无机‑有机杂化化合物的制作方法

本发明涉及一种无机-有机杂化化合物，其呈离子化合物形式，由无机阳离子和有机活性成分阴离子以及可选的有机荧光染料阴离子构成。根据一种简单的基于水的合成，可获得一大组本发明的无机-有机杂化化合物物质，其具有广泛活性成分和治疗基础(例如发炎或免疫病症，如风湿、关节炎、骨质疏松、多发性硬化症；神经病症，如癫痫症或精神分裂症；肿瘤病症；传染病(细菌性、病毒性、寄生虫性传染病)，如疟疾、肺结核或霉菌病；心血管病症，如心绞痛或冠状动脉沉积；用于痛点治疗)。此外，将活性成分释放与光学检测组合易于实现。本发明的无机-有机杂化化合物将疗法(活性成分释放)与诊断(杂化物的光学检测以及CT类或MRI类检测)组合。在生理条件下，活性成分在几小时到几天时间内极缓慢地释放，并且能够以靶向方式在作用部位发挥其作用，其中杂化化合物完全分解。
背景技术：
：靶向递送具有的纳米粒子药物(药物传递)代表了对当今交叉学科科学的重大挑战。在这一领域中，对于极多样的临床图像，目前已实行多种不同材料途径和治疗途径。将活性成分囊封于微脂粒、中等级别或纳米级中空珠粒或聚合物胶囊中较为普遍。此外，活性成分结合在如SiO2、Au、量子点或聚合物纳米粒子的纳米粒子上。或者，活性成分也可包埋于纳米粒子中，其中SiO2和聚合物为最常见的基质材料。目前所论述的材料和溶液的缺点为在一些情况下总体上与纳米粒子相关的活性成分的极少(例如包封于99％作为纳米粒子基质的SiO2中的1％活性成分)以及在活性成分释放之后纳米粒子不完全降解和/或可能具有毒性(例如保留SiO2纳米粒子)。此外，材料途径和材料的合成复杂并且极错综。除活性成分释放外还允许分析型检测的多官能性纳米粒子的情况尤其如此。US2011/0064775A1描述将纳米粒子(例如实施例1中的Fe3O4)或有机荧光染料分子(例如实施例2或实施例3中的荧光素)或有机活性成分分子(例如实施例4中的阿霉素)囊封于有机金属配位化合物中，所述有机金属配位化合物由作为配位体的锌盐(例如硝酸锌)和1，4-双(咪唑-1-基甲基)苯(Bix)构成。所述化合物例如于纯(absolute)(即无水(anhydrous))乙醇中来制备。US8,779,175B2描述含有活性成分分子的水溶性配位复合物。DE202006024289A1公开结合至式M2+1-xM3+x(OH)2(Zn-)x/n的形成层的金属氢氧化物层的分子阴离子。组成结构的金属氢氧化物由阳离子M2+/3+和氢氧根离子(OH)形成，其不发荧光并且不构成活性成分。总之，以下各点可以视为现有技术的药物传递系统和材料的缺点：-错综的化学合成、多阶段方法；-复杂的材料系统，如核/壳结构，和粒子表面的复杂改性；-相对于总纳米粒子质量活性成分的量少；-组分具有毒性和/或在生理条件下不完全或仅极缓慢地可实行/可降解；-复杂的材料系统的针对仅一个临床图像具有活性；-活性成分仅表面结合至纳米粒子，并且因此在悬浮液中由于粒子撞击可易于磨损；-发生副作用；-特定药物的释放过快或过慢。在这一背景下，本发明的一个目的为提供一种可通过极简单合成获得，准许每个纳米粒子具有大量活性成分，并且同时提供光学检测的简单材料概念以及极广泛的应用范围。这一目标通过权利要求中指定的实施例得以实现。技术实现要素：具体来说，提供一种无机-有机杂化化合物，其呈离子化合物形式，由无机阳离子和有机活性成分阴离子以及可选的有机荧光染料阴离子构成，所述化合物于水中的摩尔溶解度为≤10-2摩尔/升。如果存在活性成分阴离子和荧光染料阴离子，那么其各自含有至少一个磷酸酯基(phosphategroup)、膦酸酯基(phosphonategroup)、硫酸酯基(sulfategroup)、磺酸酯基(sulfonategroup)、碳酸酯基(carbonategroup)或羧酸酯基(carboxylategroup)作为官能团，其与无机阳离子结合能够形成微溶于水中的化合物，并且因此能够形成纳米粒子。本发明的无机-有机杂化化合物优选地包括活性成分阴离子和荧光染料阴离子，从而使得无机-有机杂化化合物释放活性成分并且通过由于荧光染料阴离子的荧光的发光在细胞、组织以及器官中定位。杂化化合物优选地由可见光激发。杂化化合物的发光优选地在光的可见光到红外光谱范围内。“活性成分阴离子”的意思是称为治愈或预防人类或动物疾病的药剂的物质以及打算在人类或动物体中或人类或动物身体中上提供医疗诊断或修复、增强或改变人类或动物身体功能的物质。在本文中可以将活性成分阴离子用于极多种不同临床图像。活性成分阴离子优选地用于慢性炎症/哮喘/风湿/关节炎/多发性硬化症、一般炎症、肿瘤病症、疟疾、肺结核、心绞痛或冠状动脉沉积。在生理条件下，活性成分阴离子可优选地在几小时到几天的范围内延时释放。释放优选地通过在生理条件下水解或在磷酸酶存在下经由酯裂解简单地进行。本发明的无机-有机杂化化合物的特点在于其组分不引起过敏和/或不具有毒性并且在生理条件下会完全降解和/或排泄。并入本发明的无机-有机杂化化合物中的有机活性成分阴离子不受任何明显限制，限制条件为其具有至少一个磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基，优选地磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基或磺酸酯基作为官能团，其与无机阳离子结合准许形成微溶于水中的化合物并且因此准许形成纳米粒子。如上文已观察到，优选活性成分阴离子为抵抗慢性炎症/风湿/关节炎/多发性硬化症、一般炎症、肿瘤病症、疟疾、肺结核、心绞痛或冠状动脉沉积的活性成分阴离子。这类活性成分为所属领域中具通常知识者所已知。为了本发明的目的，可使用例如乙酰氨酚磷酸盐(acetaminophenphosphate)、倍他米松磷酸盐(betamethasonephosphate)、地塞米松磷酸盐(dexamethasonephosphate)、尿苷单磷酸盐(uridinemonophosphate)、5′-氟-2′-脱氧尿苷5′-单磷酸盐(5′-fluoro-2′-deoxyuridine5′-monophosphate；FdUMP)、甲基泼尼龙磷酸盐(methylprednisolonephosphate)、曲安西龙磷酸盐(triamcinolonephosphate)、雌酮磷酸盐、睾酮磷酸盐、雌莫司汀磷酸盐(estramustinephosphate)、可待因磷酸盐(codeinephosphate)、克林霉素磷酸盐(clindamycinphosphate)、硫胺焦磷酸盐(thiaminepyrophosphate)、硫胺磷酸盐(thiaminephosphate)；阿扎胞苷单磷酸盐(aracytidinemonophosphate)、环-3′，5′-腺苷单磷酸盐、阿糖腺苷磷酸盐(vidaribinephosphate)、9-[9-(膦酰甲氧基)乙氧基]腺嘌呤(9-[9-(phosphonomethoxy)ethoxy]adenine)、磷丙泊酚(fospropofol)、磷苯妥英(fosphenytoin)、磷酰氧基甲氧基甲基苯妥英(phosphoryloxymethyloxymethylphenytoin)、磷酰氧基甲基苯基丁氮酮(phosphoryloxymethylphenylbutazone)、磷酰氧基甲氧基甲基苯基丁氮酮(phosphoryloxymethyloxymethylphenylbutazone)、磷酰氧基甲基苯茚二酮(phosphoryloxymethylphenindione)、磷酰氧基甲氧基甲基苯茚二酮(phosphoryloxymethyloxymethylphenindione)、N-膦酰氧基甲基桂利嗪(N-phosphonooxymethylcinnarizine)、N-膦酰氧基甲基洛沙平(N-phosphonooxymethylloxapine)、N-膦酰氧基甲基胺碘酮(N-phosphonooxymethylamiodarone)、阿仑膦酸盐(alendronate)、坎利酸盐(canrenoate)、脱氧土霉素水合物(doxycyclinhydrate)、盐酸阿霉素(doxorubicinhydrochloride)、氨曲南(aztreonam)、替吉莫南(tigemonam)、D-葡糖胺6-硫酸盐、黏菌素甲烷硫酸盐(colistinmethanesulfate)、头孢磺啶(cefsulodin)、夫沙那韦(fosamprenavir)、替诺福韦(tenofovir)、阿德福韦(adefovir)、考布他汀A-4磷酸盐(combretastatinA-4phosphate)、叶酸、磷苯妥英(fosphenytoin)、2-巯基乙磺酸盐/美司钠(2-mercaptoethansulfonate/mesna)、磷霉素(fosfomycin)、草甘膦(glyphosate)、草铵膦(glufosinate)、唑来膦酸(zolendronate)、氨基三亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)、弗他布林(fosbretabulin)、α-生育酚磷酸盐、VAPOL磷酸氢盐、吡哆醛-5′-磷酸盐-6-(2′-萘偶氮基-6′-硝基-4′，8′-二磺酸盐)(pyridoxal5'-phosphate6-2'-naphthylazo-6'-nitro-4'，8'-disulfonate))、(11bR)-2，6-二-9-菲基-4-羟基二萘并[2，1-d：1′，2′-f][1，3，2]二氧杂磷杂环庚二烯-4-氧化物((11bR)-2，6-di-9-phenanthrenyl-4-hydroxy-dinaphtho[2，1-d：1’，2’-f][1，3，2]dioxaphosphepine4-oxide)、8-溴环腺苷二磷酸核糖(8-bromocyclicadenosinediphosphateribose)、植酸(phyticacid)、葡萄糖6-磷酸盐以及糖的其它磷酸酯，或天然存在以及合成的核苷酸(例如腺苷单磷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)、腺苷三磷酸(ATP)、鸟苷单磷酸(GMP)、鸟苷二磷酸(GDP)、鸟苷三磷酸(GTP)、胞嘧啶核苷单磷酸(CMP)、胞嘧啶核苷二磷酸(CDP)、胞嘧啶核苷三磷酸(CTP)、尿苷单磷酸(UMP)、尿苷二磷酸(UDP)、尿苷三磷酸(UTP)、去氧腺苷单磷酸(dAMP)、去氧腺苷二磷酸(dADP)、脱氧腺苷三磷酸(dATP)、脱氧鸟苷单磷酸(dGMP)、脱氧鸟苷二磷酸(dGDP)、脱氧鸟苷三磷酸(dGTP)、脱氧胞苷单磷酸(dCMP)、脱氧胞苷二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷三磷酸(dCTP)、脱氧胸苷单磷酸(dTMP)、脱氧胸苷二磷酸(dTDP)或脱氧胸苷三磷酸(dTTP))。此外，还可使用本身并不具有任何磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基的有机活性成分，所述有机活性成分会通过用这些官能团中的至少一者来改性。使所述有机活性成分官能化的对应方法为所属领域中具通常知识者所已知。为了本发明的目的，无机阳离子由Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Zr4+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+或镧系元素中选出。尤其优选的为阳离子Mg2+、Ca2+、[ZrO]2+或La3+。为了本发明的目的，不仅可经由荧光染料阴离子的荧光以光学方式并且还可通过在重或磁性无机阳离子(例如Ba2+、[ZrO]2+、[HrO]2+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+)存在下X射线吸收或磁性量测来检测本发明的无机-有机杂化化合物。本发明的无机-有机杂化化合物还可以理解为包括无机基质和有机活性成分化合物，其中无机基质由由以下各者所构成的族群中选出的无机化合物构成：金属磷酸盐(包含磷酸氢盐和磷酸二氢盐)、金属氧化物磷酸盐、金属膦酸盐、金属硫酸盐、金属磺酸盐、金属碳酸盐或金属羧酸盐，其中所述无机化合物包括由以下各者中选出的阳离子：Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Zr4+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+或镧系元素，其中所述有机活性成分化合物具有一或多个由以下各者中选出的官能团：磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基，所述有机活性成分化合物经由所述官能团并入所述无机基质中。由于活性成分化合物和可选的荧光染料经由其官能团借助于离子型结合并入至无机基质中，因此所述官能团，例如磷酸酯基则视为无机基质的一部分，换句话说，在活性成分化合物上不存在独立磷酸酯基。有机活性成分化合物与有机荧光染料通过阴离子官能团，换句话说借助于离子型结合并入杂化化合物或无机基质中。本发明涵盖包括一定摩尔量的活性成分化合物的那些无机-有机杂化化合物，以及“稀释的”变化形式。两种变化形式可以通过简单混合起始物质的水溶液获得。根据本发明，无机-有机杂化化合物可以包括活性成分阴离子，可选地连同一定摩尔量的荧光染料阴离子一起，其中考虑到各别离子电荷，活性成分阴离子和荧光染料阴离子的摩尔量与所述无机阳离子成化学计量比例。然而，在无机-有机杂化化合物中，活性成分阴离子与荧光染料阴离子的比率还有可能发生改变。在本发明的另一实施例中，无机-有机杂化化合物更用抗体或肽(如抗体和抗体片段、纳米抗体、双功能抗体、肽适体)或用寡核苷酸(如适体或类似分子)官能化，以引导无机-有机杂化纳米粒子和所含的活性成分到达活体内的特定作用部位并且使其积聚于所述部位。由于无机-有机杂化化合物的基于水的合成，这种与抗体或类似分子的偶合尤其简单且平缓。在本发明的一个优选实施例中，如上文已观察到，无机-有机杂化化合物还包括有机荧光染料，即其对应阴离子，所述有机荧光染料具有一或多个由以下各者中选出的官能团：磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基，所述荧光染料(阴离子)经由所述官能团并入离子化合物或无机基质中。有机荧光染料优选地由以下各者所构成的族群中选出：1，1’-二乙基-2，2′-花青碘化物(1，1′-diethyl-2，2′-cyanineiodide)、1，2-二苯基乙炔、1，4-二苯基丁二烯、1，4-二苯基丁二烯、1，6-二苯基己三烯、2，5-二苯基恶唑、2-甲基苯并恶唑、4’，6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)、4-二甲氨基-4’-硝基芪、5，10，15-三苯基咔咯(5，10，15-triphenylcorrole)、5，10，15-三(五氟苯基)咔咯、5，10-二芳基二氢卟酚(5，10-diarylchlorin)、5，10-二芳基铜二氢卟酚(5，10-diarylcopperchlorin)、5，10-二芳基铜氧二氢卟酚、5，10-二芳基镁氧二氢卟酚、5，10-二芳基氧二氢卟酚、5，10-二芳基锌二氢卟酚、5，10-二芳基锌氧二氢卟酚、7-苯甲基氨基-4-硝基苯并-2-氧杂-1，3-二唑(7-benzylamino-4-nitrobenz-2-oxa-1，3-diazole)、7-甲氧基香豆素-4-乙酸、9，10-双(苯基乙炔基)蒽、9，10-二苯基蒽、吖啶橙、吖啶黄、腺嘌呤、蒽、蒽醌、金胺O(auramineO)、偶氮苯、细菌叶绿素A、苯醌、β-胡罗卜素、胆红素、胆绿素二甲酯、联苯、双(5-均三甲苯基二吡咯根基)锌(bis(5-mesityldipyrrinato)zinc)、双(5-苯基二吡咯根基)锌(bis(5-phenyldipyrrinato)zinc)、氯化硼亚酞菁(boronsubphthalocyaninechloride)、二氢卟酚E6(chlorinE6)、叶绿素A、叶绿素B、顺芪、香豆素以及其衍生物、甲酚紫高氯酸盐、隐花青(cryptocyanine)、结晶紫、胞嘧啶、丹磺酰甘氨酸(dansylglycine)、双质子化四苯基卟啉、曙红以及其衍生物、(对二甲氨基)苯甲酸乙酯、二茂铁、荧光素以及其衍生物、例如甲基荧光素、试卤灵(resorufin)、苋菜红(amaranth)、酞菁氯化铝(III)四磺酸、锥虫蓝(trypanblue)、鸟嘌呤、血色素、组氨酸、赫斯特33258(Hoechst33258)、吲哚羰菁(indocarbocyanine)以及其衍生物、荧光黄CH、镁八乙基卟啉、镁酞菁、镁四均三甲苯基卟啉、镁四苯基卟啉、孔雀绿(malachitegreen)、部花青(merocyanine)、N，N′-二氟氧硼基-1，9-二甲基-5-(4-碘苯基)二批咯(N，N′-difluoroboryl-1，9-dimethyl-5-(4-iodophenyl)dipyrrin)、N，N′-二氟氧硼基-1，9-二甲基-5-[(4-(2-三甲基硅烷基乙炔基)(N，N′-difluoroboryl-1，9-dimethyl-5-[(4-(2-trimethylsilylethynyl))、N，N′-二氟氧硼基-1，9-二甲基-5-苯基二批咯(N，N′-difluoro-boryl-1，9-dimethyl-5-phenyldipyrrin)、四苯基卟啉、萘、尼罗蓝(nileblue)、尼罗红(nilered)、八乙基卟啉、氧杂羰菁(oxacarbocyanine)以及其衍生物、恶嗪以及其衍生物、对联四苯、对联三苯、以及其衍生物、苯酚、苯丙胺酸、苯基二批咯(phenyldipyrrin)、脱镁叶绿酸、酞菁、频哪氰醇碘化物(pinacyanoliodide)、吡罗昔康(piroxicam)、卟吩、原黄素(proflavin)、原卟啉IX二甲酯(protoporphyrinIXdimethylester)、芘、焦脱镁叶绿酸盐以及其衍生物、吡咯(pyrrol)、奎宁(quinine)、若丹明(rhodamine)以及其衍生物、核黄素(riboflavin)、孟加拉红(bengalred)、方酸菁染料III(squaryliumdyeIII)、TBPβ-八(COOBu)-Fb、TBPβ-八(COOBu)-Pd、TBPβ-八(COOBu)-Zn、TBP内消旋-四苯基-β-八(COOMe)-Fb、TBP内消旋-四苯基-β-八(COOMe)-Pd、TBP内消旋-四苯基-β-八(COOMe)-Zn、TCPH内消旋-四(4-COOMe-苯基)-Fb、TCPH内消旋-四(4-COOMe-苯基)-Pd、TCPH内消旋-四(4-COOMe-苯基)-Zn、四-第三丁基氮杂卟吩、四-第三丁基萘酞菁(tetra-tert-butylnaphthalocyanine)、四(2，6-二氯苯基)卟啉、四(邻-氨基苯基)卟啉、四均三甲苯基卟啉、四苯基卟啉、四苯基噻呋啉(tetraphenylsapphyrin)、硫杂羰花青以及其衍生物、胸腺嘧啶、反芪、三(2，2′-联吡啶)钌(II)、色氨酸、酪氨酸、尿嘧啶、维生素B12、锌八乙基卟啉、酞菁以及其衍生物、卟啉以及其衍生物，例如四(邻-酰氨基膦酸基苯基)卟啉(tetra(o-amidophosphonatophenyl)porphyrin)和伞形酮(umbelliferone)。在本文中，本身并不具有任何磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基的有机荧光染料用这些官能团(例如：苯基伞形酮磷酸盐(PUP)、甲基荧光素磷酸盐(MFP)、试卤灵磷酸盐(RRP)、道米克-647-尿苷磷酸盐(Dyomics-647-uridinephosphate，DUT))中的至少一者改性。使所述有机荧光染料官能化的适当方法为所属领域中具通常知识者所已知。在本发明的另一较佳实施例中，所述有机荧光染料由以下各者所构成的族群中选出：核黄素-5′-单磷酸钠盐、荧光素、试卤灵、苋菜红、若丹明、香豆素以及伞形酮，所述伞形酮用至少一个磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基官能化。本文中可以给出的实例为苯基伞形酮磷酸盐。无机-有机杂化化合物为微溶性的。为了本发明的目的，微溶性化合物理解为摩尔溶解度为≤10-2摩尔/升的那些化合物。微溶性化合物的摩尔溶解度优选地为≤10-4摩尔/升。这样有利于合成本发明的无机-有机杂化化合物，因为包括活性成分化合物以及荧光染料(如果提供)的无机-有机杂化化合物可以自可溶性前驱化合物沉淀。无机-有机杂化化合物惯常具有X射线非晶形结构。这样有利于简化合成，因为非晶形纳米粒子可以在无巨大合成成本和复杂性下获得。在本发明的一个优选实施例中，无机-有机杂化化合物另外掺杂有一或多个阳离子和/或阴离子。掺杂可以使本发明杂化化合物的发光特性改变，因为在激发有机荧光染料之后，能量一部分或完全地转移到掺杂剂中，并且因此随后可以观察到来源于掺杂剂的发光。更可进行掺杂以改变本发明杂化化合物的激发。掺杂可在任何适合浓度范围下进行。掺杂优选地存在于5ppm到50摩尔％的浓度范围，更优选地0.1到5.0摩尔％的浓度范围。无机-有机杂化化合物优选地掺杂有以下各者：由Ce、pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中选出的镧系元素；由Cr、Mn、Cu、Zn、Y、Ag或Cd中选出的过渡金属；由Sn、Sb、Pb或Bi中选出的主族元素；或由[VO4]3-、[MoO4]3-或[WO4]3-中选出的复合阴离子。本发明杂化化合物可以具有任何适合粒度。在一个优选实施例中，本发明杂化化合物为纳米级的并且粒子直径在1纳米到100纳米的范围内。粒子直径尤其优选在1纳米到20纳米范围内。此外，本发明杂化化合物的实际单分散尺寸分布优选地在±30％的范围内，更优选地在±5％的范围内。此外，本发明杂化化合物优选地具有低聚结程度，更优选地尺寸分布在±30％的范围内，甚至更优选地在±5％的范围内。适用于确定粒子直径和单分散尺寸分布的方法在先前技术中已知。根据本发明，在每一种情况下可以经由选择和合并对应有机荧光染料，对给定的杂化化合物设定不同激发特性和发光特性。本发明杂化化合物的激发优选地位于100纳米到800纳米的范围内，并且发光位于200纳米到2000纳米的范围内。激发一般通过发光二极管或通过激光发射可见光到近红外光(即450纳米到800纳米)来实现，并且有机荧光染料或本发明杂化化合物的发光处于蓝色与红外之间(即450纳米到1400纳米)的可见光谱范围内。在一个实施例中。激发呈紫外光形式(即100纳米到450纳米)。在本发明杂化化合物的情况下，与未结合有机荧光染料相比，在刺激时间内在激发条件下发光强度优选地并不会降低太多，并且尤其优选地，在激发时间内，尤其在用发光二极管激发的情况下，发光强度并不会降低。因此，在曝露于紫外光时，发光强度优选地降低不超过10％，并且在曝露于日光时不超过1％。本发明更涉及一种制备本发明杂化化合物的方法，包括以下步骤：(a)提供有机活性成分化合物的溶液，所述有机活性成分化合物具有一或多个由以下各者中选出的官能团：磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基，所述溶液视情况还包括至少一个由以下各者中选出的阴离子：磷酸根、膦酸根、硫酸根、磺酸根、碳酸根或羧酸根，(b)提供可溶性金属盐的溶液，所述可溶性金属盐包括由Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Zr4+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+或镧系元素中选出的金属阳离子，(c)在搅拌下合并所述两种溶液，使所述杂化化合物沉淀，以及(d)将所述沉淀的杂化化合物分离和/或纯化。本发明方法的步骤(a)包括提供所述有机活性成分化合物的溶液。此外，这一溶液可选地还包括至少一个由磷酸根、膦酸根、硫酸根、磺酸根、碳酸根或羧酸根中选出的阴离子。如果使用这一阴离子，那么所述阴离子可连同阳离子一起以溶解的盐的形式，以例如溶解的碱金属硫酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属羧酸盐、碱金属碳酸盐的形式存在。碱金属优选地为钠或钾。阴离子还可以对应酸的形式存在于溶液中。在本发明的一个实施例中，提供前述阴离子中的一者的溶液包括来自由硫酸、磷酸或甲酸所构成的族群的酸。在羧酸的情况下，所述酸优选地为甲酸、乙酸、丙酸或草酸。在羧酸根的情况下，因此，羧酸根优选地为甲酸根、乙酸根或丙酸根。尤其优选地，溶液包括磷酸根作为阴离子，并且优选地使用磷酸提供这一阴离子。在本发明的一个优选实施例中，步骤(a)中提供的溶液更与有机荧光染料掺合，所述有机荧光染料具有一或多个由以下各者中选出的官能团：磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基。可使用任何适合溶剂作为溶剂。优选地用作溶剂者为水、等渗水、生理缓冲液、醇或这些溶剂中的两者或更多者的混合物。优选地用作溶剂的醇为甲醇、乙醇、丙醇以及异丙醇。本发明方法的步骤(b)包括提供可溶性金属盐的溶液，其包括可相同或不同并且由以下各者中选出的金属阳离子：Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Zr4+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+或镧系元素。可使用任何适合溶剂作为溶剂。优选地又使用上文所确认的溶剂，即水、等渗水、生理缓冲液、醇以及这些溶剂中的两者或更多者的混合物。本发明的一个尤其优选实施例使用等渗水或生理缓冲液作为溶剂。可使用可溶于所用溶剂中的任何盐作为金属盐。适合金属盐为所属领域中具通常知识者所已知。优选地可使用上述金属的卤化物、硝酸盐以及硫酸盐作为金属盐，限制条件为其可溶于所用特定溶剂中。在本发明的一个尤其优选实施例中，使用二氯化镁、二氯化钙、三氯化镧或氯化氧锆作为金属盐。本发明方法的步骤(c)包括在搅拌下合并所述两种溶液。以这种方式，使本发明杂化化合物沉淀。在合并步骤中，所述两种溶液可以具有任何适合温度。在本发明的一个优选实施例中，所述两种溶液中的至少一者或两种溶液的温度在室温到85℃的范围内，更优选地温度在40℃到75℃的范围内。两种溶液优选地快速合并，换句话说在不超过10秒的时段内，优选地在不超过5秒的时段内合并。本发明方法的步骤(d)包括将沉淀的杂化化合物分离和/或纯化。这一分离和/或纯化可通过任何适合方法进行。所述方法在先前技术中已知。杂化化合物粒子的分离和/或纯化优选地通过由以下各者所构成的族群中选出的方法实现：离心技术、透析技术、相转移技术、层析技术、超滤技术、洗涤技术以及其组合。上述分离和/或纯化杂化化合物粒子的方法还可以组合和/或多次进行。附图说明图1示出使用实例[ZrO]2+[BMP]2-0.9[FMN]2-0.1的具有活性成分阴离子和荧光染料阴离子的无机-有机杂化化合物的合成和使用的示意图(BMP：倍他米松磷酸盐；FMN：单黄素核苷酸)；图2基于荧光染料阴离子的荧光示出巨噬细胞中使用实例[ZrO]2+[BMP]2-0.9[FMN]2-0.1(绿色)和[ZrO]2+[BMP]2-0.9[RRP]2-0.1(红色)的具有活性成分阴离子和荧光染料阴离子的无机-有机杂化化合物的光显微图(BMP：倍他米松磷酸盐；FMN：黄素单核苷酸；RRP：试卤灵磷酸盐)。细胞核用DAPI(蓝色)染色；图3基于荧光染料阴离子的荧光示出小鼠模型中使用实例[ZrO]2+[BMP]2-0.95[IRF]2-0.05具有活性成分阴离子和荧光染料阴离子的无机-有机杂化化合物静脉内投与后的分布的示范(BMP：倍他米松磷酸盐；IRF：发射红外光的荧光染料)；图4示出活性成分自使用实例[ZrO]2+[AAP]2-0.9[UFP]2-0.1的具有活性成分阴离子和荧光染料阴离子的无机-有机杂化化合物的释放，释放通过检测释放的荧光染料(UFP)的荧光以及通过元素分析得到的剩余纳米粒子中碳含量的降低来示出(AAP：乙酰胺苯酚磷酸盐；UFP：伞形酮磷酸盐)；以及图5示出活性成分自使用实例[ZrO]2+[BMP]2-0.9[FMN]2-0.1的具有活性成分阴离子和荧光染料阴离子的无机-有机杂化化合物的释放，与地塞米松(DM)相比，作为消炎剂的BMP的活性示于自小鼠新近分离的脂多糖(LPS)刺激的腹膜巨噬细胞(MF)中，其中浓度由10-10摩尔浓度增加到10-5摩尔浓度(BMP：倍他米松磷酸盐；FMN：黄素单核苷酸)。具体实施方式在生理条件下，活性成分自活性成分阴离子经几小时到几天时间极缓慢地释放，且能够在作用部位显现其活性。这一情况示于图4中，于实验室悬浮液中的缓慢释放。本文中的活性成分阴离子可由极广泛范围的组成物中选出，并且涵盖各种可能的临床图像。除释放活性成分以外，本发明的无机-有机杂化化合物可以通过另外并入的荧光染料阴离子的荧光来定位。图3示出静脉内投与后无机-有机杂化化合物的分布和位置可以在活体内小鼠模型中借助于非侵入性近红外成像描绘。图2示出细胞(巨噬细胞)中无机-有机杂化化合物的摄取和积聚。图5示出倍他米松磷酸盐的活性，其以活性成分自无机-有机杂化化合物释放并且根据活体外分析在LPS刺激的巨噬细胞中具有消炎活性。为使纳米粒子活体内到达特定作用部位，无机-有机杂化纳米粒子可另外用针对疾病特异性标靶的肽、抗体或寡核昔酸官能化。总之，本发明相比于先前技术具有以下优点：-无机-有机杂化化合物作为投与活性成分的创新材料概念；-无机-有机杂化化合物优选地含有用于治疗的活性成分与用于诊断的荧光染料；-可在较宽的范围内选择化学组成，具体地说由以下各者中选出无机金属阳离子：Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Zr4+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+；或镧系元素；以及有机阴离子，所述有机阴离子包括活性成分并且另外可选地包括荧光染料，其在每一种情况下带有磷酸酯基、膦酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、碳酸酯基或羧酸酯基作为官能团(并且因此分别鉴别为活性成分阴离子或荧光染料阴离子)；-无机-有机杂化化合物可通过简单光学检测经由细胞、组织或器官中荧光染料阴离子的荧光识别。另外可通过在重或磁性无机阳离子(例如Ba2+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Gd3+、La3+、Fe3+、Bi3+)存在下X射线吸收或磁性量测检测；-活性成分阴离子和荧光染料阴离子以一定摩尔量存在于无机-有机杂化化合物中，考虑到各别离子电荷，活性成分阴离子和荧光染料阴离子的摩尔量与无机阳离子成化学计量比例。另外，活性成分阴离子与荧光染料阴离子的比率可以改变；-无机-有机杂化化合物一般不为结晶(即X射线非晶形)。不需要昂贵并且不便的结晶材料的合成和/或核/壳结构的显影。由此会极大地简化合成。此外，合成可以通过于水相中简单沉淀来进行，因为杂化化合物微溶于水中。因此，也可以容易地控制晶种的形成和晶种于水中的生长，从而极容易达到低于100纳米的粒子直径；-无机-有机杂化化合物可以含有极多种的不同活性成分阴离子并且因此可以用于极广泛的医疗治疗领域(例如慢性炎症/风湿/关节炎/多发性硬化症、一般炎症、肿瘤病症、疟疾、肺结核、心绞痛或冠状动脉沉积)。活性成分在生理条件下经几小时到几天时间自无机-有机杂化化合物延时释放。通过这一途径，规定剂量的活性成分可以经延长时段释放并且直接释放于作用部位。可以降低或避免副作用和在例如血液中不需要的活性成分生理降解；-无机-有机杂化化合物还可以含有极不同的荧光染料阴离子。激发通常在可见光光谱范围内，使用分别在可见光或红外范围发射光的适当激光或发光二极管(LED)进行；-除活性成分外，无机-有机杂化化合物的显着特征为不引起过敏和/或不具有毒性的组分，其在生理条件下以完全降解形式排泄；-为引导无机-有机杂化纳米粒子到达活体内的特定作用部位并且使其积聚于所述部位，其可以另外用针对疾病特异性标靶的抗体或肽官能化。鉴于无机-有机杂化化合物的基于水的合成，这种也与抗体或类似分子的偶合尤其简单且平缓。以上列举的US2011/0064775中所揭示的化合物与本发明的无机-有机杂化化合物在两个关键方面不同：(i)本发明的无机-有机杂化化合物由阳离子和至少一个活性成分阴离子构成。存在均质组成物。US2011/0064775A1中所述的化合物为非均质的，意思是其含有两种可明显彼此分离的物质(参见US2011/0064775A1的图2)。US2011/0064775A1描述有机金属配位聚合物(Zn-Bix)中包含纳米粒子和分子。这一配位聚合物(Zn-Bix)不主动发荧光并且不为活性成分。基质(Zn-Bix)因此使粒子(荧光活性成分)的功能丧失。与本发明的无机-有机杂化化合物相比，所述功能通过包括的分子或纳米粒子实现。因此，作为整体用于系统的活性分子的总量受到限制。(ii)US2011/0064775A1中所述的化合物可溶于水中并且因此必须于纯无水乙醇中来制备。相反，本发明的杂化化合物微溶于水中。为能够于水中制备和/或用于水溶液系统(例如药物，即细胞流体或血液)中的本发明的杂化化合物，这是必要的。上文列举的US8,779,175B2中所揭示的化合物与本发明的无机-有机杂化化合物也有根本区别：(i)US8,779,175B2中所述的化合物可溶于水中并且因此必须例如于纯无水甲醇中来制备(例如镁托吡酯(magnesiumtopiramate)，第21栏，第41行以及其后)。在合成在水中进行的情况下，任何过量起始物质均可以基于其于水中的低溶解度分离出。作为目标化合物的配位复合物可溶于水中，相反，呈固体形式者可以仅通过蒸馏移除水(经旋转蒸发器)获得(实例为钙托吡酯)。相反，本发明的杂化化合物微溶于水中。为能够于水中制备本发明的杂化化合物并且将其用于水溶液系统中(例如药物，即细胞流体或血液)，这是必要的。(ii)US8,779,175B2中获得的物质为非结构化固体，并非纳米材料。由此显着限制其在薄层(无光学透明度)和药物(非静脉内投与)中的用途。与DE202006024289中所揭示的金属氢氧化物化合物相比，本发明的无机-有机杂化化合物可包括呈单个排他性阴离子形式的活性成分分子。这对于形成层的金属氢氧化物在化学上是不可能的。构架(形成层的氢氧化物)使物质(荧光活性成分)的功能丧失。与本发明的无机-有机杂化化合物相比，所述功能通过连接的分子或纳米粒子实现。因此，作为整体用于系统的活性分子的总量受到限制。相对于上文的现有技术文献，本发明的无机-有机杂化化合物中的荧光阴离子或活性成分阴离子的量分别与各别阳离子可为等摩尔的，这是有益的，因为其使得活性成分和荧光染料的含量分别达到极高([ZrO][BMP]例如含有81重量％的活性成分BMP)。类似含量适用于例如[ZrO]2+[FdUMP]2-。本发明的无机-有机杂化化合物可以于水中制备且微溶于水中。如果化合物不微溶于水中，那么纳米粒子不可以在水存在下制备或储存(水性溶解)。如果化合物在水性条件下易溶，那么不可用于细胞或血液中。本发明更通过下文的非限制性实例加以阐明。实例：实施例1：[ZrO][BMP]0.9[FMN]0.1：无机-有机杂化化合物ZrO(BMP)0.9(FMN)0.1通过混合两种溶液来制备。溶液1含有于去矿物质水(2.5毫升)中的ZrOCl2·8H2O(5毫克)。溶液2含有于去矿物质水(25毫升)中的核黄素5′-单磷酸钠二水合物(2.4毫克)和倍他米松磷酸钠(21.6毫克)。将溶液2加热到50℃并且剧烈搅拌(约1000转/分钟)。接着在密集搅拌下用注射器快速注射溶液1。在搅拌两种分钟之后，通过离心(在22500Umin-1下15分钟)分离出黄色固体。将纳米粒子再悬浮于去矿物质水(25毫升)中两次并且再次离心，以移除所有剩余盐。最终，通过将纳米粒子再悬浮于HEPES缓冲液(12毫升，30毫摩尔/升，pH＝7.4)中获得稳定悬浮液。或者，将离心分离物再悬浮于去矿物质水(3.1毫升)中。随后在搅拌下向这一悬浮液中逐滴添加葡聚糖40的溶液(3毫升，1.6毫克/毫升H2O)。在所有情况下，所用去矿物质水在使用之前预先借助于无菌针筒过滤器(PA，0.20微米)呈现为无尘且无菌的。由此得到呈直径为约60纳米的非晶形纳米粒子形式的无机-有机杂化化合物[ZrO][BMP]0.9[FMN]0.1，其包括作为无机阳离子的[ZrO]2+、活性成分阴离子[BMP]2-以及荧光染料阴离子[FMN]2-。其它工作实例：与实施例1类似，在本发明的无机-有机杂化化合物中，可使用其它活性成分阴离子替代倍他米松磷酸根[BMP]2-作为活性成分阴离子，以及可使用其他荧光染料阴离子替代黄素单核昔酸根[FMN]2-作为荧光染料阴离子；如例如下文所示，参见化合物1到化合物45。另外可选择不为[ZrO]2+的阳离子，如Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、[ZrO]2+、[HfO]2+、Sc3+、Y3+、Gd3+、La3+、Fe3+或Bi3+，其中使用无机阳离子和有机阴离子合成微溶于水中的杂化化合物。下文指示各别功能性阴离子的盐或游离酸，或者可使用其两者。指定形式与所讨论的常见市售功能性有机阴离子的形式相对应，如可以用作合成本发明的无机-有机杂化纳米粒子的起始物质。1.乙酰氨酚磷酸盐2.倍他米松磷酸盐3.地塞米松磷酸盐4.甲基泼尼龙磷酸盐5.曲安西龙磷酸盐6.雌酮磷酸盐7.睾酮磷酸盐8.雌莫司汀磷酸盐9.可待因磷酸盐10.克林霉素磷酸盐11.硫胺焦磷酸盐12.硫胺磷酸盐13.阿扎胞苷单磷酸盐(ara-CMP)14.环3′，5′-腺苷单磷酸盐15.阿糖腺苷磷酸盐16.9-[9-(膦酰甲氧基)乙氧基]腺嘌呤17.磷丙泊酚18.磷苯妥英19.磷酰氧基甲氧基甲基苯妥英20.磷酰氧基甲基苯基丁氮酮21.磷酰氧基甲氧基甲基苯基丁氮酮22.磷酰氧基甲基苯茚二酮23.磷酰氧基甲氧基甲基苯茚二酮24.N-膦酰氧基甲基桂利嗪25.N-膦酰氧基甲基洛沙平26.N-膦酰氧基甲基胺碘酮27.阿仑膦酸盐28.试卤灵磷酸盐29.亮黑(Brilliantblack)30.3-苯基伞形酮磷酸盐31.3-O-甲基荧光素磷酸盐32.苋菜红/酸红27/偶氮玉红S33.汽巴克隆亮红3B-A/活性红434.酸蒽红G35.核固红/钙红36.坎利酸钾37.脱氧土霉素水合物/脱氧土霉素盐酸盐半乙醇盐半水合物38.钙黄绿素/奥夫他散(Fluorexone)/荧光素-双(甲基亚氨基二乙酸)39.硝嗪黄40.ABTS/2，2′-次偶氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐41.盐酸阿霉素42.ANSA镁盐/8-苯胺基-1-萘磺酸半镁盐水合物43.吲哚菁绿/卡迪欧绿44.荧光黄CH二锂盐45.荧光红63346.酞菁氯化铝(III)四磺酸47.氨曲南48.替吉莫南49.D-葡糖胺6-硫酸盐50.黏菌素甲烷硫酸盐51.头孢磺啶52.夫沙那韦53.替诺福韦54.阿德福韦55.考布他汀A-4磷酸盐56.叶酸57.磷苯妥英58.2-巯基乙烷磺酸盐/美司钠59.磷霉素60.草甘膦61.草铵膦62.唑来膦酸63.氨基三亚甲基膦酸64.二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)65.亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)66.弗他布林67.α-生育酚磷酸盐68.VAPOL磷酸氢盐69.吡哆醛5′-磷酸盐-6-(2′-萘偶氮基-6′-硝基-4′，8′-二磺酸盐)70.(11bR)-2，6-二-9-菲基-4-羟基二萘并[2，1-d：1′，2′-f][1，3，2]二氧杂磷杂环庚二烯4-氧化物71.8-溴环腺苷二磷酸核糖72.植酸73.锥虫蓝74.葡萄糖-6-磷酸盐以及糖的其它磷酸酯75.天然存在以及合成的核苷酸，如-腺苷单磷酸(AMP)-腺苷二磷酸(ADP)-腺苷三磷酸(ATP)-鸟苷单磷酸(GMP)-鸟苷二磷酸(GDP)-鸟苷三磷酸(GTP)-胞嘧啶核苷单磷酸(CMP)-胞嘧啶核苷二磷酸(CDP)-胞嘧啶核苷三磷酸(CTP)-尿苷单磷酸(UMP)-尿苷二磷酸(UDP)尿苷三磷酸(UTP)-去氧腺苷单磷酸(dAMP)-去氧腺苷二磷酸(dADP)-脱氧腺苷三磷酸(dATP)-脱氧鸟苷单磷酸(dGMP)-脱氧鸟苷二磷酸(dGDP)-脱氧鸟苷三磷酸(dGTP)-脱氧胞苷单磷酸(dCMP)-脱氧胞苷二磷酸(dCDP)-脱氧胞苷三磷酸(dCTP)-脱氧胸苷单磷酸(dTMP)-脱氧胸苷二磷酸(dTDP)-脱氧胸苷三磷酸(dTTP)另外，还可使用发光标记的核苷酸用于合成发光杂化化合物。所述核苷酸可购自例如生命技术公司(LifeTechnologies)(以名称阿莱克萨(ALEXA))或道米克公司(Dyomics)(以名称DY)。染料为红外荧光染料。就可见光于组织中极快速吸收来说，鉴于红外光的低组织渗透，在几微米的组织厚度下，发红外光在药物中特别有利。这些红外染料为用于医疗应用的标准染料。下文中通过实例列举的发光标记的核苷酸均含有磷酸基并且可以容易地并入到本发明的杂化化合物中。下文给出产品名称(例如阿莱克萨或DY)、激发和发射波长以及在一些情况下的化合物的经验公式。发光改性的核苷酸激发/发射，以纳米计AlexaFluor546-14-dUTP555/570AlexaFluor555-aha-dUTP555/570AlexaFluor555-aha-dCTP555/570AlexaFluor546-16-OBEA-dCTP555/570AlexaFluor546-14-UTP555/570AlexaFluor568-5-dUTP575/600TexasRed-12-dUTP595/610AlexaFluor594-5-dUTP590/615AlexaFluor647-aha-dUTP650/670AlexaFluor647-aha-dCTP650/670AlexaFluor647-12-OBEA-dCTP650/670当前第1页1 2 3