定するのが好ましい。これらの磁気特性は、ＳＰＩＯＮと呼ばれる、医療用途に代表される用途によく利用される超常磁性酸化鉄ナノ粒子の特性より、一般的に良好である。ＳＰＩＯＮは寸法がＮＡＮＯＦより小さく、磁気モーメントは、生理的温度で、通常熱的に不安定である。また、ＮＡＮＯＦのフェリ磁性または強磁性は、以下の特性の１つをもたらす場合もある。（ｉ）発光物質のＮＡＮＯＦの磁気モーメントと双極子の磁気モーメントとの間の相互作用が、この発光物質の発光の消光をもたらし、通常、ＳＰＩＯＮより効率的である。（ｉｉ）ＮＡＮＯＦの磁気モーメントと、放射、好ましくは磁場、より好ましくは交流磁場との間のカップリングにより、発光における変化を引起こすことができるようになり、これは、優先的に、ＳＰＩＯＮの場合より重要である。（ｉｉｉ）磁場、好ましくは磁場勾配、より好ましくは交流磁場勾配の適用によってより容易に引起こされうる化合物または粒子の生体内での動き。（ｉｖ）磁場、好ましくは交流磁場をかけることにより促進される化合物または粒子の細胞間相互作用。これにより、特に化合物または粒子に関し、化合物または粒子の周囲の変化または粒子が暴露されている放射線の特性を細胞内部で測定できるようになる。
【００２７】
ＮＡＮＯＦが化合物と会合するということは、化合物がＮＡＮＯＦと会合するということと等しい。この場合、化合物は以下の特性の少なくとも１つを有する。（ｉ）ＮＡＮＯＦへ結合することができる。（ｉｉ）ＮＡＮＯＦと相互作用できる。（ｉｉｉ）特に粒子調製の間にＮＡＮＯＦと合体されうる。（ｉｖ）ＮＡＮＯＦと合体されうる。（ｖ）特に粒子の使用中にＮＡＮＯＦから外れた場合、ＮＡＮＯＦから誘導されうる。（ｖｉ）ＮＡＮＯＦの結晶化したコアに組入れまたは吸着させうる。（ｖｉｉ）ＮＡＮＯＦに組入れまたはＮＡＮＯＦを塗布する被膜に吸着させうる。（ｖｉｉｉ）ＮＡＮＯＦの周囲に存在しうる。（ｉｘ）ＮＡＮＯＦと直接、すなわち、特に化合物とＮＡＮＯＦとの間にいかなる物質も介在させず、接触しうる。または（ｘ）ＮＡＮＯＦと間接的に、すなわち、特にＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する少なくとも１つの物質、ポリマーまたは溶剤を介在させて、接触しうる。
【００２８】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する物質、ポリマーまたは溶剤は、生存生物によって合成されず、タンパク質、脂質、酵素、ＤＮＡ、ＤＮＡ鎖、ＲＮＡ、ＲＮＡ鎖、１種以上の核酸、または１種以上のアミノ酸ではなく、活性生体物質ではなく、ストレプトアビジンでもビオチンでもない。この場合、ＮＡＮＯＦは、ＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する少なくとも１種の該物質、ポリマーまたは溶剤によって化合物に結合しなくてもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦは、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０６、１０１０、１０２０、または１０４０個のアミノ酸、核酸、ＤＮＡ鎖、ＲＮＡ鎖、タンパク質、脂質、または酵素によって化合物に結合していない。
【００３０】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する物質、ポリマーまたは溶剤は、生存生物、タンパク質、脂質、ＤＮＡ、またはＲＮＡに由来する、少なくとも１個のたとえば炭素のような原子、原子の複合体であってもよく、ここで、この原子または原子の複合体は、化学的および／または熱処理によって修正されるのが好ましい。
【００３１】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する物質、ポリマーまたは溶剤は、ＮＡＮＯＦの９０、５０、２５、１０、５、１、または０．１質量％未満で存在し、このパーセントは、ＮＡＮＯＦの質量で割った物質、ポリマーまたは溶剤の質量に相当するだろう。
【００３２】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと化合物との間に位置する物質、ポリマーまたは溶剤は、粒子が物理化学的攪乱を受けた後、変性も破壊もされず、粒子が物理化学的攪乱を受けた後のＮＡＮＯＦからの化合物の解離および／または化合物の化学的修飾の原因ではない。この変性または分散は、物質、ポリマーまたは溶剤の活性の損失または減少、たとえば、タンパク質、脂質、酵素、二重鎖ＤＮＡの一重鎖ＤＮＡへの形質転換の活性の損失あるいは減少、またはアミノ酸または核酸の複合体による、少なくとも１種のアミノ酸あるいは少なくとも１種の核酸の損失と関連してもよい。
【００３３】
一実施形態では、ＮＡＮＯＦは、粒子が物理化学的攪乱を受けた後の、ＮＡＮＯＦからの化合物に解離および／または化合物の化学的修飾の原因となる。
【００３４】
本発明の一実施形態では、化合物とＮＡＮＯＦとの間の距離が１０μｍ、１μｍ、１００ｎｍ、１０ｎｍ、または１ｎｍ未満である場合、化合物はＮＡＮＯＦと直接接する。
【００３５】
ＮＡＮＯＦの周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０６、１０１０または１０４０個の物質、優先的には化合物とは異なる１種以上の物質が可能であり、これらは、粒子の中心または外表面から測定される距離が好ましくは１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍまたは１０ｎｍ未満で、粒子を取巻きまたは含む。
【００３６】
ＮＡＮＯＦの周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０６、１０１０または１０４０個の物質、優先的には化合物とは異なる１種以上の物質も可能であり、これらは、粒子の中心または外表面から測定される距離が好ましくは１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍまたは１０ｎｍを超える値で、粒子を取巻きまたは含む。
【００３７】
ＮＡＮＯＦの周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０６、１０１０または１０４０個の物質、優先的には化合物とは異なる１種以上の物質が可能であり、これらは、粒子を、粒子の中心または外表面から測定される距離が好ましくは地球の直径、または１０００ｋｍ、１ｋｍ、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍ、または１０ｎｍ未満またはこれを超える値で取巻くまたは含む。
【００３８】
本発明によれば、化合物はがＮＡＮＯＦから分離して最終的にＮＡＮＯＦの周囲になる時、ＮＡＮＯＦから解離すると言う。
【００３９】
本発明の一実施形態では、粒子は、物理化学的攪乱がかかった時、不活性化され、または不活性状態になる。
【００４０】
他の実施形態では、粒子は、物理化学的攪乱がかかった時、活性化され、または活性化状態になる。
【００４１】
本発明によるプローブは、活性化および／または不活性化状態の粒子を含んでもよい。
【００４２】
本発明によるＮＡＮＯＦおよび／または化合物および／またはマグネトソームは、修飾されてもされていなくても、活性化または不活性化状態である。
【００４３】
物理化学的攪乱は、ＭＲＩのような人工の装置を使用してかけることができ、または放射性環境のような粒子の自然の環境により自然にかけることもできる。
【００４４】
ＮＡＮＯＦからの化合物の解離は、解離定数ＫＤによって特徴付けることができ、これは、粒子が活性化した時に測定されるＮＡＮＯＦに結合する化合物の濃度を、粒子が不活性化された時に測定された同じ濃度で割った比と同じでありうる。本発明による定数ＫＤは、好ましくは、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．１、０．０５、０．０１、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、または１０−９であるうる。この定義によれば、ＫＤが小さい程、ＮＡＮＯＦからの化合物の解離は大きい。
【００４５】
化合物とＮＡＮＯＦとの間の結合または相互作用の測定は、解離定数ＫＤの値によって得ることができる。ＫＤが大きい程、化合物とＮＡＮＯＦとの間の結合強さは強い。
【００４６】
化合物の組成および／または構造が変化した時、化合物はそれ自身を化学的に修飾し、その特性のいくつか、特に発光および／または薬理特性を修正すると言われている。
【００４７】
本発明の一実施形態では、化合物の解離および／または化学的修飾により、その分散または変性は起こらず、化合物は保存される。この場合、化合物の解離および／または化学的修飾により、優先的に、その変性または全あるいは部分的破壊、少なくとも１、１０、１０２、１０５、１０１０、または１０２０個の原子の損失、少なくとも０．１、１、５、１０、２５、５０、または９０％の重さの損失、たとえば発光特性または薬理特性の損失のような、少なくとも１つの特性の損失、１、５、１０、２５、５０、９０％を超える発光強度の減少、または治療または診断活性の損失は誘引されない。物理化学的攪乱は、ＮＡＮＯＦまたは化合物の、粒子の周囲の振動に起因する攪乱が好ましい。
【００４８】
酸化鉄ＮＡＮＯＦにかけられた物理化学的攪乱により、優先的には、選択的に化合物における条件の修正を引起すことなく、ＮＡＮＯＦの条件の修正を引起すことができる。これは、ＮＡＮＯＦが、移動のような条件の修正またはＮＡＮＯＦの温度上昇を引起す物理化学的攪乱に曝された場合であろう。物理化学的攪乱は、化合物におけるより、ＮＡＮＯＦにおけるほうが、より大きな温度変化、より重要な移動、またはより重要な特性修正のような、より大きな条件の修正を引起こすだろう。条件の修正におけるこの違いを実証するために、物理化学的攪乱を、ＮＡＮＯＦにだけ、および化合物にだけかけ、この攪乱をかけた後、ＮＡＮＯＦ単独の特性の１つの変化を測定し、その変化は、化合物単独に関するこの同じ特性の変化より重要でありうる。
【００４９】
物理化学的攪乱は、化合物やＮＡＮＯＦの特性、優先的には化合物の発光や治療特性が、不可逆的に修正しない錯乱が好ましい。たとえば、化合物またはＮＡＮＯＦを変性し、化合物またはＮＡＮＯＦの融解温度または変性温度を超える温度上昇があるような攪乱は回避するのが好ましい。物理化学的攪乱は、この攪乱がかけられた後、化合物は、その特性、優先的に発光または治療物質特性を少なくとも部分的に維持しているぐらい、充分に温和であることが好ましい。
【００５０】
物理化学的攪乱は、粒子の温度の、好ましくは３００、２００、１００、５０、２０、１０、または１℃未満の温和な上昇のような、十分に温和な温和攪乱が好ましく、これにより、９０、５０、２５、１０、５、１、または０．１％未満の質量損失がもたらされうる。
【００５１】
放射は、波状または粒子放射、音波放射、電離線放射、Ｘ線放射、電磁線放射、電場、磁場、または電磁場による放射、または中性子、陽子、電子、ポジトロン、α粒子、β、γ、ニュートリノ、またはミューオンに起因する放射であってもよい。
【００５２】
粒子の周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または粒子の中心または外表面から測定した距離が好ましくは１００００ｋｍ、１０００ｋｍ、１００ｋｍ、１０ｋｍ、１ｋｍ、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍ、または１０ｎｍ未満で粒子を取巻くまたは含む、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の物質であってもよい。
【００５３】
本発明による粒子の周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または粒子の中心または外表面から測定した距離が好ましくは１００００ｋｍ、１０００ｋｍ、１００ｋｍ、１０ｋｍ、１ｋｍ、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍまたは１０ｎｍを超える値で粒子を取巻くまたは含む、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の物質であってもよい。
【００５４】
本発明による粒子の周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または粒子の中心または外表面から測定した距離が好ましくは地球の直径、１００００ｋｍ、１０００ｋｍ、１００ｋｍ、１０ｋｍ、１ｋｍ、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍ、または１０ｎｍ未満または超える値で粒子を取巻くまたは含む、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の物質であってもよい。
【００５５】
本発明による化合物の周囲は、液体、固体あるいはガス状媒体、または粒子の中心または外表面から測定した距離が好ましくは地球の直径、１００００ｋｍ、１０００ｋｍ、１００ｋｍ、１０ｋｍ、１ｋｍ、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍ、または１０ｎｍを超える値または未満で化合物を取巻くまたは含む、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１０２０、または１０４０個の物質であってもよい。
【００５６】
本発明による粒子の周囲は、粒子、化合物および／またはＮＡＮＯＦを含んでもよい。
【００５７】
本発明による粒子、化合物またはＮＡＮＯＦの周囲の物質は、原子、分子、ポリマー、化学的あるいは生体物質、優先的に化合物またはＮＡＮＯＦとは異なる物質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、脂質、酵素、またはこの周囲に含まれる核酸あるいはアミノ酸であってもよい。
【００５８】
本発明による粒子、化合物またはＮＡＮＯＦの周囲は、生物学的環境、すなわち、細胞、小器官、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、脂質、アミノ酸、または核酸のような生体物質を少なくとも１種含む環境であってもよい。
【００５９】
本発明による粒子、化合物またはＮＡＮＯＦの周囲の変動は、好ましくはｐＨ１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、または０．１未満またはこれを超えるｐＨ変動、好ましくは５００、４００、３００、２００、１００、５０、２５、１０、５、１、または０．１℃未満またはこれを超える値の温度変動、好ましくは１０００、１００、１０、５、２、１、０．１、または０．０１Ｖ未満またはこれを超える値の酸化還元電位の変動、優先的には１０２０、１０１０、１０５、１０３、１０２、１０、１０−１、１０−２、１０−３、１０−６、１０−９、または１０−２０Ｐａ・ｓ未満またはこれを超える値の粘度、優先的には動粘度の変動、この周囲の化学的組成の変動であってもよい。この周囲の化学的組成の変動は、この周囲内の少なくとも１種の物質の濃度の変動に相当してもよく、好ましくは１００、１０、１、１０−１、１０−２、１０−３、１０−６、または１０−９Ｍ未満またはこれを超える値であってもよい。
【００６０】
本明細書では、粒子が不活性化されていて、いかなる物理化学的攪乱も受けていない場合と、粒子が活性化され、攪乱を受けている場合とは、明白に区別されている。
【００６１】
本発明により粒子が機能する条件は、不活性化状態から活性化状態に、またはその逆に活性化状態から不活性化状態に切替わる条件に相当する。
【００６２】
本発明による粒子のある使用方法に関し、化合物のＮＡＮＯＦとの相互作用は、粒子が活性化されている場合より、不活性化されている場合のほうが強い。これは、特に粒子の使用がＮＡＮＯＦからの化合物の解離に関与する場合がありえる。
【００６３】
本発明による粒子の他の使用方法に関し、ＮＡＮＯＦと化合物との間の相互作用は、粒子が不活性化状態から活性化状態に切替わる時、変化しないまたは増加しうる。これは、特に、粒子の使用が化合物の化学的修飾に関与する場合にありうる。
【００６４】
図１に、ＮＡＮＯＦからの化合物の解離または化合物の化学的修飾のいずれかに関与する本発明による粒子の使用を説明する図を示す。
【００６５】
本発明の一実施形態では、フェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子（ＮＡＮＯＦ）は、磁性細菌によって合成され、細菌に由来するいかなる炭質物も含まない。
【００６６】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦは、生存生物、好ましくは細菌、より好ましくは磁性細菌により合成される。
【００６７】
本発明の実施形態によれば、ＮＡＮＯＦは、特に、マグネトスピリウム・マグネティカムＡＭＢ−１、コッカスＭＣ−１、ビブリオＭＶ−１、ＭＶ−２およびＭＶ−４、マグネトスピリウム・マグネティカムＭＳ−１、マグネトスピリウム・グリフィスワルデンスＭＳＲ−１、スピリルム、マグネトスピリウム・マグネティカムＭＧＴ−１、およびデスルホビブリオ・マグネティカムＲＳ−１からなる群から選択される磁性細菌により合成されるナノ粒子である。
【００６８】
磁性細菌により合成されたＮＡＮＯＦは、特に、Ｄ．Ａ．Ｂａｚｙｌｉｎｓｋｉら、Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、第２巻、２１７ページ（２００４）で定義されるようなマグネトソームである。
【００６９】
本発明によるＮＡＮＯＦは、化学的にまたは磁性細菌以外の生存生物によって合成することができ、修飾されているまたはされていないマグネトソームの特性と同じまたは類似する特性を少なくとも１つ有しうる。
【００７０】
本発明によるマグネトソームは、ＮＡＮＯＦの特性と同じまたは類似する特性を少なくとも１つ有しうる。
【００７１】
本発明の一実施形態では、マグネトソームは、２個と１０００個との間のマグネトソーム、２個と５００個との間のマグネトソーム、２個と２５０個との間のマグネトソーム、２個と１００個との間のマグネトソーム、２個と７５個との間のマグネトソーム、通常４個と２０個との間のマグネトソームを含む鎖の形をしていて、優先的には、生体由来（たとえば、脂質およびタンパク質）または非生物の物質による鎖の配置を保つ。
【００７２】
これらの鎖に属するマグネトソームは、通常、結晶学的方向、磁化容易軸または力線を有し、これらは、鎖伸長方向に整列する。この整列により、とりわけ、マグネトソームの磁気モーメントを安定化することができる。その結果、マグネトソーム鎖は、有意な磁気異方性を持つ。少なくともＸマグネトソームを含む数本のマグネトソーム鎖が相互作用すると、少なくともＸ＋１個のマグネトソームを含むより長いマグネトソーム鎖を形成することになる。
【００７３】
本発明によるマグネトソーム鎖の長さは、１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１００μｍ、１０μｍ、１μｍ、６００ｎｍ、３００ｎｍ未満またはそれを超える値でありうる。これらの鎖配置により、マグネトソームは、凝集せず、それ自身を結合できる安定な磁気モーメントを有し、したがって、前記プローブの発光変動を促進する。鎖配置は、マグネトソームの細胞間相互作用も促進し、これは、交流磁場をかけることによって増強される。
【００７４】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦまたはマグネトソームが鎖の形態であるか否かを判断するために、数マイクロリットルのＮＡＮＯＦ懸濁物を、通常炭素質グリッドである支持体上に置き、電子顕微鏡下で分析する。ＮＡＮＯＦは、結晶軸または方向を持つ場合、鎖で配列されると考えられ、特に、鎖伸長の方向に少なくとも１、２、５、１０、２０、３０、５０方向に整列する。そのような整列は、ＮＡＮＯＦの結晶方向と鎖の伸長方向との間の角度が９０、８０、５０、４０、２０、１０、または５°未満であることを意味する。この特性を持たないＮＡＮＯＦは、鎖の形に配置されない。
【００７５】
本発明の一実施形態では、磁性細菌は、参照により本明細書に組入れられる国際特許出願第ＷＯ２０１１／０６１２５９号に記載されるような培地で培養することができる。
【００７６】
本発明の一実施形態では、磁性細菌の培養培地は、キナ酸鉄、クエン酸鉄、塩化鉄、リンゴ酸鉄、または硫酸鉄の溶液のような鉄源を少なくとも１種含み、特に、その濃度は、０．０２μＭと２μＭとの間、０．０２μＭと２００ｍＭとの間、０．２μＭと２０ｍＭとの間、２μＭと２ｍＭとの間、または２０μＭと２００μＭとの間であり、１種以上の添加物を通常０．０１μＭと１Ｍとの間、０．０１μＭと１００ｍＭとの間、０．０１μＭと１０ｍＭとの間、０．０１μＭと１μＭとの間、０．１μＭと１００μＭとの間、または１μＭと１０μＭとの間の濃度で加える。これらの添加物は、好ましくは、遷移金属、キレート剤、発光物質、低頻度／自然存在比の物質／同位体、先に記載した数種の物質の特性を有する物質から選択する。細菌またはこれらの添加物は、潜伏期、加速期、対数期、減速期または静止期のような磁性細菌の異なる増殖期の少なくとも１つの期間に、培養培地に導入してもよくおよび／または細菌は、１０００ｂａｒ、１００ｂａｒ、１０ｂａｒ、１ｂａｒ、２００ｍｂａｒまたは２０ｍｂａｒ未満の低濃度の酸素存在下で培養することができおよび／または磁性細菌の成長培地のｐＨまたは他のパラメーターを、たとえば好ましくはある濃度のこれらの添加物を含む酸性または塩基性溶液を加えることによって、磁性細菌の成長の間、一定またはほとんど一定の値に保つ。さらに、これらの添加物および細菌成長条件は、毒性を回避できるようにする条件、前記プローブの良好な磁気および／または発光特性を与える条件、磁性細菌および／またはマグネトソームに添加物を組入れる条件、マグネトソーム鎖の寸法および／または長さの増加を発生させる条件、磁性細菌の成長を刺激する条件、マグネトソームの十分に高い生成収率、特に、培養液１リットル当たり０．１ｍｇ、１ｍｇ、１０ｍｇ、１００ｍｇ、１ｇ、１０ｇを超えるマグネトソームを達成することを可能にする条件、狭いマグネトソームの寸法分布、特に６０ｎｍ、３０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、または１ｎｍ未満を得ることを可能にする条件から選択することが好ましい。
【００７７】
本発明の一実施形態では、発光物質のマグネトソームへの会合は、磁性細菌の遺伝子操作によって得てもよい（得なくてもよい）。
【００７８】
本発明の一実施形態では、発光物質は、緑または黄色の蛍光性タンパク質のような蛍光性タンパク質、蛍光性酵素、蛍光性アミノ酸、蛍光性核酸、蛍光性ＤＮＡのＤＮＡあるいは鎖、蛍光性ＲＮＡのＲＮＡまたは鎖でないことが好ましい。
【００７９】
本発明の他の目的は、発光物質の存在下での磁性細菌の培養と、その後のこれらの細菌からのマグネトソームの抽出と、それらの生成と、それらの特徴付けとを含む粒子を製造する方法である。
【００８０】
本発明の他の目的は、発光物質の不存在下での磁性細菌の培養と、その後のこれらの細菌からのマグネトソームの抽出と、発光物質のへのマグネトソームの会合と、それらの特徴付けとを含む粒子を製造する方法である。
【００８１】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦは修飾マグネトソームである。
【００８２】
修飾マグネトソームは、有機物または炭質物を全く含まないまたは少量しか含まず、特に、脂質、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡまたは酵素からなり、特に、マグネトソームの鉱物質コアを取巻くことができるマグネトソームが好ましい。
【００８３】
本発明の一実施形態では、鉱物は、炭素を含まず、または７５％、５０％、２５％、１０％、５％、２％、１％または０．５％未満の炭素しか含まない。
【００８４】
本発明の一実施形態では、本発明の修飾マグネトソームは、１００％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、１％または０．１％未満の炭質物を含み、ここで、炭質物のこのパーセントは、修飾マグネトソームを構成する炭素質原子の数と修飾マグネトソームを構成する原子の総数との間の比と定義することができる。
【００８５】
修飾マグネトソームは、主に鉱物質コアと、可能であれば磁性細菌に由来しない被膜とから構成されるナノ結晶が好ましい。修飾マグネトソームは、鎖配置のような非修飾マグネトソームと共通する特性の少なくとも１つを有してもよい。
【００８６】
本発明による修飾マグネトソームの調製物は、発熱物質がなく、エンドトキシンまたはリポ多糖を含まず、または本質的に含まず、または少量しか含まないのが好ましい。
【００８７】
本発明の一実施形態では、修飾マグネトソームの調製物は、修飾マグネトソームまたは修飾マグネトソーム調製物１ｍＬ、１ｍｇ、１ｍｇまたは１ｃｍ３当たり、１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、１０、１、１０−１、１０−２、１０−３、１０−４または１０−５ＥＵ（エンドトキシン単位）未満である。
【００８８】
本発明の一実施形態では、粒子の最大寸法は、１ｎｍと１０μｍの間または１０ｎｍと１μｍとの間が好ましい。
【００８９】
本発明の一実施形態では、粒子の最大寸法は、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ、または５０ｎｍ未満が好ましい。
【００９０】
一実施形態では、本発明による粒子は、さらに、低い頻度または自然存在比の同位体、遷移金属、および医療的に興味のある物質からなる群から選択される物質を含む。
【００９１】
低い頻度または自然存在比の同位体を粒子と会合し、この同位体（たとえば、自然では最小限でしか存在しない鉄５４、５７または５９）を少量しか含まないまたは含まない培地での粒子の検出を容易にしてもよく、有利である。
【００９２】
遷移金属を、磁気特性を改善するため、特にその発光変動の検出を容易にするために、粒子と会合してもよく、これも有利である。
【００９３】
標的剤のような医療的に興味のある物質、手術、治療、診断、外科手術、放射線治療、温熱療法、ＭＲＩ、クロマトグラフィーで使用される物質を、粒子または化合物と会合し、特にその使用または医療効力を容易にまたは改善してもよく、これも有利である。
【００９４】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、特に粒子の効力を改善し、毒性を減らすために、コンパートメント、好ましくは小胞、最も好ましくはリポソームのような脂質小胞、巨大小胞またはナノゲルでカプセル化してもよい。
【００９５】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、粒子に属さない物質に会合、結合し、またはこれと相互作用する。これにより、この物質またはこの物質の状態の検出が可能になる。また、粒子の医療、治療、診断、磁気、発光および昇温特性の改善、または特に粒子と生体との直接接触を防ぐことにより、毒性のリスクの減少を可能にする。
【００９６】
本発明の一実施形態では、フェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子（ＮＡＮＯＦ）を化学的に合成する。
【００９７】
本発明の一実施形態では、化合物はＮＡＮＯＦと弱い結合で会合する。この状態は、本発明による粒子の使用が、ＮＡＮＯＦからの化合物の解離および／または化学的修飾に関与する時、好ましく遭遇する。
【００９８】
弱い結合は、優先に、ＮＡＮＯＦの少なくとも１つの特性、たとえば、その寸法、寸法分布、フェリ磁性または強磁性特性、組成、または結晶構造を修正しない、または非有意な方法で修正を行うような物理化学的攪乱下で粒子から化合物を解離させる結合が好ましい。
【００９９】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦの特性における有意な修正は、以下のように定義することができる。（ｉ）１００ｎｍ、１μｍまたは１０μｍを超える寸法の増加または減少。（ｉｉ）１００ｎｍ、１μｍまたは１０μｍを超える寸法分布の増加または減少。（ｉｉｉ）たとえば、特にＮＡＮＯＦのフェリ磁性または強磁性特性の損失に通じうる、単一ドメイン磁性ナノ粒子から多ドメイン磁性ナノ粒子へのＮＡＮＯＦの移行による磁気特性の修正。（ｉｖ）酸化鉄で構成されるナノ粒子から鉄または酸素のみで構成されるナノ粒子への移行のような組成における修正。または（ｖ）ナノ粒子内に少なくとも２つの結晶面が存在することを特徴としうる結晶状態のナノ粒子からナノ粒子内に結晶面がないことを特徴としうるアモルファス状態のナノ粒子への移行のような結晶構造の修正。
【０１００】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦの特性における非有意修飾は以下のように定義してもよい。（ｉ）１００ｎｍ、１μｍまたは１０μｍ未満のＮＡＮＯＦの寸法の増加または減少。（ｉｉ）１００ｎｍ、１μｍまたは１０μｍ未満のＮＡＮＯＦの寸法分布の増加または減少。（ｉｉｉ）たとえば、ＮＡＮＯＦのフェリ磁性または強磁性特性の損失に明らかに導きうる、単一磁気ドメインナノ粒子から多磁気ドメインナノ粒子へのＮＡＮＯＦ移行による磁気特性における修正の不存在。（ｉｖ）酸化鉄組成から鉄または酸素組成への移行のような組成修正の不存在。または（ｖ）ナノ粒子内に少なくとも２つの結晶面が存在することを特徴としうる結晶状態のナノ粒子からナノ粒子内に結晶面がないことを特徴としうるアモルファス状態のナノ粒子への移行の不存在のような、結晶構造の修正の不存在。
【０１０１】
本発明による弱い結合は、水素結合、ファン・デア・ワールス力、ロンドン力、デバイ力、分子間またはナノ粒子間力、または疎水性あるいは静電気的相互作用による結合が好ましい。
【０１０２】
本発明の一実施形態では、弱い結合は、化合物のＮＡＮＯＦへの吸着により会合してもよい。
【０１０３】
本発明の一実施形態では、弱い結合は、優先的に、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．１、０．０５、０．０１、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、または１０−９の解離定数、ＫＤで特徴付けてもよい。
【０１０４】
本発明の一実施形態では、化合物とＮＡＮＯＦとの間の結合は、粒子が不活性化されている時のほうが活性化されている時より強い。この特性は、粒子の使用がＮＡＮＯＦからの化合物の解離に関与する時、明白に観察することができる。
【０１０５】
本発明の一実施形態では、化合物を、共有結合、イオン結合またはＮＡＮＯＦからの化合物の解離を防ぐ結合のような、強い結合によりＮＡＮＯＦに結合させない。この特性は、粒子の使用がＮＡＮＯＦからの化合物の解離および／または化合物の化学的修飾に関与する時、優先的に観察される。
【０１０６】
本発明の一実施形態では、化合物を強い結合でＮＡＮＯＦと会合する。この状態は、粒子の使用が化合物の化学的修飾に関与する時、優先的にみられる。
【０１０７】
強い結合は、寸法、寸法分布、フェリ磁性あるいは強磁性特性、組成、または結晶構造のようなＮＡＮＯＦの少なくとも１つの特性を有意に修飾しないように、この攪乱が優先的である物理化学的攪乱下で、ＮＡＮＯＦからの化合物の解離を防ぐ結合が好ましい。
【０１０８】
一実施形態では、強い結合は、弱くない結合である。
【０１０９】
本発明による強い結合は、共有結合、金属結合、またはイオン結合である。
【０１１０】
本発明の一実施形態では、強い結合は、優先的に、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．１、０．０５、０．０１、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、または１０−９を超える値の解離定数、ＫＤで特徴付けてもよい。
【０１１１】
本発明の一実施形態では、粒子は発光化合物を含む。
【０１１２】
本発明による発光物質は、少なくとも１つの発光特性を有する。
【０１１３】
発光特性は、本明細書では、優先的に、測定しうる強度、発光波長、強度、吸収波長、発光寿命、または発光異方性として定義する。発光特性は、発光物質または粒子に起因すると考えることができる。
【０１１４】
本発明の一実施形態では、発光物質は、好ましくは粒子の操作条件下で変化する少なくとも１つの発光特性を有する。
【０１１５】
本明細書では、発光変動を少なくとも１つの発光特性の変動として定義する。これは、発光物質または粒子に起因すると考えることができ、粒子または発光物質の少なくとも１つの発光特性の増加または減少、好ましくは増加でありうる。
【０１１６】
発光特性は、放射をあて、ＮＡＮＯＦから発光物質が解離しおよび／または発光物質が化学的修飾した後、粒子またはＮＡＮＯＦの周囲が変動する間、粒子またはＮＡＮＯＦの空間位置に依存して、経時的に変化しうる。
【０１１７】
本発明の一実施形態では、発光変動は、発光の連続的な増加である。それは、優先的に、経時的に起こり、好ましくは１０−１０、１０−９、１０−８、１０−７、１０−６、１０−５、１０−４、１０−３、１０−２、１０−１、１、２、５または１秒、１、２、５、１０、３０または４５分、１、２、５、１０または１７時間、１、２、５、１０、１５、または３０日、１、２、５または１０カ月、１、２、５、１０、２５、５０または１００年を超える時間、起こる。特に発光物質のランダム相互作用に起こりうる、少なくとも１、１０、１０２、１０３、１０６、１０９、１０２０、または１０４０の発光の増加および減少が連続しないことが好ましい。
【０１１８】
本発明の一実施形態では、発光の経時的変動（ΔＬ）は、基点での勾配ΔＬ／δｔ（式中、δｔは、発光変動開始からの持続時間を示す）で特徴付けられ、これは、粒子が物理化学的攪乱を受けた後、最初の秒または分の間測定するのが好ましい。
【０１１９】
発光特性またはその変動は、粒子またはＮＡＮＯＦの周り、表面または中で、粒子またはＮＡＮＯＦの中心から測定した距離が、好ましくは１ｍ、１ｄｍ、１ｃｍ、１ｍｍ、１μｍ、１００ｎｍまたは１０ｎｍ未満の所で測定することができる。
【０１２０】
本発明の一実施形態では、発光変動は、発光変動検出が可能な領域内で、すなわち、十分な数、好ましくは１、１０、１００、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１０１０、または１０１１個を超える数の粒子、または単位体積当たりの粒子、特に、１ｍ３、１ｃｍ３、１ｍｍ３、または１μｍ３当たりの粒子を含む領域内で測定する。
【０１２１】
本発明の一実施形態では、発光物質は、経時的におよび／または粒子またはＮＡＮＯＦの位置の関数として測定可能な少なくとも１つの発光特性を有し、または少なくとも１つの特性の経時的におよび／または粒子またはＮＡＮＯＦの位置の関数として測定可能な変動を受ける。
【０１２２】
本発明の他の実施形態では、ある種のパラメーター、たとえば、測定時間、発光物質およびＮＡＮＯＦの寸法および質量、発光物質とＮＡＮＯＦとの間の結合の種類、または粘度のような粒子の周囲の特性を最適化し、発光物質の発光変動の測定を可能にする。
【０１２３】
本発明の一実施形態では、発光物質は、以下の特性の少なくとも１つを有する。（ｉ）小さな寸法または低い質量、好ましくはＮＡＮＯＦの１／１０、１／１００、または１／１０００であり、これは、特に、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／または粒子の周囲での拡散を可能にすることができる。（ｉｉ）負の電荷、好ましくは−１、−１０、−２０あるいは−５０ｍＶ未満の負の電荷、正の電荷、１、１０、２０あるいは５０ｍＶを超える値の正の電荷、中性電荷、またはＮＡＮＯＦの電荷と反対の電荷。これは、特に、発光物質とＮＡＮＯＦとの間の結合を助長するだろう。（ｉｉｉ）粒子の操作条件下でＮＡＮＯＦからの解離を可能にする発光物質とＮＡＮＯＦとの間の結合。（ｉｖ）少なくとも２つの結晶面の存在により明らかにされる結晶度。または（ｖ）生物培地が少量吸収する波長での非ゼロ吸収、または２０ｎｍと２μｍとの間、あるいは６００ｎｍと１２００ｎｍとの間の非ゼロ吸収。
【０１２４】
本発明の一実施形態では、好ましい発光物質は、粒子が非活性化された時、発光強度の最も強い消光および／または最も短い発光寿命を達成するものである。
【０１２５】
本発明の一実施形態では、好ましい発光物質は、粒子が不活性化または活性化された時、ＮＡＮＯＦにより最も重要なエネルギーまたは粒子移動を可能にするものである。
【０１２６】
本発明の一実施形態では、好ましい発光物質は、発光変動を引起すことができるようにするものであり、（ｉ）粒子が不活性状態から活性化状態に切替わる時、できるだけ大きくおよび／または測定可能になる、または（ｉｉ）粒子が、低強度、低エネルギー放射および／または低振幅の粒子の周囲の変動、たとえば、１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、１０、５、１、０．５あるいは０．１℃未満の温度変動、または１００、５０、２０、１４、１０、８、６、４、２、１、０．５、０．１、または０．０１ｐＨ単位未満のｐＨ変動に曝された時、測定可能になるものである。
【０１２７】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子と会合する発光物質の少なくとも１つの発光特性は、発光物質単独の特性とは異なる。この違いは、粒子が不活性化または活性化される時、優先的には不活性化される時のほうが、粒子が不活性化状態から活性化状態にまたは活性化状態から不活性化状態に切替わる時より、簡単に観察可能で測定可能である。
【０１２８】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子と会合する発光物質の発光強度は、発光物質単独の発光強度と比べて、酸化鉄ナノ粒子によって消光される。この消光は、粒子が不活性化された時、好ましく観察され、測定可能である。
【０１２９】
本発明の一実施形態では、発光物質の発光強度の消光は、ＮＡＮＯＦに結合する発光物質の発光強度ＩＬと、ＮＡＮＯＦに結合しない、発光物質単独の発光強度ＩＮＬとの間の比ＩＬ／ＩＮＬを測定することにより判断する。この比、特にＩＬは、粒子が不活性化の時測定するのが好ましい。
【０１３０】
本発明の一実施形態では、特に発光の励起および検出のパラメーターならびに測定の間使用する発光物質の濃度に関して同じ条件下で、ＩＬおよびＩＮＬを測定する。
【０１３１】
本発明の一実施形態では、ＩＬ／ＩＮＬが１未満、優先的に、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、または１０−９未満の時、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の発光強度は消光する。
【０１３２】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子と会合する発光物質の発光寿命は、酸化鉄ナノ粒子によって、発光物質単独の発光寿命と比べて、修正され、抑えられ、または延ばされ、好ましくは延ばされる。発光寿命が酸化鉄ナノ粒子によって延ばされた場合、それは、寿命を縮めるフェルスター移動の場合に通常遭遇する状況と異なり、まれな状況である。
【０１３３】
本発明の一実施形態では、発光物質の発光寿命の変動は、ＮＡＮＯＦに結合する発光物質の発光寿命ＴＡと、ＮＡＮＯＦに結合しない発光物質単独の発光寿命ＴＬとの間の比ＴＡ／ＴＬを測定することによって判断する。
【０１３４】
本発明の一実施形態では、特に発光の励起および検出のパラメーターならびに測定の間使用する発光物質の濃度が同じ条件下で、ＴＡおよびＴＬを測定する。
【０１３５】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦに結合する発光物質の発光寿命は、ＴＡ／ＴＬが１未満、優先的に０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、または１０−９未満の時、特にＮＡＮＯＦの存在によって減少する。
【０１３６】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦに結合する発光物質の発光寿命は、ＴＡ／ＴＬが１を超える、優先的に２、４、８、１０、２５、５０、１００、１０００、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、または１０９を超える時、特にＮＡＮＯＦの存在によって増加する。
【０１３７】
本発明の一実施形態では、発光物質単独と比べて、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の少なくとも１つの発光特性の変動は、発光物質が以下の特性の少なくとも１つを有する場合に起こる。ｉ）エネルギーまたは粒子のＮＡＮＯＦへの移動またはＮＡＮＯＦからの受取り。このエネルギーまたは粒子交換は、フェルスターまたはデクスター移動である可能性がある。（ｉｉ）好ましくは１ｃｍ、１μｍ、５００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、２５ｎｍ、１０ｎｍあるいは５ｎｍ未満のＮＡＮＯＦから発光物質が離れている距離、または好ましくはフェルスター距離の１００倍、１００倍、５０倍、２０倍、１０倍、２倍あるいは１倍の離れている距離、ここで、フェルスター距離は、０．１ｎｍと５０ｎｍとの間、０．５ｎｍと２０ｎｍとの間、または１ｎｍと１０ｎｍとの間が好ましい。（ｉｉｉ）フェルスター移動を記載するために使用する用語におけるドナーまたはアクセプターの特徴。（ｉｖ）ＮＡＮＯＦが光を吸収する波長で光を放射する能力。（ｖ）発光物質が単独の時に測定される寿命または発光強度。測定可能な寿命または発光強度の変動に関し、ＮＡＮＯＦに結合する発光物質とは充分に異なる。または（ｖｉ）０．５ｎｓ、１ｎｓ、５ｎｓ、１０ｎｓ、１００ｎｓ、１μｓ、１０μｓ、１００μｓ、または１ｍｓを超える値の発光物質単独の寿命。
【０１３８】
本発明の一実施形態では、発光物質単独と比べて、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の少なくとも１つの発光特性の変動は、ＮＡＮＯＦが以下の特性の少なくとも１つ有する時起こる。（ｉ）発光物質の発光波長、より好ましく有意な１０ｎｍと５０００ｎｍとの間、２０ｎｍと２０００ｎｍとの間、または１００ｎｍと１５００ｎｍとの間の発光波長での、非ゼロ、優先的に有意な吸収、吸収係数、吸収指数、または消散係数。（ｉｉ）発光物質の発光波長で吸収する、そのコアおよび／または被膜に含まれる材料。（ｉｉｉ）ＳＰＩＯＮの寸法より、０．１ｎｍ、１ｎｍを超える、好ましくは１０ｎｍを超える、より好ましくは２０ｎｍを超える大きな寸法。これにより、特に、ＮＡＮＯＦの寸法に伴って増えることができる（可能性がある）その吸収、吸収係数、吸収指数、または消散係数が増加を可能になる。（ｉｖ）フェリ磁性または強磁性特性。これも、ＮＡＮＯＦの吸収、吸収係数、吸収指数または消散係数を増加しおよび／またはＮＡＮＯＦの双極子および／または磁気モーメントと発光物質の双極子および／または磁気モーメントとの間のカップリングを促進しうる。または（ｖ）良好な結晶度。これにより、特に、ＮＡＮＯＦと発光物質との間のエネルギー、粒子、優先的に、電子の移動が可能になりうる。
【０１３９】
本発明の一実施形態では、発光物質単独と比べて、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の発光寿命の発光強度および／または変動の消光は、発光物質の発光強度およびＮＡＮＯＦのモル消散係数、それに加えてそれらに関連する回復機能が非ゼロ、好ましくは最大である時に起こる。
【０１４０】
本発明の一実施形態では、発光物質単独と比べて、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の発光寿命の発光強度および／または変動の消光は、ＮＡＮＯＦ中またはその表面に酸素または鉄原子の存在に依存する。
【０１４１】
本発明の一実施形態では、発光物質単独と比べて、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の発光寿命の発光強度および／または変動の消光は、粒子が活性化または不活性化される時観察される。一方、粒子が不活性化される時が活性化される時より明白でありうる。
【０１４２】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子からの発光物質の解離および／またはこの物質の化学的修飾は、発光物質の発光変動に関連する。これは、粒子が不活性化状態から活性化状態に切替わる時優先的に起こる。
【０１４３】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離により発光強度の消光が抑制または減少され、発光強度の増加となる。
【０１４４】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子からの発光物質の解離および／または発光物質の化学的修飾は、発光物質の発光変動を起こし、これは、（ｉ）発光物質とＮＡＮＯＦとの間のエネルギーまたは粒子の移動の修正（開始、増加、停止、または減少）、（ｉｉ）発光物質およびＮＡＮＯＦを分離する距離の修正、または（ｉｉｉ）発光物質の化学的組成または構造の修正に起因する。
【０１４５】
本発明の一実施形態では、発光変動を起こすＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／または発光物質の化学的修飾は、（ｉ）ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／またはその化学的修飾に関与し、次いで、粒子が不活性化した時得られる粒子の初期状態に戻ることにより可逆的である。（ｉｉ）不可逆的であり、発光物質がその初期状態へ戻ることなく、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／またはその化学的修飾に関与する。（ｉｉｉ）完全であり、全発光物質に関与する。（ｉｖ）部分的であり、発光物質の一部、化学基、原子に関与する。（ｖ）発光物質またはＮＡＮＯＦの移動、翻訳、振幅、または振動に関与する。（ｖｉ）電磁場、発光物質およびＮＡＮＯＦのカップリングに関与する。（ｖｉｉ）粒子の周囲の変動に起因する。または（ｖｉｉｉ）その後、発光物質またはその一部が粒子周囲へ拡散する。
【０１４６】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／またはこの物質の化学的修飾は、局所的発光変動に関連し、これは、発光物質が、ＮＡＮＯＦの中心から測定した距離が、好ましくはＮＡＮＯＦの寸法の１００倍、１０倍、または１倍未満で拡散する時起こる。この発光における局所的変動は、通常、１００、１０、または１分未満の測定時間で測定する。
【０１４７】
本発明の一実施形態では、発光物質の解離および／またはこの物質の化学的修飾、たとえば、解離および／または拡散発光物質の数、その速度、または拡散および／または解離時間に関連する少なくとも１つのパラメーターを測定することができる。つまり、ΔＬ、ΔＬ／δｔおよびこれらのパラメーターの少なくとも１つの間の関係を構築することが可能である。
【０１４８】
本発明の一実施形態では、粒子の周囲の変動は、発光物質の発光変動に関連する。これは、粒子が不活性化状態から活性化状態に切替わる時に、優先的に起こる。
【０１４９】
本発明の一実施形態では、粒子の周囲の変動および／またはこの変動の基点での勾配は、粒子の使用の前、後、または使用中、好ましくは使用中に測定することができる。つまり、ΔＬ、ΔＬ／δｔ、およびこの周囲の変動、たとえば、ｐＨ、温度、酸化還元電位、この周囲の化学的組成の変動の間の関係性を構築することが可能である。
【０１５０】
本発明の一実施形態では、本発明により粒子が曝される放射の変動、たとえば、強さ、エネルギー、振動数、磁場（交流でもそうでなくても）のような電磁気放射、または電離放射の変動は、発光物質の発光変動に関連する。これは、粒子が不活性化状態から活性化状態に切替わる時、優先的に起こる。
【０１５１】
本発明の一実施形態では、本発明により粒子が曝される放射の変動および／またはこの変動の基点での勾配は、粒子の使用の前、後、または使用中、好ましくは使用中に測定することができる。つまり、ΔＬ、ΔＬ／δｔ、およびこの放射の変動の間の関係性を構築することが可能である。
【０１５２】
本発明の一実施形態では、本発明によるプローブの発光変動は、前記プローブが相互作用する時、たとえば、合成または非合成物質と接触または衝突する時に起こる。これは、とりわけ、前記プローブが細胞内に、特に、放射、好ましくは電離放射または磁場をかけることにより、内部移行する間に起こりうる。
【０１５３】
本発明の一実施形態では、酸化鉄ナノ粒子と会合する発光物質の発光変動は、発光物質単独のものと異なる。
【０１５４】
本発明の一実施形態では、発光物質は、少なくとも１つの発光特性を有し、またはその特性の少なくとも１つの変動を受け、これは、発光物質単独、すなわち、本発明による粒子と結合していないまたは会合していない発光物質のものとは異なる。
【０１５５】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子にかけられる物理化学的攪乱は、発光物質の少なくとも１つの発光特性の変動を引起こし、これは、発光物質単独へのこの同じ攪乱によって引起こされるものとは異なる。たとえば、粒子周囲の温度または交流磁場の粒子への適用における増加は、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質の発光変動（増加または減少）を引起す、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／または発光物質の化学的修飾を引起すかもしれず、ここで、先の変動は、同じ温度上昇または同じ交流磁場に曝された、ＮＡＮＯＦに結合していない発光物質単独の発光変動とは異なる。
【０１５６】
本発明の一実施形態では、粒子と会合する発光物質は、発光団、発色団、またはフルオロフォアである。
【０１５７】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱は、発光物質がＮＡＮＯＦと会合する場合が、発光物質がＮＡＮＯＦと会合せず、単独で存在する場合より１０、１０２、１０３、１０６、１０１０、または１０２０倍を超えるまたは未満の発光増加または減少を引起す。
【０１５８】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質にかけられる物理化学的攪乱は、発光の増加を引起こし、一方、これと同じ攪乱を、ＮＡＮＯＦと会合せず、発光物質単独にかけた場合、発光の減少を引起こす。
【０１５９】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質にかけられる物理化学的攪乱は、発光の減少を引起こし、一方、これと同じ攪乱を、ＮＡＮＯＦと会合せず、発光物質単独にかけた場合、発光の増加を引起こす。
【０１６０】
本発明の一実施形態では、ＮＡＮＯＦと会合する発光物質にかけられる物理化学的攪乱は、好ましくは少なくとも１０−１０、１０−５、１０−１、１、１０、２５、５０、７０、または９０％の発光変動を引起こし、一方、これと同じ攪乱を、ＮＡＮＯＦと会合せず、発光物質単独にかけた場合、発光変動を引起さず、優先的に、１０−１０、１０−５、１０−１、１、１０、２５、５０、７０、または９０％未満の発光変動である。この場合、発光変動のパーセントは、攪乱をかける前と後に測定した発光の比であると定義できる。
【０１６１】
本発明の一実施形態では、発光物質は、少なくとも１種の発光化学原子または基、発光分子、発光材料、または発光モノマーまたはポリマーを含む。
【０１６２】
本発明の一実施形態では、発光物質は、以下の物質からなる群から選択される少なくとも１種の物質を含み、または構成される。
発光ＡＤＮ、発光ＡＲＮ、Ａｌｅｘａ  ｆｌｕｏｒ、Ａｌｅｘａ  ｆｌｕｏｒ３５０、４０５、４３０、４８８、５００、５１４、５３２、５４６、５４８、５５５、５６８、５９４、６１０、６３３、６４７、６６０、６６９、６８０、７００、７５０および７９０、ＡＴＴＯ、ＡＴＴＯ５９０、５９４、６１０、６１１ｘ、６２０、６３３、６３５、６３７、６４７、６４７Ｎ、６５５、６５５、６６５、６８０、７００、７２５、７４０、アロフィコシアニン（ＡＰＣ）、共役ＡＰＣ、Ｃｙ、ＡＰＣ−Ｃｙ７、アミノクマリン、アロフィコシアニン（ＡＰＣ）、ＡＰＣ−Ｃｙ７、オレンジアクリジン、７−ＡＡＤ、アズライト、ＡｍＣｙａｎ１、ＡｃＧＦＰ１、アザミグリーン、ＡｓＲｅｄ２、アミノクマリン、アロフィコシアニン、エチジウムブロマイドボロン−ジピロメテンＢＯＤＩＰＹ、ＢＯＤＩＰＹ  ＴＭＲ、ＢＯＤＩＰＹ５８１／５９１、ＢＯＤＩＰＹ  ＴＲ、ＢＯＤＩＰＹ−ＦＬ、ＢＯＤＩＰＹ６３０／６５０および６５０／６６５、臭化エチジウム、発光細胞、カルセイン、クマリン、シアニンＣｙ、Ｃｙ２、Ｃｙ３、Ｃｙ３Ｂ、Ｃｙ３．５、Ｃｙ５、Ｃｙ５．５またはＣｙ７、Ｃｙ３．５、有機染料、ブルークロマイシンウォーターホールＡ３、セルリアン、ＣｙＰｅｔ、“ＤｙＬｉｇｈｔ  Ｆｌｕｏｒ”、ＤｙＬｉｇｈｔ３５０、４０５、４８８、５４９、５５０、５９４、６３３、６４９、６５０、６８０、７５０、７５５または８００、ＤＲＡＱ５、ＤＡＰＩ、ＤＣＦＨ、ＤＨＲ、ｄＫｅｉｍａ−Ｒｅｄ、ドロンパグリーン、ＤｓＲｅｄモノマー、ＤｓＲｅｄ２（“ＲＦＰ”）、発光酵素、ＥＢＦＰ、ＥＢＦＰ２、ＥＣＦＰ、Ｅｍｅｒａｌｄ、ＥＹＦＰ、Ｅ２−Ｃｒｉｍｓｏｎ、フルオレセイン、ＦｌｕｏＰｒｏｂｅ、ＦｌｕｏＰｒｏｂｅ５９４、６４７Ｈ、６８２、７５２、７８２、ＦｌｕｏｒＸ、ＦＡＭ、フルオレセインＦＩＴＣ、ＧＦＰｕｖ、ヒドロキシクマリン、ヘキスト３３３４２または３３２５８、ＨｃＲｅｄ１、ＨｙＰｅｒ、ヒドロキシクマリン、Ｈｅｘ、挿入発光ＤＮＡ、ヨウ化プロピジウム、Ｉｎｄｏ−１Ｆｌｕｏ−３、Ｊ−Ｒｅｄ、クサビラオレンジ、Ｋａｔｕｓｈｋａ（ＴｕｒｂｏＦＰ６３５）、ルシフェラーゼ、発光脂質、３価ランタニドＬｎ３＋、イエロールシファー、リサミンローダミンＢ  ＬＤＳ７５１、ランタニド（ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム）、ｍｅｇａｓｔｏｋｅｓ、メトキシクマリン、ミトラマイシン、細胞機能のマーカー、ｍＣＦＰ、ｍＫｅｉｍａ−Ｒｅｄ、ｍＴＦＰ１（Ｔｅａｌ）、ミドリイシシアン、ｍＣｉｔｒｉｎｅ、ｍＢａｎａｎａ、ｍＯｒａｎｇｅ、ｍＯｒａｎｇｅ２、ｍＫＯ、ｍＳｔｒａｗｂｅｒｒｙ、ｍＲＦＰ１、ｍＣｈｅｒｒｙ、ｍＫａｔｅ２、ｍＫａｔｅ（ＴａｇＦＰ６３５）、ｍＰｌｕｍ、ｍＲａｓｐｂｅｒｒｙ、ｍＮｅｐｔｕｎｅ、モノクロロビマン、メトキシクマリン、ｓ半導体ナノ結晶、ＮＢＤ  Ｒ−フィコエリトリン（ＰＥ）、発光タンパク質、緑、赤、黄色蛍光性タンパク質、Ｐ３、パシフィックブルー、パシフィックオレンジ、ＰＥ−Ｃｙ５、Ｐ���−Ｃｙ７、ＰｅｒＣＰ、ＰｈｉＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ−ｍ、ｒｅｄ６１３、ｒ−フィコエリトリン（ＰＥ）、ローダミンｒｅｄ−ｘ、ｒｏｘ、ｒｅｄ６１３、ローダミン、ローダミンＢ、ＳＮＡＲＦ、ＳＹＴＯＸ、ＳＹＴＯＸ  Ｂｌｕｅ、ＳＹＴＯＸ  Ｇｒｅｅｎ、ＳＹＴＯＸ  Ｏｒａｎｇｅ、Ｓ６５Ａ、Ｓ６５Ｃ、Ｓ６５Ｌ、Ｓ６５Ｔ、“Ｂｉｏｔｉｎ  Ｔａｇ”、“Ｆｌｕｏｒｏ  Ｔａｇ”、“Ｉｍｍｕｎｏ  Ｐｒｏｂｅ”または“Ｍｉｘ−ｎ−Ｓｔａｉｎ”のような抗体標識キットに含まれる発光物質、発光組織、Ｔｅｘａｓ  Ｒｅｄ、ＴＯＴＯ−３、ＴＯ−ＰＲＯ−３、ＴｒｕＲｅｄ、ＴＲＩＴＣ  Ｘ−Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ＴＯＴＯ−１、ＴＯ−ＰＲＯ−１、ＴＯ−ＰＲＯ：シアニン：モノマー、チアゾールオレンジ、ＴＯＴＯ−３、ＴＯ−ＰＲＯ−３、Ｔ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ、ＴａｇＢＦＰ、ＴａｇＣＦＰ、ＴｕｒｂｏＧＦＰ、ＴａｇＧＦＰ、ＴａｇＧＦＰ２、Ｔｏｐａｚ、ＴｕｒｂｏＹＦＰ、ＴｕｒｂｏＲＦＰ、ｔｄＴｏｍａｔｏ  ＤｓＲｅｄ−Ｅｘｐｒｅｓｓ２、ＴａｇＲＦＰ、ＴｕｒｂｏＦＰ６０２、ＴｕｒｂｏＦＰ６３５、ＴＲＩＴＣ、Ｔａｍａｒａ、Ｔｅｘａｓ  Ｒｅｄ、ＴｒｕＲｅｄ、Ｖｅｎｕｓ、ＹＯＹＯ−１Ｙ６６Ｈ、Ｙ６６Ｆ、Ｙ６６Ｗ、ＹＰｅｔ、ＺｓＧｒｅｅｎ１、ＺｓＹｅｌｌｏｗ１、および先に記載した発光物質と共通する原子、分子、発光化学基の少なくとも１つを有する物質。
【０１６３】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、発光物質と会合し、発光物質は、カルボン酸、リン酸、スルホン酸、エステル、アミド、ケトン、アルコール、フェノール、チオール官能基、アミン、エーテル、スルフィド、酸無水物、アシルハライド、アミジン、ニトリル、ヒドロパーオキシド、イミン、アルデヒド、パーオキシド、および酸性、塩基性、酸化、還元、中性または正もしくは負に帯電した、これらの官能基の誘導体からなる群から選択される少なくとも１つの化学官能基を有する。
【０１６４】
本発明の一実施形態では、発光物質は、カルボン酸官能基のような、酸化鉄ナノ粒子と弱くまたは強く結合させる少なくとも１つの化学官能基を有する。
【０１６５】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、医薬化合物と会合する。
【０１６６】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、医薬化合物と会合し、医薬化合物は、カルボン酸、リン酸エステル、スルホン酸エステル、アミド、ケトン、アルコール、フェノール、チオール、アミン、エーテル、スルフィド、酸無水物、アシルハライド、アミジン、ニトリル、ヒドロパーオキシド、イミン、アルデヒド、パーオキシド、および酸性、塩基性、酸化、還元、中性、または正もしくは負に電荷した、これらの官能基の誘導体からなる群から選択される少なくとも１つの化学官能基を有する。
【０１６７】
本発明の一実施形態では、医薬化合物は、カルボン酸官能基のような、酸化鉄ナノ粒子と弱くまたは強く結合させる少なくとも１つの化学官能基を有する。
【０１６８】
本発明の一実施形態では、医薬化合物は、治療物質、診断薬、造影剤、抗癌剤、抗菌剤、抗炎症剤、ワクチン、麻酔剤、鎮痛剤、抗生剤、抗うつ剤、抗利尿剤、抗ヒスタミン剤、抗高血圧剤、解熱剤、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、鎮咳剤、抗不安剤、気管支拡張剤、利尿剤、緩下剤、向神経剤、鎮製剤、または血管収縮剤である。
【０１６９】
本発明の一実施形態では、医薬化合物は、活性成分と、場合によっては賦形剤とを含む。
【０１７０】
本発明の一実施形態では、医薬化合物が粒子と会合する場合、単独の場合より高い効力および／またはより低い毒性を有する。これは、医薬化合物は粒子から解離することができ、制御された方法で、たとえば、医薬化合物が生体または腫瘍あるいは腫瘍細胞のような生体の所望の部分に達した時に活性化することができるという事実による可能性がある。
【０１７１】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱により、医薬化合物の酸化鉄ナノ粒子からの解離が起こる。
【０１７２】
一実施形態では、医薬化合物のナノ粒子からの解離は、物理化学的攪乱の適用により制御する。これにより、特に、効力の改善および／または治療処置または診断での毒性の減少が可能になる。
【０１７３】
発明の一実施形態では、物理化学的攪乱は、放射、好ましくは電離放射または磁場、より好ましくは交流磁場により粒子に掛ける。
【０１７４】
本発明の一実施形態では、放射は、本明細書で定義するように、ＮＡＮＯＦを有意に修飾するように行う。
【０１７５】
本発明の他の実施形態では、放射は、好ましくは０．０１ｍＴと１００Ｔとの間、０．１ｍＴと１０Ｔとの間、または１ｍＴと１Ｔとの間の強さの連続磁場である。
【０１７６】
本発明の一実施形態では、放射は、好ましくは０．０１ｍＴと１００Ｔとの間、０．１ｍＴと１０Ｔとの間、または１ｍＴと１Ｔとの間の強さ、および優先的に、０．００１Ｈｚと１０００ＭＨｚとの間、０．０１Ｈｚと１００ＭＨｚとの間、０．１Ｈｚと１０ＭＨｚとの間、１Ｈｚと１ＭＨｚとの間、１０Ｈｚと５００ｋＨｚとの間、１００Ｈｚと５００ｋＨｚとの間、１ｋＨｚと２５０ｋＨｚとの間、または１０ｋＨｚと２００ｋＨｚとの間の振動数を加えた、交流磁場である。
【０１７７】
本発明の一実施形態では、放射は、１０−１５、１０−１４、１０−１３、１０−１２、１０−１１、１０−１０、１０−９、１０−８、１０−７、１０−６、１０−５、１０−４、１０−３、１０−２、１０−１、１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、または１０１５グレイ（Ｇｙ）を超える値のエネルギーの電離放射である。
【０１７８】
本発明の一実施形態では、放射は、１０−１５、１０−１４、１０−１３、１０−１２、１０−１１、１０−１０、１０−９、１０−８、１０−７、１０−６、１０−５、１０−４、１０−３、１０−２、１０−１、１、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、または１０１５グレイ（Ｇｙ）未満のエネルギーの電離放射である。
【０１７９】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子にかけられる物理化学的攪乱は、粒子の周囲の変動に起因し、または関連する。
【０１８０】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、その周囲またはその周囲を構成する少なくとも１種の物質の１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．５、０．２、０．１、０．０１、０．００５、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ｐＨ単位未満のｐＨ変動である。
【０１８１】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、その周囲またはその周囲を構成する少なくとも１種の物質の１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．５、０．２、０．１、０．０１、０．００５、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ｐＨ単位を超える値のｐＨ変動である。
【０１８２】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、この周囲またはこの周囲を構成する少なくとも１種の物質の１０１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、５００、２５０、１５０、１００、５０、４０、２０、３０、１０、５、１、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３℃未満の温度変動である。
【０１８３】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、この周囲またはこの周囲を構成する少なくとも１種の物質の１０１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、５００、２５０、１５０、１００、５０、４０、２０、３０、１０、５、１、０，１、０，０１、０，００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３℃を超える値の温度変動である。
【０１８４】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、この周囲またはこの周囲を構成する少なくとも１種の物質の１０３、５００、１００、１０、５、４、３、２、１、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ボルト未満の標準電位の変動である。
【０１８５】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、この周囲またはこの周囲を構成する少なくとも１種の物質の１０３、５００、１００、１０、５、４、３、２、１、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ボルト未満の標準電位の変動である。
【０１８６】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、１０１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、５００、２５０、１５０、１００、５０、４０、２０、３０、１０、５、１、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３モル／リットル、マイクロモル／リットル、ナノモル／リットル、モル／ミリリットル、マイクロモル／ミリリットル、ナノモル／ミリリットル、モル／立法メートル、モル／立法デシメートル、モル／立法センチメートル、またはモル／立法ミリメートルを超える値のこの周囲の少なくとも１種の物質の濃度の変動である。
【０１８７】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、１０１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、５００、２５０、１５０、１００、５０、４０、２０、３０、１０、５、１、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３モル／リットル、マイクロモル／リットル、ナノモル／リットル、モル／ミリリットル、マイクロモル／ミリリットル、ナノモル／ミリリットル、モル／立法メートル、モル／立法デシメートル、モル／立法センチメートル、またはモル／立法ミリメートル未満のこの周囲の少なくとも１種の物質の化学組成における変動である。
【０１８８】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、少なくとも１、２、３、４、５、１０、２５、５０、１００、５００、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、または１０１０個の物質の修正であり、該物質は、この修正は、物質の化学または構造修飾および／またはその周囲からの出現または消滅である可能性のあるこの周囲に存在する。
【０１８９】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱または本発明による粒子の周囲の変動は、２、３、４、５、１０、２５、５０、１００、５００、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、または１０１０個未満の物質の変動であり、化学組成の変動であり、該物質は、この変動は、物質の化学修飾または構造修正および／またはその周囲における出現または消滅である可能性のあるこの周囲に存在する。
【０１９０】
本発明の一実施形態では、粒子にかけられる物理化学的攪乱は、（ｉ）１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．５、０．２、０．１、０．０１、０．００５、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ｐＨ単位を超えるあるいは未満の粒子のｐＨの増加あるいは減少、（ｉｉ）１０１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、５００、２５０、１５０、１００、５０、４０、２０、３０、１０、５、１、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３℃を超えるあるいは未満の粒子の温度上昇または下降、（ｉｉｉ）１０３、５００、１００、１０、５、４、３、２、１、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０１、０．００１、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−９、１０−１０、１０−１１、１０−１２、または１０−１３ボルトを超えるあるいは未満の粒子の電荷の上昇あるいは減少、または（ｉｖ）１０１００、１０５０、１０２０、１０１０、１０３、１０、５、あるいは１個を超えるあるいは未満の原子の粒子を構成する原子の数の増加あるいは減少のいずれかで定義されうる粒子の状態の修正を引起す。
【０１９１】
また、本発明は、本発明による粒子の発光変動を検出するステップを含む、発光変動のインビトロ検出方法に関する。
【０１９２】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の一実施形態では、発光変動を、１時間、１分、または１秒未満の時間間隔の間に測定する。
【０１９３】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の他の実施例では、発光変動を、粒子の周り、好ましくは粒子の中心から測定した距離が１ｃｍ３、１ｍｍ３、または０．１ｍｍ３未満で、局所的に測定する。
【０１９４】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の他の実施例では、発光変動は、発光物質の発光の連続的な増加、好ましくは少なくとも１秒、１分または１時間の連続的な増加である。
【０１９５】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の他の実施例では、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離が検出される。
【０１９６】
本発明の他の実施形態では、本発明による発光変動を検出する方法は、少なくとも１つの生理的パラメーター、好ましくは酸化鉄ナノ粒子の温度、ｐＨ、周囲を測定するために適用される。
【０１９７】
他の実施形態では、本発明による発光変動を検出する方法は、先に定義したように、放射を検出するために適用される。
【０１９８】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の他の実施例では、本発明による粒子の発光強度は、先に定義したように、放射をあてることにより増加する。
【０１９９】
本発明による発光変動のインビトロ検出方法の他の実施例では、発光物質の発光強度は、粒子の周囲の変化により増加する。
【０２００】
また、本発明は、
本発明による粒子であって、化合物が発光物質である粒子と、
発光の変動を検出するシステムと
を含む装置に関する。
【０２０１】
本発明による装置は、好ましくは、発光が自発的である粒子と会合する発光物質と、粒子と会合する発光物質の発光変動の測定を可能にする検出システムとを含む。
【０２０２】
また、本発明による装置は、好ましくは、発光が第一励起源によって引起こされ、粒子と会合する発光物質の発光変動の測定を可能にする検出システムによって検出される粒子と会合する発光物質を含む。
【０２０３】
第一励起源は、粒子と会合する発光物質の発光を引起す。該励起源は、単色または多色で、連続してまたはパルスで作用する光源が可能である。好ましくは、単一光子または多重光子励起を発生させ、好ましくは３００ｎｍと１５００ｎｍとの間の波長を放射する。結晶レーザー、１０６４ｎｍで放射するＹａｇレーザー、色素レーザー、ガスレーザー、レーザーダイオード、自由電子レーザー、またはファイバレーザーのようなレーザーでもよい。また、ハロゲンランプのようなランプでもよい。検出システムは、粒子と会合する発光物質の発光変動を検出するハードウェアまたは一組のハードウェアである。波長のスペクトル分析計、分光計、抵抗が捕えられた光放射の強度の関数として変化する感光性センサー（たとえば、光電子電池、光電池またはフォトレジスト電池）、シンチレーター、光電子増倍管、チャネルトロン、感光センサー、分散エネルギー分析用の検出器、赤外線検出器、またはフォトセンサーのような前記プローブによって放射される放射線の波長を選択する機器を含んでもよい。
【０２０４】
本発明の一実施形態では、本発明による装置は、放射線源、好ましくは電離放射線源、または磁場源、好ましくは交流磁場のような第二励起源を含んでもよい。この第二励起源は、粒子と会合する発光物質の発光変動の誘発を可能にできる。
【０２０５】
本発明の他の実施形態では、本発明による装置は、光信号を送る材料を少なくとも１種含む光アセンブリを含み、たとえば、励起源から粒子と会合する発光物質に送る、発光物質を励起する、発光物質の発光を集めるおよび／または発光物質の発光を発光材料から検出システムに送るために使用される、光ファイバー、顕微鏡、レンズがある。
【０２０６】
本発明の他の実施形態では、本発明による装置は、低頻度／自然存在比の物質／同位体の存在、電磁気あるいは電離放射、遷移金属、あるいは医療的に関心のある物質の振動数、強度、エネルギーのような放射線の特性を検出するために使用される検出システムを１以上含む。本発明による検出システムは、ＴＩＭＳ（固体熱イオン化質量分析器）あるいはＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合高周波プラズマ質量分析器）、核放射線検出器のような放射性同位元素検出器（放射性同位体とも言う）、ガス、半導体、無機シンチレーション、有機液体シンチレーションあるいは固体有機シンチレーション検出器、光電子増倍管、ガイガーカウンター、温度あるいはｐＨプローブ、または磁場検出プローブのような生理的パラメータープローブ
を含んでもよい。
【０２０７】
本発明の一実施形態では、本発明による装置は、本発明による粒子を、不活性化状態から活性化状態に切替え、この活性化は、特に、発光物質の少なくとも１つの発光特性の変動を起こす。
【０２０８】
本発明の一実施形態では、前記装置の活性化は、本発明による粒子が活性化する時行われる。
【０２０９】
本発明の一実施形態では、本発明による装置および／または本発明による粒子の活性化は、第二励起源が存在しなくても測定可能な粒子の少なくとも１つの発光特性の変動を起こし、装置は第二励起源を含む必要はない。この状態は、たとえば、粒子の周囲の変動が発光の変動を引起す場合、起こりうる。
【０２１０】
本発明の一実施形態では、本発明による装置および／または本発明による粒子の活性化は、第二励起源の存在下で測定することができない粒子の少なくとも１つの発光特性の変動を起こし、したがって、第二励起源は装置に含まれる。
【０２１１】
本発明の一実施形態では、本発明による装置は、以下のシークエンスの少なくとも１つに従って機能する。粒子と会合する発光物質の発光（シークエンス１）、粒子と会合する発光物質の発光変動（シークエンス２）、およびこの発光変動の検出（シークエンス３）。通常、これらのシークエンスは連続しており、シークエンス３は、発光損失を回避するために、粒子の励起直後に発光変動を測定することが望ましいので、シークエンス１および／または２とほとんど同時に行う。シークエンス１および／または２からシークエンス３を離す時間は、１分未満でよく、好ましくは１秒未満、最も好ましくは１／１００秒未満である。さらに、たとえば、放射により粒子の発光および発光変動の両方が引起こされた時のように、シークエンス１および２が同時に起こる場合、またはシークエンス２の後にシークエンス１が起こる場合もある。
【０２１２】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子および／または本発明による装置は、粒子の存在およびその空間的分布を測定するために使用することができる。この場合、先に定義した放射は、粒子の発光を増加させるために使用することができ、本発明による装置によってより簡単に検出可能にすることができる。さらに、本発明による粒子を含む試料上を水平に動く光ファイバーを含む光学システムは、粒子の空間的分布の測定に使用することができる。つまり、ある培地における粒子の空間発光変動と粒子分布との間の関係性を構築することができうる。
【０２１３】
また、本発明は、少なくとも１個の本発明による粒子を含み、場合によっては医薬的に許容しうる担体と組み合わせた医薬組成物に関する。
【０２１４】
本発明による医薬組成物の好ましい実施形態では、化合物は医薬化合物である。
【０２１５】
本発明の他の態様によれば、本発明による粒子は、薬剤、特に、医療、獣医学、または植物適用のために使用される。
【０２１６】
また、本発明は、個人における癌を始めとする疾病を処置する方法に関し、ここで、個人には、治療的有効量の本発明による粒子が投与される。
【０２１７】
また、本発明は、少なくとも本発明による粒子を含む診断用組成物に関する。
【０２１８】
本発明による診断用組成物の好ましい実施形態では、化合物は先に定義した発光物質である。
【０２１９】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子は、診断剤、または生体内プローブとして使用される。
【０２２０】
また、本発明は、本発明による粒子を個人に投与する診断方法に関する。
【０２２１】
また、本発明は、少なくとも本発明による粒子を含む医療装置であって、化合物は、好ましくは、医薬化合物または発光物質である医療装置に関する。
【０２２２】
本発明の一実施形態では、本発明による医療装置は、医療、獣医学、または植物適用のために使用され、とりわけ、癌のような疾病の処置において使用される。
【０２２３】
また、本発明は、少なくとも本発明による粒子を含む化粧組成物であって、化合物は化粧的に活性な成分である結晶組成物に関し、場合によっては、化粧的に許容しうる担体と組み合わされる。
【０２２４】
本発明の他の態様によれば、本発明による粒子は化粧材として使用される。
【０２２５】
本発明によれば、粒子は、医療装置、薬剤、化粧組成物、治療物質、造影剤または診断剤であってもよい。
【０２２６】
本発明の他の態様によれば、発光化合物を含む本発明による粒子は、ＮＡＮＯＦ、発光物質および／または粒子の周囲の発光変動または特性の変動を検出するプローブとして使用される。
【０２２７】
いくつかの実施例では、発光化合物は発光物質である。
【０２２８】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、ＮＡＮＯＦからの発光物質の解離および／またはＮＡＮＯＦの化学的修飾を検出するプローブとして使用される。
【０２２９】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、本発明で定義される放射を検出するプローブとして使用される。
【０２３０】
本発明の一実施形態では、発光化合物と会合する粒子を含む、本発明によるプローブは、医療または非医療研修という面において、インビボ、エキソビボまたはインビトロで使用してもよく、特に、処置、診断および／または好ましくは生物学上の物質の内部、表面または外側で使用してもよい。
【０２３１】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、正常状態とは異なる、特定の生理的状態、好ましくは疾病または医療操作から生じた状態を検出するプローブとして使用される。
【０２３２】
本発明の一実施形態によれば、本発明による粒子は、対象の正常な状態とは異なる特定の生理的状態を検出するプローブとして使用される。この特定の生理的状態は、生体の物質または放射への暴露、熱、癌、免疫システム応答に起因する。また、操作または医療介在、処置、診断、外科手術、生検処置、細胞穿刺、内視鏡検査、ＭＲＩ、スキャナー、大腸内視鏡検査、シンチグラフィー、ＰＥＴ−ＳＣＡＮ、Ｘ線、化学療法、磁気温熱療法のような温熱療法の間、対象が達する任意の状態であってもよい。これを行うため、粒子を生体と相互作用、接触あるいは会合させることができ、または特定の生理的状態にあるこの生体に投与することができる。これにより体が正常な状態の時に観察されるものと異なる粒子の発光の変動が引起され、したがって、この特定の生理的状態の検出を可能にする。たとえば、温熱療法処置を受けている患者の腫瘍に粒子を導入してもよく、測定された発光変動は、処置のない状態で観察されるものとは異なり、それにより、処置の活性化が実証されうる。
【０２３３】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、粒子、ＮＡＮＯＦまたは発光物質の会合、マーキング、標的化、送達を検出するプローブとして使用される。
【０２３４】
本発明の一実施形態によれば、本発明による粒子は、物質のマーキング、標的化または送達を検出するために使用される。マーキングを行うには、粒子をこの物質と会合することができる。物質を標的化するには、たとえば、その物質をはっきりと認識する抗体を粒子に付着させる、またはその物質の方向に配向された磁場を当てることにより、粒子をその物質に送るまたは先導してもよい。物質を送達するには、粒子をその物質に会合し、ある位置に送達してもよい。次いで、この物質のラベル付け、標的化、送達は、ラベル付け、標的化、送達の間に起こる特徴的な発光変動から観察することができる。
【０２３５】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、粒子の混合、培地からの除去を検出するプローブとして使用される。
【０２３６】
また、本発明は、とりわけ解毒という面で、ある物質の材料、生体、培地からの除去を検出する、またはこれらの物質を単離および精製するプローブとしての本発明による粒子の使用に関する。これを行うため、粒子をこれらの物質に付着させ、このように形成された複合体を、たとえば磁場を使用して、材料、生体、培地から除去することができる。この除去は、除去の間に起こる特定の発光変動から観察することができる。
【０２３７】
また、本発明は、物質と材料、生体、培地との混合をモニタリングするプローブとしての本発明による粒子の使用に関する。これを行うため、前記プローブをこれらの物質に付着させ、このように形成された複合体を、磁場を使用して、材料、生体、または培地と混合することができる。この混合は、混合中に起こる特定の発光変動から観察することができる。
【０２３８】
本発明の一実施形態では、発光化合物を含む本発明による粒子は、高レベルの汚染、放射能、毒性のような、正常状態とは異なる特殊状態を検出するプローブとして使用される。
【０２３９】
本発明の一実施形態によれば、本発明による粒子は、たとえば、放射能、汚染、放射、毒性のレベルが正常とは異なる、優先的には高いというあるパラメーターによる状態のような、正常状態とは異なる特殊状態を検出するプローブとして使用される。これを行うため、粒子を、これらのパラメーターのレベルが正常とは異なる、好ましくは高い場所に置いてもよい。これにより、これらのパラメーターの正常なレベルの場所で観察される発光変動とは異なる発光変動が引起こされ、これらのパラメーターの正常とは異なるレベル、好ましくはより高いレベルの検出が可能になる。
【０２４０】
また、本発明は、トランスフェクションまたはマグネトフェクションの効力を検出するプローブとしての本発明による粒子の使用に関する。この場合、ＤＮＡまたはＲＮＡを粒子と会合し、磁場の存在下または不存在下で細胞にトランスフェクトすることができる。これらのメカニズムの効力は、トランスフェクションまたはマグネトフェクション中に起こる特定の発光変動から実証することができる。
【０２４１】
また、本発明は、たとえば、この内部移行の間に起こる特定の発光変動からこの内部移行を観察することができる細胞または小器官において、粒子の内部移行を検出するプローブとしての本発明による粒子の使用に関する。
【０２４２】
また、本発明は、特に、放射した後または粒子の周囲が変動した後の、粒子および／またはその拡散物からの物質の解離を検出するプローブとしての本発明による粒子の使用に関する。この物質および／またはその拡散物の解離は、それ（ら）が引起こす特定の発光変動から強調することができる。
【０２４３】
本発明の一実施形態では、本発明による粒子または発光物質を、少なくとも１つの以下のパラメーターを検出するために使用することができる発光変動に供する。（ｉ）本発明で定義するような粒子、ＮＡＮＯＦまたは発光物質の周囲の変動。（ｉｉ）本発明で定義するような放射。（ｉｉｉ）ＮＡＮＯＦからの化合物の解離および／または化合物の拡散。（ｉｖ）粒子の分布。この検出を可能にするために、公知のまたは測定した関係性を使用することにより、あるいはこれらのパラメーターの少なくとも１つで測定することを可能にする少なくとも１つの検出システムを使用することにより、発光変動とこれらのパラメーターの少なくとも１つとの間に関係を構築することができる。
【０２４４】
また、本発明は、少なくとも１種の化合物と会合する少なくとも１個のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子に関し、ここで、化合物は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、酸化鉄ナノ粒子から解離しおよび／またはそれ自身を化学的に修飾し、酸化鉄ナノ粒子は、細菌、好ましくは磁性細菌により合成され、細菌由来の有機材料または炭質物を含まない。この場合、粒子は、細菌由来の鉱物物質を含んでもよい。
【０２４５】
本発明の一実施形態では、粒子は生存生物または細菌由来の炭素質または有機材料を含まず、もし含む場合、この炭素質または有機材料は、９０、７５、５０、２５、１５、１０、５、３、１、１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−１０、または１０−２０％未満である。ここで、このパーセントは、生存生物または粒子に含まれる細菌に由来する炭素質または有機材料の質量を粒子の総質量で割った値に相当する。
【０２４６】
本発明の一実施形態では、発熱物質が含まない場合、またはエンドトキシン濃度が粒子１ｍｇ当たり１０３、１０００、５００、１００、５０、１０、または５エンドトキシン単位未満の場合、粒子は、生存生物または細菌に由来する炭素質または有機材料を含まない。
【０２４７】
本発明の一実施形態では、粒子が遺伝的に修飾された細菌から誘導されない場合、それは、細菌に由来するいかなる有機材料または炭質物も含まず、ここで、遺伝的修飾とは、発光物質の合成を得ることを意図するものである。
【０２４８】
また、本発明は、少なくとも１種の発光物質と会合する少なくとも１個のフェリ磁性または強磁性酸化鉄ナノ粒子を含む粒子に関し、ここで、発光物質は、粒子に物理化学的攪乱がかけられた後、酸化鉄ナノ粒子から解離および／またはそれ自身を化学的に修飾し、発光物質の寸法は、ナノ粒子の寸法より少なくとも１００倍小さく、発光物質は、ナノ粒子と直接接触し、粒子は生存生物由来のいかなる炭素質も有機材料も含まない。
【０２４９】
本発明の一実施形態では、発光物質の寸法は、ナノ粒子の寸法より少なくとも２、５、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、または１０１０未満であり、これにより、数多くの発光物質をナノ粒子に結合または会合できるようにすることができる。
【０２５０】
本発明の一実施形態では、発光物質の寸法は小さく、好ましくは、１０あるいは１ｎｍ、または１００、１０、５、１、または０．１Å未満であり、分子量も小さく、優先的には、１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、または１０ｇ／ｍｏｌ未満である。これにより、数多くの発光物質をナノ粒子に結合または会合できるようにすることができる。
【０２５１】
本発明の一実施形態では、発光物質は、寸法が１０あるいは１ｎｍ、１００、１０、５、１あるいは０．１Å未満、または分子量が１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、または１０ｇ／ｍｏｌ未満の少なくとも１種の物質によって、ナノ粒子に結合または会合する。これにより、数多くの発光物質をナノ粒子に結合または会合できるようにすることができる。
【０２５２】
本発明の一実施形態では、発光物質をナノ粒子に結合または会合するために、１０あるいは１μｍ、１００、１０あるいは１ｎｍ、１００、１０、５、１あるいは０．１Åを超える値のある種の巨大構造物、たとえば、生体物質、タンパク質、脂質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、またはデンドリマーのような巨大分子の使用を回避することが好ましい。この種の構造物は、一方で、ナノ粒子に結合するまたは会合することができる発光物質の数を限定し、他方、発光物質とナノ粒子との間は大きな距離、優先的には、１０あるいは１μｍ、１００あるいは１０ｎｍを超える距離となる可能性があり、したがって、発光物質がナノ粒子に近づくと、発光物質の発光の消光を始めとするプローブまたは粒子の性能に支障をきたす可能性がある。
【０２５３】
本発明の一実施形態では、ナノ粒子の表面／体積比は、化合物または発光物質の会合を可能にするのに充分高いものであり、好ましくは、１０−１０、１０−５、１０−３、１０−１、０．５、または０．９ｎｍ−１を超える値である。
【０２５４】
本発明の他の実施形態では、ナノ粒子の表面／体積比は、ナノ粒子がフェリ磁性または強磁性特性をなくすのを防ぐように、あまり高くなく、好ましくは、１０３、１０２、１０、１、０．１、または０．０１ｎｍ−１未満である。
【０２５５】
本発明の一実施形態では、少なくとも２、５、１０、１０２、１０３、１０４、１０５、または１０１０個の発光物質が、ナノ粒子または各ナノ粒子、好ましくは平均して各ナノ粒子に会合または結合する。ある場合は、平均した各ナノ粒子に会合または結合する発光物質の数は、粒子が活性化または不活性化された時、優先的には粒子が活性化された時に測定した、ある体積を構成するナノ粒子に会合しない発光物質の数を、粒子が活性化または不活性化された時、好ましくは粒子が活性化された時に測定した、同じ体積を構成する発光物質に会合しないナノ粒子の数で割った比を測定することにより、概算することができる。
【０２５６】
本発明の一実施形態では、ナノ粒子と会合するまたは結合する発光物質を含む粒子のＳＡＲ、保磁力、残留磁化と飽和磁化との間の比、飽和磁化は、それぞれ、ナノ粒子のＳＡＲ、保磁力、残留磁化と飽和磁化との間比、飽和磁化の少なくとも１０−４、１０−３、１０−２、１０−１、１、１．００１、１．０１、１．２、１．５、２、５、１０、または１００倍である。
【０２５７】
本発明の一実施形態では、以下の周囲の少なくとも２つは等価である。化学的周囲、粒子周囲、ＮＡＮＯＦ周囲、化合物周囲、プローブの周囲、粒子の自然周囲、放射性周囲、生物学的周囲。
【図面の簡単な説明】
【０２５８】
【図１】粒子の作製および使用を示す概念図。粒子の周囲の電離放射または修飾の作用の下、化合物はＮＡＮＯＦから解離しおよび／または化学的に修飾される。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０２５９】
略称の語義
実験例の記載において、ＭＣは、ローダミンＢの不存在下で成長した非発光磁性細菌から抽出したマグネトソームの鎖を示し、ＭＣＲ４００およびＭＣＲ２０は、４００μＭのローダミンＢおよび２０μＭのローダミンＢの存在下で合成した磁性細菌から抽出したマグネトソームの鎖を示す。ＢＮＦ−ＤｉＩおよびＭＣ−ＤｉＩは、それぞれ、ＤｉＩ（Ｓｉｇｍａ４２３６４；１，１’−ジオクタデシル−３，３，３’，３’−テトラメチル−インドカルボシアニン過塩素酸塩）の存在下で調製された鎖におけるそのままのＢＮＦ−Ｓｔａｒｃｈ（Ｍｉｃｒｏｍｏｄ１０−００−１０２）およびマグネトソームを示す。ＭＣＲ４００、ＢＮＦ−ＤｉＩおよびＭＣ−ＤｉＩの上澄みは、０．６Ｔのネオジウム磁石を使用して、懸濁液中の様々な酸化鉄ナノ粒子を引付けた後、除去された液体である。
【実施例１】
【０２６０】
ＭＣおよびＭＣＲ４００の合成および特徴
ＭＣおよびＭＣＲ４００の懸濁液を以下の実験プロトコルに従って調製した。磁性細菌マグネトスピリウム・マグネティカムＡＭＢ−１をＡＴＣＣ（ＡＴＣＣ７００２７４）から入手し、微嫌気性条件下、３０℃で、ＭＳＧＭ培地（ＡＴＣＣ培地１６５３）と比べてわずかに修正した液体培養培地内で成長させた。この培養培地は、１リットル中、０．６８ｇのリン酸二水素カリウム、０．８５ｇのコハク酸ナトリウム、０．５７ｇの酒石酸ナトリウム、０．０８３ｇの酢酸ナトリウム、２２５μｌのレサズリン０．２％、０．１７ｇの硝酸ナトリウム、０．０４ｇのＬ−アスコルビン酸、２ｍｌの１０ｍＭキナ酸鉄溶液、１０ｍｌのＷｏｏｌｆビタミン類溶液、および５ｍｌのＷｏｏｌｆ鉱物溶液を含む。ローダミン溶液を培養培地に加えずにＭＣ懸濁液を調製した。１００ｍＬの４ｍＭローダミンＢ溶液を、細菌の培養培地に導入して、ＭＣＲ４００懸濁液を調製した。５ｍＬの４ｍＭローダミンＢ溶液を細菌の培養培地に加えて、ＭＣＲ２０懸濁液を調製する。１Ｍの水酸化ナトリウム溶液を使用して、培養培地のｐＨを６．８５に調整した。定常期に細菌を集め、該細菌を、流速９５０ｍＬ／分でタンジェント流ろ過のカラム（ｍＰＥＳ、５００ＫＤａ）を使用して濃縮し、次いでｐＨ７．４のリン酸緩衝生理食塩水（１３７ｍＭのＮａＣｌ、２．７ｍＭのＫＣｌ、１０ｍＭのＮａ２ＨＰＯ４、１．７６ｍＭのＫＨ２ＰＯ４）で３０分ずつ５回洗浄した。細菌を、４０００ｒｐｍで１時間遠心分離して集め、上澄みを除去し、細菌をｐＨ７．４で５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液に再懸濁し、希釈して、６００ｎｍで吸光度５を得る。マグネトソーム鎖を抽出するため、この懸濁液を５℃で６０分間３０Ｗ（２秒のパルスおよび１秒のパルス間隔で）超音波処理し、細胞膜を溶解し、マグネトソームの鎖を細菌から単離する。超音波処理後、ネオジウム磁石を使用して、マグネトソーム鎖を細胞の残骸から磁気によって単離する。細胞の残骸を含む上澄みを除去し、マグネトソーム鎖を、ｐＨ７．４で５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液により５回、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）水で１５回、磁気的に洗浄する。最後に、これらをＭｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）滅菌水に再懸濁し、ＭＣＲ４００、ＭＣＲ２０またはＭＣの懸濁液を得る。
【０２６１】
ローダミンＢのＭＣＲ４００との会合を、４０μｇ／ｍＬの鉄濃度でＭＣＲ４００懸濁液の吸収スペクトルで明らかにする。このスペクトルは、５５０ｎｍでショルダーを示し、ＭＣの吸収スペクトルで欠け、ローダミンＢの最大吸収波長に相当する。さらに、ＭＣＲ４００の懸濁液の上澄みは、この波長で低い量吸収する。これにより、ＭＣＲ４００の懸濁液におけるローダミンＢの吸収は、マグネトソームと会合するローダミンＢに由来するという事実が確認される。また、この会合は、ＭＣＲ４００の蛍光発光スペクトルにより明らかにできる。実際、４０５ｎｍで励起されたＭＣＲ４００の懸濁液は、５６９ｎｍで最大蛍光強度を示し、ローダミンＢの最大蛍光強度に相当する波長、５７６ｎｍよりわずかに低い波長である。この違いは、ローダミンＢと比べてＭＣＲ４００の発光波長を僅かに修正する、ローダミンＢのマグネトソーム鎖への会合により説明できる。さらに、測定したＭＣＲ４００の赤外スペクトルにより、ＭＣの変形および振動バンド特徴（１６５０ｃｍ−１でアミドＩ、１５３０ｃｍ−１でアミドＩＩ、１０５０ｃｍ−１および１２５０ｃｍ−１でリポ多糖（ＬＰＳ）またはリン脂質、５８０ｃｍ−１でマグヘマイト）、ならびにローダミンＢのそれらの特徴（１７００ｃｍ−１でカルボン酸、１４７５ｃｍ−１および６８０ｃｍ−１でアルケン、１２５０ｃｍ−１および１１７５ｃｍ−１でエーテル、１１２５ｃｍ−１でアミンＩＩＩ）の存在が明らかになる。したがって、これらの結果は、ローダミンＢは、おそらく、ローダミンＢのカルボン酸官能基のため、マグネトソームの表面に吸着されるか、またはマグネトソームと複合化していることを確認するものと思われる。また、実験は、各マグネトソーム上または中に存在するローダミンＢ分子の数の計測を可能にした。このため、ローダミンＢをマグネトソームから放出し、酸化鉄を鉄（ＩＩＩ）および鉄（ＩＩ）イオンに変換するために、ＭＣＲ４００をｐＨ＝２で塩酸存在下に置いた。このように処理したＭＣＲ４００の蛍光スペクトルは、発光ピークが５８２ｎｍ（溶液中の遊離ローダミンＢのｐＨ２での発光波長）にあり、５６８ｎｍ（ＭＣＲ４００中でマグネトソームに会合するローダミンＢの発光波長）にはないので、ローダミンＢがマグネトソームからよく放出されていることが示唆される。マグネトソームから放出されたローダミンＢの発光強度（約０．５６ａ．ｕ．）から、７５０ｎｍｏｌ／ＬのローダミンＢ濃度を、ローダミンＢ濃度の関数として、ｐＨ＝２で溶液中のローダミンＢ単独の発光変動を示す検量線から概算する。１ｍＬ中、４．６  １０１４個のＲｈＢ分子が存在する。懸濁液中のマグネトソームの濃度は約１６６μｇ／ｍＬ、およびマグネトソームの質量は６．２５  １０−１６ｇであることが分かっているので、マグネトソームの数は、１ｍＬ中、２６．５  １０１０個と推測し、ＭＣＲ４００中でマグネトソームと会合するローダミンＢ分子の数は約１７８±４と概算する。言い換えれば、１７８±４個のローダミンＢ分子が、平均して、各マグネトソームと会合している。
【０２６２】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）ＭＣＲ４００を製造する方法が提供された。
（ｉｉ）ＭＣＲ４００において、ローダミンＢのマグネトソームへの会合が実証された。
（ｉｉｉ）ＭＣＲ４００は、ローダミンＢの波長の吸収ピークと類似する波長の吸収ピーク、およびローダミンＢとは異なる発光長さで約７−１０ｎｍまでの発光ピークを特徴とする。
【実施例２】
【０２６３】
ＭＣ−ＤｉｌおよびＢＮＦ−Ｄｉｌの合成および特性
ＭＣ−ＤｉＩおよびＢＮＦ−ＤｉＩの懸濁液を、前もって２５ｍｇ／ｍＬに濃縮したＭＣおよびＢＮＦ−デンプンの懸濁液を使い、それぞれ、５℃で３０分間、１４，０００ｒｐｍで遠心分離することにより調製する。先ず、５ｍｇ／ｍＬのＤｉＩ原液を、前もって蒸留された無水エタノールで調製する。次いで、酸化鉄換算５ｍｇのＭＣおよびＢＮＦ−デンプンの懸濁液を、２００μＬの蒸留された無水エタノールに導入し、次いで原液に由来する２．５ｍｇのＤｉＩと混合する。混合物を光から保護しながら、５℃と１０℃の間の温度で、１０分間３０Ｗ（パルス２秒）で超音波処理する。Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）滅菌水１ｍｌを超音波処理した懸濁液に加え、次いで試料を、室温で光から保護し、１時間時期撹拌下に置く。続いて、この混合物を、５℃で２４時間貯蔵する。混合物を、５℃と１０℃との間の温度で光から保護し、３０Ｗで１０分間（パルス２秒）超音波処理する。ＭＣ−ＤｉＩおよびＢＮＦ−ＤｉＩの懸濁液を、５℃で３０分間、１４，０００ｒｐｍで遠心分離し、濃縮し、次いで、０．５％エタノールで５回、およびＭｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）滅菌水で１５回洗浄する。これらを、最終的に、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）滅菌水に再懸濁し、ＭＣ−ＤｉＩまたはＢＮＦ−ＤｉＩの懸濁液を得る。
【０２６４】
ＤｉＩの吸収スペクトルは、５６０ｎｍおよび５２０ｎｍで２つの最大値を有する。ＢＮＦ−ＤｉＩは、５９５ｎｍ、５３５ｎｍおよび４９０ｎｍの異なる波長で３つの吸収ピークを示す。ＢＮＦ−ＤｉＩ上澄みは、ＤｉＩの吸収波長で吸収しない。５３０ｎｍで励起されたＤｉＩの発光スペクトルは、６４０ｎｍおよび５９１ｎｍで最大強度の２つのピークを示す。吸収スペクトルに関し、スペクトルシフトは、５３０ｎｍで励起されたＢＮＦ−ＤｉＩの発光スペクトルであって、その最大強度のピークは６７０ｎｍおよび６００ｎｍである発光スペクトルと、ＤｉＩとの間で観察される。さらに、ＢＮＦ−ＤｉＩの上澄みは、ＤｉＩの発光波長で、発光強度を発生させない。ＢＮＦ−ＤｉＩとＤｉＩとの間で観察される吸収および発光スペクトルシフトは、ＤｉＩがＢＮＦ−デンプンと会合する場合、それが修正されたことを示唆する。ＢＮＦ−ＤｉＩ上澄みの吸収および発光が無いことは、この上澄み中にＤｉＩは存在せず、ＢＮＦ−ＤｉＩではＤｉＩがＢＮＦに会合したことを示唆する。
【０２６５】
ＭＣ−ＤｉＩは、５７０ｎｍおよび５２０ｎｍでの２つの吸収ピーク、６８０ｎｍおよび６００ｎｍでの２つの発光ピークに関し、ＢＮＦ−ＤｉＩの挙動と比較的類似する挙動を示す。ＢＮＦ−ＤｉＩについては、ＭＣ−ＤｉＩとＤｉＩとの間の吸収および発光ピークで観察される相違は、ＤｉＩがＭＣと会合する場合、それが修正されたことを示唆する。ＭＣ−ＤｉＩの上澄みに吸収および発光が無い場合は、ＭＣ−ＤｉＩにおいて、ＤｉＩがＭＣに会合したことを示唆する。
【０２６６】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）ＢＮＦ−ＤｉＩおよびＭＣ−ＤｉＩを製造する方法が提供された。
（ｉｉ）ＤｉＩとＢＮＦおよびＭＣとの会合を強調した。
（ｉｉｉ）ＢＮＦ−ＤｉＩおよびＭＣ−ＤｉＩは、波長がＤｉＩの波長と異なる吸収および発光ピークを特徴とする。
【実施例３】
【０２６７】
温度プローブとしてのＭＣＲ４００の使用
濃度５μＭでｐＨ７のローダミンＢの８００μＬ溶液を４０５ｎｍで励起し、乾燥加熱浴を使用して、３０分間異なる温度で加熱する。この溶液の温度が２０℃から８０℃に上昇した時、ローダミンＢの最大発光に相当する波長は、比較的変化はなく、一方、ローダミンＢの最大発光強度は、前に公開された結果（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、第２７巻、４５５ページ（１９８２年））と一致して、７３％まで大きく減少する。酸化鉄換算濃度２５０μｇ／ｍＬのＭＣＲ４００を含みｐＨ７の８００μｌの懸濁液を４０５ｎｍで励起し、乾燥熱水加熱浴を使用して、３０分間異なる温度で加熱する。４０５ｎｍで励起されたＭＣＲ４００は、５６９ｎｍで最大発光強度を発生させる。ＭＣＲ４００の挙動は、ローダミンＢの挙動とは異なる。実際、２０℃と８０℃との間で、最大発光ピークが５６９ｎｍで観察され、ＭＣＲ４００の発光強度は、６６％まで急激に増加する。ローダミンＢの発光強度は、ローダミンＢがマグネトソームと会合すると、最初は消え、温度上昇の効果の下、ローダミンＢがマグネトソームから解離するに従って増加する。
【０２６８】
加熱によるローダミンＢのＭＣＲ４００からの解離は、吸収測定によって確認される。酸化鉄換算濃度４０μｇ／ｍＬのＭＣＲ４００の懸濁液を、ｐＨ７で２４０分間加熱し、ＭＣＲ４００の上澄みの吸収を５５０ｎｍで測定する。ＭＣＲ４００の上澄みの吸収の変動を、時間および加熱温度の関数として測定する。ＭＣＲ４００懸濁液の加熱時間が長い程、またはＭＣＲ４００懸濁液の加熱温度が高い程、上澄みの吸収は大きくなる。２０℃で、ＭＣＲ４００の上澄みの吸収は、２４０分で０から約０．００４まで増加する。６０℃で、上澄みの吸収は、２４０分で約０．０１から約０．０２８まで増加する。９０℃で、上澄みの吸収は、２４０分で約０．０２２から約０．０４４まで増加する。ＭＣＲ４００を異なる温度で２４０分間加熱した場合、ＭＣＲ４００懸濁液の上澄み中のローダミンＢ濃度は、２０℃で２０ｎＭから９０℃で５６０ｎＭまで増加する。
【０２６９】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）ＭＣＲ４００の発光強度変動とＭＣＲ４００の温度変動との間の関係を構築することが可能で、したがって、温度プローブとしてＭＣＲ４００を使用することができる。
（ｉｉ）ＭＣＲ４００の発光強度は、温度の上昇に伴って増加し、挙動は、溶液中の遊離ローダミンＢの挙動と反対である。これにより、特に、遊離ローダミンＢの存在とマグネトソームと会合するローダミンＢの存在とを区別することが可能になる。
（ｉｉｉ）ＭＣＲ４００が加熱された場合、温度上昇に伴うＭＣＲ４００の発光強度の増加は、ローダミンＢがＭＣＲ４００から解離することに起因すると考えることができる。
（ｉｖ）加熱によりマグネトソームから解離されたローダミンＢの量は、吸収の測定により求めることができる。
【実施例４】
【０２７０】
放射を検出するプローブとしてのＭＣＲ４００の使用
酸化鉄換算４００μｇ／ｍＬのＭＣＲ４００、１２５μＭのローダミンＢ、または１２５μＭのローダミンＢと混合した酸化鉄換算４００μｇ／ｍＬのＭＣのいずれかを含む３種の懸濁液を、ｐＨ７および２５℃の温度で保持する。これらの懸濁液を、ファキシトロン照射線量計（１６０ｋＶ、６．３ｍＡ、フィルター無し、６７．５Ｇｙ／分）で照射する。照射線量は０Ｇｙと１３５０Ｇｙとの間である。これらの懸濁液を照射した場合、５５０ｎｍで励起し５７８ｎｍで測定した、ローダミンＢのみを含む懸濁液またはＭＣと混合したローダミンＢの上澄みを含む懸濁液の発光は、変化せずまたは減少する。対照的に、ＭＣＲ４００懸濁液を照射した場合、５５０ｎｍで励起し５７６ｎｍで測定したこの懸濁液の上澄みの発光は、照射の不存在下で２５０ａ．ｕ．から、２５０Ｇｙを超える照射の存在下で６００−９５０ａ．ｕ．まで増加する。これらの結果は、照射の効果の下、ローダミンＢがＭＣＲ４００から解離することを示唆する。さらに、ＭＣＲ４００の上澄みおよび溶液中の遊離ローダミンＢの発光波長は、ＭＣＲ４００またはローダミンＢが受けた照射線量に関わらず、５７６ｎｍで変化しない。これは、溶液中の遊離ローダミンＢまたはマグネトソームと会合するローダミンＢは、照射により修飾されていないことを示唆する。
【０２７１】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）発光の変動とＭＣＲ４００の照射の変動との間の関係を構築でき、したがって、照射プローブとしてＭＣＲ４００を使用することができる。
（ｉｉ）ＭＣＲ４００懸濁液の上澄みの発光強度は、照射の増加とともに増加し、挙動は、溶液中の遊離ローダミンＢの挙動と異なる。これにより、特に、遊離ローダミンＢとマグネトソームの存在と会合するローダミンＢの存在とを区別することが可能になる。
（ｉｉｉ）照射によるＭＣＲ４００上澄みの発光増強は、照射下、ローダミンＢのＭＣＲ４００からの解離に起因すると考えられる。
（ｉｖ）放射によりマグネトソームから解離されたローダミンＢの量は、発光の測定により求めることができる。
【実施例５】
【０２７２】
温度プローブとしてのＢＮＦ−ＤｉＩの使用
濃度５．４μＭのＤｉＩを含みｐＨ７の懸濁液を、乾燥加熱浴を使用して、３０分間、２０℃と９０℃との間の種々の温度で加熱する。５３０ｎｍで励起されたＤｉＩの最大発光強度は、２０℃と６０℃との間で増加し、次いで６０℃と１００℃との間で減少する。酸化鉄換算濃度８０μｇ／ｍＬで水に混合されたＢＮＦ−ＤｉＩを含む懸濁液を、乾燥加熱浴を使用して、２０℃と９０℃との間の温度で加熱すると、その挙動は、ＤｉＩ単独で観察される挙動と異なる。実際、５３０ｎｍで励起されたＢＮＦ−ＤｉＩの最大発光強度は、２０℃と６０℃との間で減少し、次いで６０℃と１００℃との間でほとんど安定に保たれる。
【０２７３】
ＢＮＦ−ＤｉＩの発光変動が、ＤｉＩがＢＮＦから解離するために起こるのかを判定するために、５３０ｎｍで励起されたＢＮＦ−ＤｉＩの上澄みおよびＤｉＩ単独の発光の最大強度を、２０℃と９０℃との間の異なる温度で、０〜３０分間加熱した、ＢＮＦ−ＤｉＩまたはＤｉＩ単独を含む懸濁液で測定した。ＢＮＦ−ＤｉＩを２０℃と９０℃との間で０〜３０分間加熱しても、ＢＮＦ−ＤｉＩの上澄みの発光強度は増加しない。ＤｉＩを２０℃と９０℃との間で０〜３０分間加熱した時、ＤｉＩの発光強度が有意に減少しないとすれば、これは、ＢＮＦ−ＤｉＩ懸濁液の上澄み中のＤｉＩの濃度は、温度が上昇しても増加せず、したがって、ＤｉＩはＢＮＦから解離しないことを示唆する。
【０２７４】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）ＢＮＦ−ＤｉＩの発光強度の変動とＢＮＦ−ＤｉＩの温度の変動との間の関係を構築することができ、したがって、ＢＮＦ−ＤｉＩを温度プローブとして使用することができる。
（ｉｉ）ＢＮＦ−ＤｉＩの上澄みの発光強度は、温度上昇とともに増加せず、これは、ＤｉＩは、温度上昇によってＢＮＦから解離しないことを示唆する。この場合、温度上昇に伴うＢＮＦ−ＤｉＩの発光の減少は、ＢＮＦ−ＤｉＩの化学的修飾により説明しうる。
【実施例６】
【０２７５】
ｐＨプローブとしてのＭＣＲ４００の使用
ＭＣＲ４００を、ラットの脳で、インビボｐＨプローブとして試験する。このために、４匹のラットを使用する。ラット１は、ラット２と同時に安楽死させた健康なラットである。ラット２〜４に３．１０３ＲＧ−２細胞を含む懸濁液５μｌを投与し、細胞を、定位的ヘルメットを使用して座標２ｍｍ後ろ、２ｍｍ側面および４ｍｍ深さに移植する。ラット２は処置せず、細胞移植から１８日後に安楽死させる。ラット３および４には、腫瘍細胞の移植から１４日間、細胞移植の部位に、１０μｌのＭＣＲ４００懸濁液を酸化鉄換算濃度６６８μｇ／ｍｌで投与する。ラット３および４は、それぞれ、マグネトソームの投与から２時間および４日後に安楽死させる。次いで脳を抽出し、３ｍｍ厚の層に切断する。次いで、切片の発光を、４０ＭＨｚ、出力１ｍＷ、および波長４０５ｎｍのパルスレーザーダイオードを使用して発生させる。レーザー光を脳切片の上１．５ｍｍに位置する直径２００μｍの光ファイバーと繋ぐ。組織により放射された光を、６００μｍの第一ファイバーに配置され、脳切片の上１．５ｍｍに位置する直径３６５μｍの第二光ファイバーにより集める。脳切片の発光強度を放射された放射線の波長の関数として測定可能な分光計（Ｂ．Ｌｅｈら、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ，Ｏｐｔ．（２０１２年）１７（１０）、１０８００１）によって、発光を検出する。２本の光ファイバーは、発光位置を同定するため、脳切片の異なる部分へ横方向に動かすことができる。
【０２７６】
異なるラットに関し、ＭＣＲ４００を含まないことが測定された健康ゾーンの発光スペクトルは、非常に類似していて、最大強度が約５００ｎｍで観察される発光バンドを示す。このバンドは、４５０ｎｍでのＮＡＤＨ発光の少数の寄与およびフラボタンパク質の支配的な寄与のためである。５７５ｎｍに、リポフスチン脂質残骸とも呼ばれる、脂肪色素の発光に由来するショルダーが観察される。６２５ｎｍおよび６９０ｎｍに、プロトプリフィリンＩＸおよびその誘導分子の発光が観察される。健康ゾーンのスペクトルの平均をとり、これにより、ラット脳の全切片に関し、測定した発光スペクトルの全てを正規化可能にした。
【０２７７】
異なるラットに関し、ＭＣＲ４００を含まないことが測定された腫瘍ゾーンの発光スペクトルは非常に類似していて、健康ゾーンで観察されるピークに類似するピークの存在は、低強度であることを示す。
【０２７８】
ＭＣＲ４００の投与から２時間後に安楽死させたラット３について、ＭＣＲ４００を投与した腫瘍位置の発光スペクトルは、２つの興味のあるピーク、腫瘍ゾーンおよびＭＣＲ４００を含まない健康ゾーンのスペクトルには存在しない５６９ｎｍの第一ピークおよび、５７６ｎｍの第二ピークの存在を示す。これらの２つのピークは、５６９ｎｍでのＭＣＲ４００発光および５７６ｎｍでのローダミンＢおよび脂肪色素での発光に起因すると考えられる。その相対的発光強度、Ｉ５７６／Ｉ５００（式中、Ｉ５７６およびＩ５００は、それぞれ、５７６ｎｍおよび５００ｎｍで測定した発光強度である。）約１は、ＭＣＲ４００を含まない健康および腫瘍位置の発光スペクトルで測定されたＩ５７６／Ｉ５００約０．５より高いので、５７６ｎｍでのピークは、脂肪色素の発光にのみ起因しない。
【０２７９】
ＭＣＲ４００の投与から４日後に安楽死させたラット４について、ＭＣＲ４００を投与した腫瘍位置の発光スペクトルは、５７６ｎｍでローダミンＢおよび脂肪色素ピークの存在を示す。５６９ｎｍでのＭＣＲ４００ピークは、もはや存在しない。これは、ラット脳へのＭＣＲ４００投与後、ローダミンＢがＭＣＲ４００から解離するためと説明できる。
【０２８０】
この解離がｐＨ変動に起因するのかを調べるため、先ず、ＭＣＲ４００が生存細胞に内部移行し、これによりｐＨ変動が起こるかどうかを調べる。ＭＣＲ４００および５００，０００個のＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞を、細胞生存率プローブ、自然に発光せず生存細胞の存在下で発光するカルセイン−アセトキシ−メチルエステル（Ｃａ）の存在下に置く。細胞を、Ｃａの存在下、またはＣａおよびＭＣＲ４００の存在下のいずれかで６時間インキュベートした。ここで、ＭＣＲ４００懸濁液の酸化鉄換算濃度は３１．５μｇ／ｍｌである。フローサイトメーターにより、Ｃａの発光（ＦＬ１−Ｈ信号）またはローダミンＢの発光（ＦＬ３−Ｈ信号）のいずれかが検出可能になる。ＦＬ１−Ｈ信号は、単細胞について２−３で弱く、細胞がＣａの存在下にある場合、約１００まで増加し、これは、ＭＣＲ４００の不存在下でのＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞の生存率を示す。細胞をＣａおよびＭＣＲ４００の存在下でインキュベートすると、ＦＬ１−Ｈ信号は約１０を超え、したがって、大部分の細胞は生存可能である。ＦＬ３−Ｈ信号について、９９％の細胞がＭＣＲ４００の存在下で発光性であることを示す。ＭＣＲ４００の内部移行を調べるために、ＭＣＲ４００を、酸化鉄換算濃度１００μｇ／ｍｌで、Ｕ８７−Ｌｕｃ細胞およびマクロファージの存在下、１０％の補体除去されたウシ胎児血清を含むＤＭＥＭおよびＲＰＭＩ培養培地それぞれに、３７℃で２時間置く。Ｕ８７−Ｌｕｃ細胞を、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）で、５回洗浄し、固定し、樹脂に包含し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）により画像化した。マクロファージは、ＰＢＳで５回洗浄し、次いで落射蛍光光学顕微鏡により画像化した。両方のケースで、リソソームにおけるＭＣＲ４００の内部移行が観察された。リソソームにおけるマグネトソームの内部移行の間、ｐＨは、概して、３．５と５との間の値に酸性化し、マグネトソームからのローダミンＢの解離を起こした。
【０２８１】
酸化鉄換算４００μｇ／ｍＬのＭＣＲ４００懸濁液および１２５μＭのローダミンＢの溶液を、塩酸の溶液または水酸化ナトリウムの溶液と、０．１〜１２Ｍの範囲の濃度で混合し、ｐＨを２と１２との間に調整した。次いで、このように処理したＭＣＲ４００懸濁液を含む試料を、４℃で１２時間０．６Ｔの磁石に対して置き、処置ＭＣＲ４００懸濁液の上澄みを除去する。５５０ｎｍで励起されたＭＣＲ４００懸濁液の上澄みの最大発光強度は、ｐＨ２で１４０ａ．ｕ．からｐＨ１２で２０ａ．ｕ．に減少する。一方、５５０ｎｍで励起されたローダミンＢ単独の最大発光強度は、４４０ａ．ｕ．から５８０ａ．ｕに上昇する。挙動におけるこの違いは、ＭＣＲ４００と会合するローダミンＢは、ｐＨ変動の間、ローダミンＢとは異なる解離または化学的修飾のような変換を受けることを示唆する。さらに、ＭＣＲ４００の発光波長は、ｐＨ＞４で５６８ｎｍと５７６ｎｍとの間にあり、ｐＨ＞４で５７７ｎｍと５８０ｎｍとの間にあるローダミンＢ単独およびＭＣＲ４００の上澄みの発光波長より低い。対照的に、２＜ｐＨ＜４では、ローダミンＢ単独、ＭＣＲ４００、およびＭＣＲ４００の上澄みの発光波長は、類似し、５８０ｎｍと５８４ｎｍとの間にある。これらの挙動は、ローダミンＢは、ｐＨ＞４でマグネトソームに会合し、ｐＨ＜４でマグネトソームから解離すると説明することができる。
【０２８２】
次のように結論付けることができる。
（ｉ）ラット腫瘍内のＭＣＲ４００の発光変動は検出することができる。この発光変動は、透過型電子顕微鏡で観察したように、細胞、特にリソソームやエンドソームのような小器官において、酸性ｐＨで、ＭＣＲ４００の内部移行により引起されるｐＨ変動に起因すると考えられる。
（ｉｉ）ｐＨを関数とするこのＭＣＲ４００の発光変動は、ローダミンＢが酸性ｐＨでマグネトソームから解離に起因すると考えられる。
【実施例７】
【０２８３】
ＭＣＲ４００、ＢＮＦ−ＤｉｌおよびＭＣ−Ｄｉｌの温度および磁場プローブとしての使用
材料および方法
マウスの脳で行う実験のために、マウスから抽出したにＭＣＲ４００を導入する。この場合、２μｌまたは２０μｌのＭＣＲ４００懸濁液を、２０ｍｇ／ｍｌのマグヘマイト濃度で、脳の１ｍｍ深さに導入する。
【０２８４】
破砕組織の実験のために、ＭＣＲ４００マグネトソームを前もって破砕した脳組織と混合する。この場合、２μｌまたは２０μｌのＭＣＲ４００懸濁液を、２０ｍｇ／ｍｌのマグヘマイト濃度で、体積２ｍｍ３の脳組織と混合する。
【０２８５】
次いで、マウスの脳に導入されたまたは組織と混合されたＭＣＲ４００懸濁液の蛍光を、レーザーダイオードを使用して４０５ｎｍで励起して、実施例６に記載したファイバー発光分光計により検出する。光ファイバーは、脳または破砕組織の表面から３ｍｍ上の距離に置く。この距離は、ＭＣＲ４００により放射された最大蛍光強度の検出を可能にするように最適化されている。ＭＣＲ４００の蛍光を、交流磁場をかけることなく、または振動数１９８ｋＨｚの交流磁場をかけて、８ｍＴまたは２５ｍＴの強さで測定する。交流磁場をかけることにより、ＭＣＲ４００の時期励起が発生する。また、ＭＣＲ４００が置いてある領域の温度もＥａｓｉｒ  ２感熱赤外線カメラおよびマイクロプローブ熱電対（ＩＴ−１８、Ｐｈｙｓｉｔｅｍｐ、Ｃｌｉｆｔｏｎ、ＵＳＡ）を使用して測定する。
【０２８６】
水中で実験を行うため、ＭＣＲ４００、ＭＣ−ＤｉＩまたはＢＮＦ−Ｄｉｌを３．６ｍｇ／ｍＬのマグヘマイト換算濃度で含む３種の懸濁液３００μｌを、管内部に置き、これに、強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場を、０、１００、２００、３００、６００、９００、または１２００秒間の異なる持続時間かける。これらの懸濁液の発光を、これらの上澄みと混合したこれらの懸濁液、これらの懸濁液の上澄み、および水と混合したこれらの懸濁液に関して測定する。これらの上澄みと混合した懸濁液は、交流磁場をかけた後に得た懸濁液である。これらの懸濁液の上澄みは、これらの懸濁液を含む石英管に対して０．６Ｔのネオジム磁石を置き、異なるナノ粒子のスタックを管の壁にくっ付ける。次いで、ピペットを使用して上澄みを吸出す。水と混合した懸濁液は、懸濁液から上澄みを除き、それを水と入れ替えることにより得る。これらの３種類の試料の発光を、ＭＣＲ４００については４０５ｎｍで、ＢＮＦ−ＤｉＩおよびＭＣ−ＤｉＩについては５５０ｎｍで励起する。
【０２８７】
結果および検討
２μｌ（４０μｇ）または２０μｌ（４００μｇ）のＭＣＲ４００懸濁液を、磁場をかけることなくマウスの脳に導入する場合、ＭＣＲ４００の発光強度も温度も経時的な変化を示さなかった。振動数１９８ｋＨｚおよび強度８ｍＴの交流磁場をＭＣＲ４００にかけた場合も類似する結果が得られる。
【０２８８】
一方、２μｌのＭＣＲ４００懸濁液をマウスの脳に導入し、振動数１９８ｋＨｚおよび強さ２５ｍＴの交流磁場をＭＣＲ４００に最初の時間（経路１）かけると、１００秒の磁場をかける最初の時間の間、ＭＣＲ４００の発光強度および温度は、それぞれ、５任意単位（ａ．ｕ．）から３０ａ．ｕ．、すなわち８０％、および１３℃から１４℃に増加する。３０分の最初の磁気処理（経路１）後、ＭＣＲ４００を、４つの他の連続する磁気励起（経路２〜５）に曝す。経路２〜５に関し、発光の変動は常に存在するが、経路１より発生は劣る。温度の変動はもはや観察されない。
【０２８９】
２０μｌのＭＣＲ４００懸濁液をマウスの脳に導入し、振動数１９８ｋＨｚおよび平均強さ２５ｍＴの交流磁場をＭＣＲ４００に３０分かけると、発光強度および温度は増加する。最初の１００秒の磁気励起の間、発光強度は、２０ａ．ｕ．から９０ａ．ｕ．、すなわち、投与された２０μｌのＭＣＲ４００に関し約８０％まで増加する。発光のパーセントの増加、約８０％は、２μｌおよび２０μｌのＭＣＲ４００を投与する場合と類似する。最初の１００秒の磁気励起の間、ＭＣＲ４００の温度は９℃から１２℃に増加する。約３３％の温度パーセントの増加は、発光パーセントの増加より有意に低い。
【０２９０】
２μｌのＭＣＲ４００懸濁液を脳組織と混合し、振動数１９８ｋＨｚおよび強さ２５ｍＴの交流磁場をＭＣＲ４００に３０分の最初の時間かけると、ＭＣＲ４００の発光および温度は、最初の１００秒の磁気励起の間、それぞれ、倍率３０および２℃増加し、２つとも脳で観察されるより大きく増加する。
【０２９１】
ＭＣＲ−４００、ＢＮＦ−ＤｉｌおよびＭＣ−Ｄｉｌをマグヘマイトで３．６ｍｇ／ｍｌ含む３００μｌの懸濁液を、０、１００、２００、３００、６００、９００および１２００秒の異なる時間、強度２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの磁場にかけると、最初の１００秒の磁気励起の間、上澄みの発光において、ＭＣＲ４００の上澄みに関し１ａ．ｕ．から１９ａ．ｕ．、ＢＮＦ−Ｄｉｌの上澄みに関し０ａ．ｕ．から０．３２ａ．ｕ．、ＭＣ−Ｄｉｌの上澄みに関し０ａ．ｕ．から０．２ａ．ｕ．の強い増加が観察され、次いで、発光は１００秒後にそれぞれ、ＭＣＲ−４００の上澄みに関して１８．５−１９．５ａ．ｕ．で、ＢＮＦ−Ｄｉｌの上澄みに関して０．３１−０．３３ａ．ｕ．で、ＭＣ−Ｄｉｌの上澄みに関して０．１７−０．２ａ．ｕ．で安定になる。粒子を含まない上澄みの発光とは対照的に、それらの上澄みまたは水と混合されたＭＣＲ−４００、ＢＮＦ−ＤｉｌおよびＭＣ−Ｄｉｌの発光は、ＭＣＲ４００に関して約４の低い値で安定を保ち、ＢＮＦ−ＤｉｌおよびＭＣ−Ｄｉｌに関しては、強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場を０、１００、２００、３００、６００、９００および１２００秒の異なる持続時間かけると、０に保つ。
【０２９２】
また、マウスの脳に導入したまたは組織と混合したＭＣＲ４００の発光変動の基点での勾配、温度変動の基点での勾配の関数としてのΔＦ／δｔ、ΔＴ／δｔも測定した。ΔＴ／δｔが増加するにつれΔＦ／δｔは増加し、関係は線形関係に近く、ΔＦ／δｔおよびΔＴ／δｔの間で約４５ａ．ｕ．／℃の係数（ΔＦ／δｔ）／（ΔＴ／δｔ）を構築できる。さらに、ΔＴ／δｔが約０の場合、非ゼロ蛍光変動を検出することができる。ΔＦ／δｔは約０．０３である。
【０２９３】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）交流磁場の強さがある閾値より低い場合（Ｂ＜８ｍＴ）、ＭＣＲ４００の発光変動も温度変動も起こらない。発光および／または温度の変動を引起すＭＣＲ４００の磁気励起には、８ｍＴを超える強さの交流磁場をかけることが必要である。
（ｉｉ）ＭＣＲ４００を脳に導入し、または組織と混合し、約２５ｍＴを超える強さの交流磁場に曝すと、発光および温度の増加が引起こされうる。発光の変動は、温度の変動と比べ、より発生する。さらに、発光変動は、温度変動が検出できない、とりわけ、酸化鉄ナノ粒子の低濃度の条件下で検出することができる。これにより、この発光プローブは、より大きな体積上で平均温度を測定する巨視的温度プローブより敏感な局所的プローブとなる。
（ｉｉｉ）交流磁場をかけることにより引起こされるＭＣＲ４００の発光の増加は、ローダミンＢがマグネトソームから解離することと関連しうる。発光は、ローダミンＢが酸化鉄ナノ粒子と会合すれば、最初は消光され、交流磁場を当てた後、ローダミンＢがＭＣＲ４００から解離すれば、増加する。次いで、ローダミンＢはプローブ周囲に拡散し、これにより、１００秒後に観察される発光強度における時々起こるランダム変動が説明できる。
（ｉｖ）ＭＣＲ４００の上澄みの発光の増加は、磁場に起因する温度の上昇のせいである。対照的に、ＢＮＦ−ＤｉＩの上澄みの発光の増加は、磁場により引起される温度上昇のせいではなく、磁場により引き起こされる比熱的効果のせいである。
（ｖ）ＭＣＲ４００を強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場に３０分以上２回曝した後、交流磁場を当てることにより発生するＭＣＲ４００の発光の増加は、減少する。この消光は、交流磁場下でのＭＣＲ４００の拡散、またはマグネトソームと会合するローダミンＢ分子の数の減少のせいである可能性がある。
（ｖｉ）強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場をかけることにより引起こされるＭＣＲ４００の発光および温度の変動は、相互に関連する。発光変動がより増加すれば、温度変動もより増加する。さらに、ΔＦ／δｔとΔＴ／δｔとの間の準線形関連性を、一連の異なる条件で構築することができる。
（ｉ）試験した酸化鉄ナノ粒子の異なる量に関し（４０μｇまたは４００μｇ）、（ｉｉ）ナノ粒子の異なる種類に関し（マグネトソームおよびＢＮＦ）、（ｉｉｉ）フルオロフォアの異なる種類に関し（ローダミンＢおよびＤｉｌ）、および調製の異なる種類に関し（組織と混合された、脳に挿入された、または水と混合されたＭＣＲ４００）。
（ｖｉｉ）発光変動と温度変動との間の関係性を構築するため、交流磁場による最初の１００〜２００秒の励起の間に起こる変動を考慮することができる。実際、この１００〜２００秒の初期間後、ＭＣＲ４００の発光変動はランダムとなりうる。
（ｖｉｉｉ）ＭＣＲ４００、ＭＣ−Ｄｉｌ、ＢＮＦ−Ｄｉｌの懸濁液に、強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場にかけると、磁気励起の最初の１００秒間に観察される上澄みの発光強度の増加が発生する。この発光の増加は、ローダミンＢまたはＤｉｌがマグネトソームまたはＢＮＦから解離することにより説明できる。ローダミンＢまたはＤｉｌが溶液中で遊離しており、酸化鉄ナノ粒子が除去されていれば、もはや酸化鉄ナノ粒子により消光されないので、これらの発光は増加する。
（ｉｘ）上澄みまたは水と混合されたＭＣＲ４００、ＢＮＦ−ＤｉｌおよびＭＣ−Ｄｉｌの発光は、強さ２５ｍＴおよび振動数１９８ｋＨｚの交流磁場をかけた後、変化しない。この挙動は、酸化鉄ナノ粒子による光の吸収により説明できる。
【実施例８】
【０２９４】
ローダミンＢおよびＭＣＲ４００の寿命の測定
周波数法を使用して寿命実験を行った。セットアップは、励起源として変調レーザーダイオード、蛍光共焦点分光計、画像を識別する制御装置およびカメラ、周波数発生器、ならびに分光写真機コントローラーを使用する。変調振動数は、３０ＭＨｚと１８０ＭＨｚとの間で変化する。励起波長は４４５ｎｍである。レーザー光は、無線周波数信号により変調する。緩衝フィルターでレーザーダイオードからの寄生蛍光を抑制し、散乱を減らすため、広域フィルターを検出パスに置く。酸化鉄換算５ｍｇ／ｍＬのＭＣＲ４００および濃度５μＭのローダミンＢの懸濁液１ｍＬを、乾燥加熱浴中に５分間置き、懸濁液を２５℃と４５℃との間で加熱する。酸化鉄換算５ｍｇ／ｍｌのＭＣＲ４００および濃度５μＭのローダミンＢの懸濁液１０μｌを、スライド上に置き、次いで対物レンズ×４０の前に置き、各懸濁液の蛍光寿命を測定する。
【０２９５】
２５℃で蛍光寿命は、ＭＣＲ４００に関し４．８ｎｓ、ローダミンＢに関し１．６ｎｓである。試料を４５℃に加熱した場合、ＭＣＲ４００の寿命は１．６ｎｓで、ローダミンＢの寿命は１．３ｎｓである。
【０２９６】
この実施例から次のように結論付けることができる。
（ｉ）２５℃および４５℃で、ローダミンＢの蛍光寿命は、ＭＣＲ４００の蛍光寿命より短い。
（ｉｉ）ローダミンＢの蛍光寿命はＭＣＲ４００の蛍光寿命より短いので、ローダミンＢは、ＭＣＲ４００においてマグネトソームとよく会合する。
（ｉｉｉ）温度が増加すれば、ＭＣＲ４００の寿命はローダミンＢの寿命より有意に減少する。
（ｉｖ）４５℃でのＭＣＲ４００の寿命は、ローダミンＢ単独の寿命と同じであり、これは、マグネトソームからローダミンＢが解離することを示す。
【実施例９】
【０２９７】
医薬化合物に会合するＮＡＮＯＦの使用
医薬化合物をＮＡＮＯＦと混合すると、化合物は化学反応によりＮＡＮＯＦと会合する。次いで、粒子を、生体または生体の一部、たとえば、腫瘍または腫瘍細胞に送るまたは挿入する。次いで、粒子を、交流磁場のような磁場に曝す、またはｐＨ、温度、または粒子を取巻く培地の化学組成を変化させ、ＮＡＮＯＦからの医薬化合物の解離および／またはＮＡＮＯＦの化学変性を引起す。この解離の後、化合物を活性化させ、化合物は診断または治療の処置ツールとして作用する。
【実施例１０】
【０２９８】
合成磁性細菌により合成され、ポリ−ｌ−リジンおよびＤｉｌの被膜で被膜された、発熱物質を含まない発光ＮＡＮＯＦ（Ｍ−ＰＬＬ−ＤｉＩ）の合成
Ｍ−ＰＬＬ−ＤｉＩの非発熱正発光ＮＡＮＯＦ懸濁液を、発熱物質を含まない条件下のフードで、以下のように調製されたＭＳＲ−１マグネトソームの中心部を使用して調製する。先ず、ＭＳＲ−１細菌を、３０℃で５〜７日間、寒天ゲル上で、鉄の存在下、低酸素濃度（約０．５％Ｏ２）で培養する。磁気コロニーを除去し、炭素質、窒素、鉱物、微量元素および酵母抽出物源を含む、鉄を含まない予備培養培地で、空気の存在下、数日間３０℃で培養する。予備培養から集めた磁性細菌を、予備培養培地に類似する培地で、５０リットルの発酵槽を使い３０℃で培養する。成長中、鉄源を含む酸性栄養培地を加えてｐＨを６．８−７に保ち、酸素濃度を０．２％未満に保ちながら、圧縮空気を培養培地に導入して細菌の成長を促進し、マグネトソームを合成する。発酵から得たＭＳＲ−１細菌を、５６５ｎｍ（ＯＤ５６５）で測定して１１０−１２０の吸光度に濃縮する。次いで、この細菌濃縮物１００ｍｌを、５ＭのＮａＯＨ４００ｍｌと混合し、６０℃で１．５〜２時間加熱し、細菌を溶解する。次いで、溶解した細菌の懸濁液を含む容器の壁に対して一晩ネオジム磁石を置き、ＮａＯＨおよび細菌残骸を含む上澄みを１×ＰＢＳで置き換えることにより、処理したマグネトソームを細菌残骸から単離する。次いで、得られた懸濁液を、１×ＰＢＳの存在下、１０Ｗで２０秒間超音波処理し、ネオジム磁石に対して１５分間置き、上澄みを除去し、処理したマグネトソームを１×ＰＢＳに再懸濁する。超音波処理および磁気分離のこの一連の手順を４回繰り返す。次いで、得られた懸濁液１００ｍＬを、１％トリトンＸ−１００および１％ＳＤＳを含む２００ｍＬの溶液と混合し、混合物を５０℃で一晩加熱し、ネオジム磁石に対して置き、上澄みをｐＨ８で８０ｍＬのフェノールで置き換える。得られた懸濁液を６０℃で超音波処理により２時間加熱し、超音波処理なしで６０℃に一晩保ち、磁石に対して置き、懸濁液の上澄みを除去し、８０ｍＬのクロロフォルムで置き換える。クロロフォルムを含む懸濁液を、ネオジム磁石に対して置き、上澄みを除去し、処理されたマグネトソームの表面に吸着する残ったクロロフォルムをこれらのマグネトソーム（上澄みなし）をフード中２時間加熱することにより除去する。最後に、得られたマグネトソームの中心部を、超音波浴中６０℃で１時間加熱された１ＭのＮａＯＨ８０ｍｌを加えることにより、それらを含む管のガラス壁から脱着する。マグネトソームの中心部を含む懸濁液をネオジム磁石に対して置き、上澄みを除去し、滅菌ＭｉｌｌｉＱ水で置き換え、懸濁液を１０Ｗで２０秒超音波処理する。この洗浄の一連の手順を４回繰り返す。マグネトソームの中心部を含む懸濁液を、窒素を使って脱ガスして酸化を回避し、高圧蒸気滅菌法により滅菌し、−８０℃で貯蔵する。
【０２９９】
被膜の不存在下、透過型電子顕微鏡で観察すると、マグネトソームの中心部を含む懸濁液は、エンドトキシン濃度が１０ＥＵ／ｍｇ／ｍｌと１００ＥＵ／ｍｇ／ｍｌとの間、低安定性および迅速な沈降作用を特徴とする。
【０３００】
５６ｍｇのマグネトソームの中心部を含む懸濁液１０ｍｌを、モル質量２１０００ｇ／ｍｏｌのｐｏｌｙ−Ｌ−リジン臭化水素酸（Ｇｍａｃ、ＣＡＳ：２５９８８−６３−０）３７３ｍｇおよび２５０μｇのＤｉｌと混合する。混合物を、超音波浴中、２５ｋＨｚ、３０℃で１５分間超音波処理する。次いで、発熱物質を含まない混合物を、ホイール上で４℃、１分当たり１３回転の回転で１９時間撹拌する。次いで、混合物を、超音波フィンガーを使い、１０分間、１０Ｗ、１分間のパルスおよびパルス間の間隔が１分で、光から保護し、５℃で超音波処理する。１４，０００ｒｐｍで、３０分間、５℃で遠心分離することにより懸濁液を濃縮し、次いで、０．５％エタノールで２回、滅菌Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）水で１５回洗浄する。このようにして得た懸濁液を、最後に、滅菌Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）水に再懸濁し、発熱物質を含まないＭ−ＰＬＬ−ＤｉＩの懸濁液を得る。
【０３０１】
１０％のＮＣＢＳを含む培養培地（ＤＭＥＭ）２ｍｌ当たり５．１０５個の細胞の濃度で、３Ｔ３細胞をペトリ皿（直径３０ｍｍ）に播種する。２４時間後、細胞をＰＢＳで濯ぎ、次いでＭ−ＰＬＬ−ＤｉＩの懸濁液（鉄で２５０μｇ／ｍｌ）の懸濁液で２４時間処理する。処理後、１０％ＮＣＢＳを含む培養培地で細胞を３回濯ぎ、次いで、細胞を落射蛍光顕微鏡を用いて撮影する。ＭＰＬＬ−ＤｉＩの細胞間相互作用を蛍光により観察する。
【実施例１１】
【０３０２】
ＭＣと比較したＭＣＲ４００の特性
透過型電子顕微鏡測定により、ＭＣＲ４００の平均径は６０ｎｍであり、寸法分布は１５ｎｍと９０ｎｍとの間であり、一方ＭＣの平均径は４０ｎｍであり、は、寸法分布は５ｎｍと６０ｎｍとの間であることが明らかになる。ＭＣと比べて、ＭＣＲ４００におけるマグネトソーム寸法は５０％まで増加するので、ＭＣＲ４００の保磁力、残留磁化と飽和磁化との比、またはＳＡＲは、ＭＣと比べて、少なくとも０．０１％、０．１％、１％、２％、５％、１０％、２５％、または５０％の増加を期待することができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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