Эжекционная жидкость, способ эжекции, способ формирования капель жидкости, картридж для эжекции жидкости и эжекторное устройство

Эжекционная жидкость, способ эжекции, способ формирования капель жидкости, картридж для эжекции жидкости и эжекторное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидкой композиции, содержащей по меньшей мере один из белков и пептидов, подходящих для формирования капель жидкости, способу формирования капель жидкости и эжекторному устройству, в котором используется указанный способ.

Уровень техники

В настоящее время делается много попыток использовать раствор белка в виде капель жидкости. Области применения технологии формирования капель жидкости раствора белка включают, например, трансмукозальное введение в качестве системы доставки лекарственного средства, а также биочипы и биосенсоры, которые требуют очень малого количества белка. Кроме того, способы применения мелкодисперсных капель жидкости белка также привлекают внимание в контроле кристаллов белка и скрининге биологически активных веществ (см. опубликованную заявку на патент Японии No. 2002-355025 и Allain LR et al. "Fresenius J. Anal. Chem." 2001, Vol. 371, pp. 146-150, а также Howard EI, Cachau RE "Biotechniques" 2002, Vol. 33, pp. 1302-1306).

В последнее время белки, в особенности полезные белки, такие как ферменты и белки, обладающие биологической активностью, могут производиться серийно с помощью технологии рекомбинантных генов, и формирование капель жидкости белка может стать полезным средством для открытия, использования и применения белка в качестве нового лекарственного средства. Среди прочих, наиболее важными становятся способы введения различных лекарственных средств пациентам с использованием мелкодисперсных капель жидкости. В особенности указанные способы являются важными для введения не только белков и пептидов, но и других биологических материалов через легкие. Так как в легких площадь поверхности альвеол легких велика и составляет от 50 м² до 140 м² и так как эпителий, который является абсорбционным барьером, является столь же тонким, как 0,1 мкм, и кроме того, так как ферментативная активность является более низкой по сравнению с активностью в пищеварительном тракте, введение через легкие привлекло внимание в качестве альтернативного пути введения инъекции полимерно-пептидного лекарственного средства, представленного инсулином.

Как правило, внутрилегочное депонирование мелкодисперсных капель жидкости лекарственного средства, как известно, зависит от их аэродинамических размеров частиц. Среди прочего, для доставки к альвеолам легких, которые расположены глубоко в легком, необходимо разработать такую форму введения и стабильную композицию, которые могут обеспечить высоко воспроизводимое введение капель жидкости, имеющих узкий диапазон распределения размера частиц от 1 мкм до 5 мкм.

До настоящего времени были известны несколько способов введения композиции в организм, в частности в дыхательный орган или его периферию, которые иллюстрируются следующими примерами.

В ингаляторе с отмеренной дозой (MDI) для суспензионной аэрозольной формы в качестве пропеллента используется сжиженный негорючий или невоспламеняющийся газ, причем используемый для однократного распыления удельный объем сжиженного газа, определен таким образом, чтобы достичь отмеренной дозы. Однако в регулировании диаметра капель жидкости остаются проблемы, связанные с удельным объемом сжиженного газа, и трудно сказать, полезен ли пропеллент для здоровья.

Кроме того, при мелкодисперсном разбрызгивании жидкой композиции методом распыления жидкая композиция, в которой в качестве растворителя используется вода или этанол, пропускается через капилляр вместе со сжатым газом-носителем, преобразуясь, таким образом, в мелкодисперсные капли жидкости. В данном случае степень дисперсности, в принципе, можно регулировать, определяя количество жидкой композиции, поступающей в поток капиллярного канала, но диаметр капель жидкости регулировать трудно.

В частности, при мелкодисперсном разбрызгивании методом распыления конструктивно сложно изменить количество мелкодисперсных капель жидкости (плотность), плавающих в потоке газа-носителя, в зависимости от цели, потому что сжатый газ-носитель, используемый в процессе преобразования жидкой композиции в мелкодисперсные капли жидкости, используется также в качестве газового потока для транспорта мелкодисперсных капель жидкости.

В отношении способа формирования капель жидкости с узким диапазоном распределения размера частиц сообщалось, что устройство, формирующее капли жидкости на основе принципа эжекции жидкости, используемого для струйной печати, используется для получения чрезвычайно мелкодисперсных капель жидкости и их использования (см. патент США No. 5894841 и опубликованную заявку на патент Японии No. 2002-248171). В настоящем описании в эжекции жидкости с использованием указанного вида струйной системы эжектируемая жидкость направляется в маленькую камеру, и к жидкости прикладывается давящая сила, в результате чего капли жидкости эжектируются через отверстие. Примеры указанных прессующих способов включают способ использования электротермического преобразователя, такого как тонкоплёночный резистор, для получения пузырей, эжектирующих, таким образом, капли жидкости через отверстие (эжекторное отверстие), расположенное в верхней части камеры (термическая струйная система), способ использования пьезоэлектрического вибратора для прямой эжекции жидкости через отверстие, расположенное в верхней части камеры (пьезоструйная система), и т.п. Камера, в которой содержится жидкость, и отверстие объединены в элемент печатающей головки, который связан с источником подачи жидкости, а также с контроллером, который управляет эжекцией капель жидкости.

Чтобы лекарственное средство абсорбировалось из легких, необходим точный контроль вводимой дозы, особенно в случае белковой композиции, поэтому формирование капель жидкости на основе принципа струйной системы, которая дает возможность регулировать эжектируемое количество, является наиболее предпочтительным. Кроме того, хотя требуется надежная эжекция жидкости, эжекция раствора белка, контролируемая только по поверхностному натяжению и вязкости, является нестабильной, поэтому были случаи, в которых трудно достичь эжекции с высокой воспроизводимостью и эффективностью.

Проблема, связанная с формированием капель жидкости белков или пептидов на основе принципа струйной системы, заключается в хрупкой природе трехмерной структуры белков, и есть случаи, когда разрушение структуры может привести к агрегации и деградации белков. Физические силы, приложенные к каплям жидкости в момент их образования, основанные на принципе струйной системы, такие как давление, сила трения или высокая поверхностная энергия, которая является характерной для мелкодисперсных капель жидкости, делают структуру многих белков нестабильной (при использовании термической струйной системы дополнительно применяется нагревание). Особенно при формировании капель жидкости с использованием струйной системы эжекционная жидкость должна обладать не только стабильностью при длительном хранении, но также устойчивостью и стабильностью в отношении указанных выше различных нагрузок. Следовательно, так как описанные выше физические действия намного больше, чем сила трения и тепловая энергия, приложенная при общем перемешивании и термообработке (например, в случае термической струйной системы предполагается, что температура 300°C и давление 90 атм приложены мгновенно), и поскольку множество физических сил приложено одновременно, стабильность белка может снизиться более легко, чем при условиях, в которых обычно обрабатывают белок. Поэтому общепринятые способы стабилизации белка были иногда недостаточны. Если встречается указанная проблема, то белок будет агрегировать во время формирования капель жидкости, в результате чего будет забита форсунка (отверстие), и эжекция капель жидкости будет затруднена.

Кроме того, так как размер капель жидкости от 1 мкм до 5 мкм, который подходит для легочной ингаляции, намного меньше, чем приблизительно 16 мкм, который является типичным диаметром капель жидкости, производимых в настоящее время коммерчески доступными принтерами, к каплям жидкости приложены более высокие поверхностная энергия и сила трения. Поэтому очень трудно эжектировать белок в виде мелкодисперсных капель жидкости, которые подходят для легочной ингаляции. Рассматривая указанные диаметры капель жидкости относительно устройства для эжекции жидкости для раствора белка, предпочтительно использовать устройство, которое является недорогим в производстве и основано на принципе термической струйной системы, которая дает возможность форсункам располагаться с высокой плотностью.

С другой стороны, способы, известные для стабилизации белков, в которых добавляют поверхностно-активное вещество, глицерин, различные сахара, растворимый в воде полимер, такой как полиэтиленгликоль, альбумин и т.п., в большинстве случаев являются почти или полностью неэффективными для улучшения осуществления эжекции при эжекции белка, основанной на термической струйной системе.

В отношении жидких композиций для применения в легочной ингаляции капель жидкости, полученных при использовании термической струйной системы, известны жидкие композиции, которые содержат соединения для регулирования поверхностного натяжения и смачивающие вещества (см. международную публикацию No. WO2002/094342). В данном случае добавляли поверхностно-активное вещество и растворимый в воде полимер, такой как полиэтиленгликоль и т.п., чтобы улучшить стабильность белка в растворе, из которого формируются капли жидкости, изменяя поверхностное натяжение, вязкость и увлажняющую активность раствора.

Однако в международной публикации No. WO2002/094342 не приводится какого-либо описания относительно стабильности эжекции, и согласно исследованиям авторов настоящего изобретения было обнаружено, что эффект от добавления поверхностно-активного вещества и растворимого в воде полимера недостаточен, если концентрации белка и пептида высоки, и что сами добавки могут нарушить стабильность эжекции. Кроме того, также было обнаружено, что большинство поверхностно-активных веществ не оказывают никакого эффекта и что стабильность эжекции раствора белка не определяется его поверхностным натяжением, вязкостью и увлажняющей активностью. Другими словами, вышеприведенный способ не является основным способом стабилизации эжекции, когда пептид или белок эжектируются термической струйной системой.

Как описано выше, примеры способов эжекции жидкого образца путем его преобразования в мелкодисперсные капли жидкости включают известную струйную систему. Струйная система, особенно что касается объема жидкости, эжектируемой после превращения в капли жидкости, характеризуется высокой регулируемостью даже при очень малом объеме капли жидкости. Способ эжекции мелкодисперсных капель жидкости струйной системы, как известно, включает вибрационную систему, в которой используется пьезоэлектрический элемент или подобное, а также термическую струйную систему, в которой используется микронагревательный элемент. Вибрационная система, в которой используется пьезоэлектрический элемент или подобное, имеет ограничение по уменьшению размера используемого пьезоэлектрического элемента, поэтому число эжекторных отверстий на единицу площади ограничено. Кроме того, поскольку число эжекторных отверстий, приходящихся на единицу площади, увеличивается, стоимость производства таким образом сильно возрастает. С другой стороны, в термической струйной системе относительно легко уменьшить размер используемого микронагревательного элемента, и по сравнению с вибрационной системой, в которой используется пьезоэлектрический элемент или подобное, число эжекторных отверстий на единицу площади может быть увеличено, а стоимость производства может быть значительно снижена.

При использовании термической струйной системы физические свойства эжектируемой жидкости необходимо корректировать, чтобы точно регулировать уровень дисперсности и объем мелкодисперсных капель жидкости, эжектированных из соответствующих эжекторных отверстий. Таким образом, эжектируемую жидкость готовят путем разработки жидкой композиции, такой как типа и состав растворителей, концентрация раствора и т.п., таким образом, чтобы мог быть получен требуемый объем мелкодисперсной капли жидкости. Кроме того, эжекторный механизм для капель жидкости на основе принципа термической струйной системы, проходит стадию различных технических доработок, например, была разработана новая технология механизма/способа эжекции, с помощью которой могут быть получены чрезвычайно мелкодисперсные капли жидкости объема порядка субпиколитров или фемтолитров (см. опубликованную заявку на патент Японии No. 2003-154655), в то время как обычная струйная головка, установленная в принтере, эжектирует капли жидкости объема приблизительно нескольких пиколитров. Например, можно предположить, что когда соматические клетки размером несколько мкм выбраны в качестве цели для применения лекарственного средства, то становится необходимым использовать чрезвычайно мелкодисперсные капли жидкости, описанные как индивидуальные эжектируемые капли жидкости.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения, таким образом, является обеспечение эжекционной жидкости (жидкой композиции) для стабильного эжектирования капли жидкости, содержащей по меньшей мере один из белков и пептидов на основе принципа струйной системы, с использованием тепловой энергии, а также способ эжекции и устройство, подходящие для эжекции эжекционной жидкости.

Согласно первому аспекту настоящее изобретение обеспечивает эжекционную жидкость, эжектируемую из эжекторного отверстия, с использованием тепловой энергии для эжекции, содержащую:

по меньшей мере один из белков и пептидов;

по меньшей мере один амин, выбранный из аминов, представленных формулой (1):

(где

R₁ и R₄, каждый независимо, представляет собой атом водорода, гидроксильную группу, или замещенную или незамещенную линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода:

каждый R₂ и каждый R₃ независимо представляет собой атом водорода, гидроксильную группу или замещенную или незамещенную линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода;

смежные группы R₁, R₂, R₃ и R₄ могут быть соединены с образованием замещенного или незамещенного гетероциклического кольца;

каждый R₅ независимо представляет собой алкиленовую цепь, имеющую 1-8 атомов углерода;

m равно целому числу 0 или более;

n равно целому числу 1 или более), и их соли; и

жидкую среду, содержащую воду в качестве основного компонента.

Согласно второму аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ эжекции, включающий эжекцию вышеуказанной эжекционной жидкости на основе принципа струйной системы.

Согласно третьему аспекту настоящее изобретение обеспечивает картридж для эжекции жидкости, включающий резервуар, содержащий вышеуказанную эжекционную жидкость и эжекторную головку.

Согласно четвертому аспекту настоящее изобретение обеспечивает эжекторное устройство, включающее вышеуказанный картридж и канал и отверстие для подачи жидкости, эжектированной из эжекторной части головки картриджа, к ингаляционной части, используемой пользователем.

Согласно пятому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ формирования капель жидкости, содержащей по меньшей мере один из белков и пептидов, посредством приложения энергии для эжекции к жидкости, включающий стадию приложения энергии для эжекции к жидкости, заполняющей канал, чтобы таким образом эжектировать каплю жидкости из эжекторного отверстия, сообщающегося с каналом, где жидкость представляет собой вышеуказанную эжекционную жидкость.

Согласно настоящему изобретению при добавлении амина, представленного формулой (1), или его соли к раствору, включающему по меньшей мере один из белков или пептидов, может быть получена эжекционная жидкость, которая может стабильно эжектироваться при использовании тепловой энергии. Кроме того, последующим добавлением поверхностно-активного вещества к эжекционной жидкости достигается синергетическое воздействие на стабильность эжекции, в результате чего возможно эжектировать раствор белка с намного более высокой концентрацией. Когда по меньшей мере один из белков и пептидов обладает лечебными свойствами, то посредством эжекции эжекционной жидкости в виде капель с помощью портативного эжекторного устройства по меньшей мере один из белков и пептидов, в результате вдыхания капель жидкости, может достичь легкого и оказать лечебный эффект. Кроме того, подложка, на которую согласно способу, описанному выше, была эжектирована эжекционная жидкость, может использоваться для производства биочипов и биосенсоров, детекции и скрининга биоматериалов.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания, рассмотренного вместе с сопровождающими чертежами, в которых одинаковые условные обозначения определяют такие же или подобные детали во всех без исключения чертежах.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий способ эжекции белка на подложку;

на фиг.2 представлена схема, показывающая пример расположения белка на подложке;

на фиг.3 представлена схема, показывающая внутреннее строение основного элемента картриджа для ингалятора;

на фиг.4 представлен вид в перспективе, показывающий ингалятор;

на фиг.5 представлен вид в перспективе, показывающий положение, в котором крышка доступа ингалятора с фиг.4 открыта;

на фиг.6 представлен график, показывающий эжекционные объемы, когда раствор альбумина эжектируется термической струйной системой; и

на фиг.7 представлена модель экспериментального способа, выполненного в примере 25.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Используемый в настоящем описании термин "белок" относится к любому полипептиду, в котором ряд аминокислот связан пептидными связями и который растворен или диспергирован в водном растворе.

Следующий термин "пептид", используемый в настоящем описании, относится к соединению, в котором две или более аминокислот связаны пептидной связью (связями), и количество аминокислот составляет 100 или менее.

Указанные белки и пептиды могут быть либо химически синтезированными, либо выделенными из природных источников вместе с обычно используемыми природными белками и рекомбинантными пептидами. Обычно, чтобы улучшить эффективность белков и пептидов, они могут быть химически модифицированы путем ковалентного присоединения аминокислотных остатков белков и пептидов с целью пролонгации, таким образом, их терапевтических эффектов.

При осуществлении настоящего изобретения могут использоваться различные белки и пептиды, какие требуются, чтобы сформировать капли жидкости. Более конкретно, формирование капель жидкости белков и пептидов согласно настоящему изобретению может быть соответственно использовано для доставки терапевтически эффективных белков и пептидов в легкие.

Примеры белков и пептидов, доступных в настоящем изобретении, включают различные гематопоэтические факторы, такие как кальцитонин, факторы свертывания крови, циклоспорин, G-CSF, GM-CSF, SCF, EPO, GM-MSF, CSF-1 и т.п., цитокины, включая интерлейкины, такие как IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12 и т.п., IGF, M-CSF, тимозин, TNF и LIF. Кроме того, примеры других белков, оказывающих терапевтический эффект, доступные в настоящем изобретении, включают вазоактивные пептиды, интерфероны (альфа, бета, гамма или общий интерферон), факторы роста или гормоны, например гормоны роста человека или гормоны роста животных (такие как бычий, свиной или куриный гормон роста), инсулин, окситоцин, ангиотензин, метионин энкефалин, вещество P, ET-1, FGF, KGF, EGF, IGF, PDGF, LHRH, GHRH, FSH, DDAVP, PTH, вазопрессин, глюкагон, соматостатин и т.п. Используются ингибиторы протеаз, например лейпептин, пепстатин, и ингибиторы металлопротеиназ (такие как TIMP-1, TIMP-2 или другие ингибиторы протеиназ). Также используются факторы роста нервов, такие как BDNF и NT3. Также используются профибринолизин-активизирующие факторы, такие как tPA, урокиназа и стрептокиназа. Также используются пептидные фрагменты белка, которые содержат всю или часть основной структуры исходного белка и обладают по меньшей мере частью биологических свойств исходного белка. Также используются аналоги, например аналоги с заменой или делецией, или модифицированные аминокислоты, такие как пептидные аналоги, а также вещества, описанные выше, модифицированные растворимым в воде полимером, таким как ПЭГ, PVA и т.п. Тот факт, что вышеуказанные белки можно доставлять в легкие, подробно показан в критических обзорах в Therapeutic Drug Carrier Systems, 12 (2&3) (1995).

Далее, для применений в производстве биочипов и биосенсоров, а также в скрининге белков и пептидов, в дополнение к белкам и пептидам, описанным выше, могут использоваться следующие белки: различные ферменты, такие как оксидаза, редуктаза, трансфераза, гидратаза, лиаза, изомераза, синтаза, эпимераза, мутаза, рацемаза и т.п.; различные антитела, такие как IgG, IgE и т.п., рецепторы и антигены к ним; белки и пептиды, используемые для диагностики, такие как аллергены, шаперонин, авидин, биотин и т.п.; а также вещества, описанные выше, которые были модифицированы реагентом для иммобилизации.

В качестве белков и пептидов, содержащихся в эжекционной жидкости, могут использоваться такие белки и пептиды, которые имеют молекулярную массу в пределах диапазона от 0,5 кДа до 150 кДа. Далее, концентрация по меньшей мере одного из белков и пептидов в эжекционной жидкости может быть выбрана в зависимости от цели или применения, и предпочтительно выбрана из диапазона от 1 нг/мл до 200 мг/мл.

Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования и обнаружили, что раствор, полученный при добавлении амина, представленного формулой (1), к раствору, содержащему по меньшей мере один из белков и пептидов в качестве активного ингредиента, является подходящим для того, чтобы формировать стабильные капли жидкости с применением тепловой энергии.

В настоящем описании соединение, представленное формулой (1), включает единицу, представленную как -NR₂-R₅-, и единицу, представленную как -NR₃-. R₁ и R₄ в формуле (1) представляют собой, независимо друг от друга, атом водорода, гидроксильную группу, замещенную или незамещенную линейную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, или замещенную или незамещенную разветвленную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода. R₂ и R₃ в формуле (1) представляют собой, независимо друг от друга, атом водорода, гидроксильную группу, замещенную или незамещенную линейную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, или замещенную или незамещенную разветвленную алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода. Смежные группы R₁, R₂, R₃ и R₄ могут быть соединены, с образованием замещенного или незамещенного гетероциклического кольца. R₅ в формуле (1) представляет собой алкиленовую цепь, имеющую 1-8 атомов углерода. m в формуле (1) равно целому числу 0 или более, n в формуле (1) равно целому числу 1 или более.

Далее, когда m равно 2 или более, то есть когда единица, представленная -NR₂-R₅-, присутствует во множестве, R₂ и R₅ в соответствующих единицах представляют собой, независимо друг от друга, атом, группы и цепи, как определено выше. Кроме того, когда n равно 2 или более, то в этом случае единица, представленная -NR₃-, присутствует во множестве, R₃ в соответствующих единицах представляют собой, независимо друг от друга, атом и группы, как определено выше.

Кроме того, также может использоваться соль соединения формулы (1).

Конкретные примеры аминов, представленных формулой (1), включают аммиак, этиламин, диэтиламин, триметиламин, гидроксиламин, этаноламин, 2-амино-l-пропанол, 2-метиламиноэтанол, 3-пирролидинол, пиперидин, пиперазин, морфолин, этилендиамин, путресцин, спермидин, спермин и т.п.

Концентрация по меньшей мере одного из аминов, представленных формулой (1), и его солей в эжекционной жидкости предпочтительно составляет от 0,0001% до 20% по массе, и более предпочтительно от 0,001% до 1% по массе.

Причина большого влияния амина, представленного формулой (1), на стабильность эжекции, как полагают, состоит в следующем. Амин, представленный формулой (1), связывается с поверхностью белка, увеличивая "кажущийся суммарный заряд" до положительного, и подавляет столкновение между белками. Это действие предотвращает деградацию и агрегирование белков и пептидов, происходящие в результате приложения энергии во время эжекции на основе принципа термической струйной системы, а также стабилизирует эжекцию.

В частности, когда соли соединения, представленного формулой (1), являются лекарственным средством, предпочтительно используют фармацевтически приемлемую соль.

Далее, авторы настоящего изобретения обнаружили, что стабильность эжекции может поддерживаться при одновременном добавлении амина, представленного формулой (1), и поверхностно-активного вещества, даже если концентрации добавок довольно низкие. При добавлении поверхностно-активного вещества 0,1-20 частей по массе на 1 часть амина, представленного формулой (1), количество амина, представленного формулой (1), вносимое в раствор, содержащий такую же концентрацию активного ингредиента, может быть уменьшено до 1/10-1/2.

Что касается действия поверхностно-активного вещества, предполагается, что в отличие от аминов, представленных формулой (1), поверхностно-активное вещество стабилизирует эжекцию, предотвращая деградацию белков и пептидов в качестве активных компонентов, а также вызывая повторное растворение агрегировавших белков и пептидов. Также предполагается, что комбинация двух указанных воздействий обеспечивает синергический эффект, что в результате значительно повышает стабильность эжекции. Поскольку одно поверхностно-активное вещество не может в достаточной мере обеспечить указанные воздействия, агрегация белков и пептидов не может быть полностью предотвращена, в результате чего невозможно обеспечить стабильность эжекции.

Используемый в настоящем описании термин "поверхностно-активное вещество" относится к соединениям, несущим как полярную, так и неполярную части в одной молекуле, в которой две указанные части, уменьшающие поверхностное натяжение на границе раздела двух несмешивающихся фаз в соответствии с молекулярной структурой на границе раздела жидкостей и способные образовывать мицеллы, расположенные соответственно в локальных областях, отдаленных друг от друга в молекуле.

Поверхностно-активное вещество включает, но без ограничений, эфиры сорбитана и жирных кислот, такие как монокаприлат сорбитана, монолаурат сорбитана, монопальмитат сорбитана и т.п.; глицериновые эфиры жирных кислот, такие как монокаприлат глицерина, мономиристат глицерина, моностеарат глицерина и т.п.; полиглицериновые эфиры жирных кислот, такие как декаглицерилмоностеарат, декаглицерилдистеарат, декаглицерилмонолинолеат и т.п.; полиоксиэтиленовые эфиры сорбитана и жирных кислот, такие как монолаурат полиоксиэтиленсорбитана, моноолеат полиоксиэтиленсорбитана, моностеарат полиоксиэтиленсорбитана, монопальмитат полиоксиэтиленсорбитана, триолеат полиоксиэтиленсорбитана, тристеарат полиоксиэтиленсорбитана и т.п.; полиоксиэтиленовые эфиры сорбита и жирных кислот, такие как тетрастеарат полиоксиэтиленсорбита, тетраолеат полиоксиэтиленсорбита и т.п.; полиоксиэтиленовые эфиры глицерина и жирных кислот, такие как полиоксиэтиленглицерилмоностеарат и т.п.; полиэтиленгликолевые эфиры жирных кислот, такие как дистеарат полиэтиленгликоля и т.п.; полиоксиэтиленалкиловые эфиры, такие как полиоксиэтиленлауриловый эфир и т.п.; полиоксиэтиленполиоксипропиленалкиловые эфиры, такие как полиоксиэтиленполиоксипропиленгликолевый эфир, полиоксиэтиленполиоксипропиленпропиловый эфир, полиоксиэтиленполиоксипропиленцетиловый эфир и т.п.; полиоксиэтиленалкилфениловые эфиры, такие как полиоксиэтиленнонилфениловый эфир и т.п.; полиоксиэтиленкасторовое твердое масло, такое как полиоксиэтиленкасторовое масло, полиоксиэтиленкасторовое твердое масло (гидрогенированное полиоксиэтиленкасторовое масло) и т.п.; полиоксиэтиленовые производные пчелиного воска, такие как полиоксиэтиленсорбитный воск и т.п.; полиоксиэтиленовые производные ланолина, такие как полиоксиэтиленланолин и т.п.; амиды полиоксиэтилен жирных кислот HLB6-18, такие как амид полиоксиэтиленстеариновой кислоты и т.п.; анионные поверхностно-активные вещества, например алкилсульфаты с алкильной группой, имеющей 8-18 атомов углерода, такие как цетилсульфат натрия, лаурилсульфат натрия, олеилсульфат натрия и т.п.; полиоксиэтиленалкилсульфаты, в которых среднее число молей добавленного этиленоксида равно 2-4, и алкильная группа имеет 8-18 атомов углерода, такие как полиоксиэтиленлаурилсульфат натрия и т.п.; алкилбензолсульфонаты, в которых алкильная группа имеет 8-18 атомов углерода, такие как лаурилбензолсульфонат натрия и т.п.; алкилсульфосукцинаты, в которых алкильная группа имеет 8-18 атомов углерода, такие как лаурилсульфосукцинаты натрия и т.п.; природные поверхностно-активные вещества, такие как лецитин, глицерофосфолипиды; сфингофосфолипиды, такие как сфингомиелин и т.п.; эфиры сахарозы и жирных кислот, в которых остаток жирной кислоты имеет 8-18 атомов углерода и т.п. Указанные поверхностно-активные вещества могут быть добавлены отдельно или в комбинации в эжекционную жидкость (жидкую композицию) настоящего изобретения.

Предпочтительным поверхностно-активным веществом является полиоксиэтиленовые эфиры сорбитана и жирных кислот, и более предпочтительными поверхностно-активными веществами являются монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

моноолеат полиоксиэтилен(4)сорбитана,

монопальмитат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

моностеарат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

тристеарат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

моноолеат полиоксиэтилен(5)сорбитана и

триолеат полиоксиэтилен(20)сорбитана,

причем монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбитана и

моноолеат полиоксиэтилен(20)сорбитана являются наиболее предпочтительными. Кроме того,

монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбитана и

моноолеат полиоксиэтилен(20)сорбитана являются особо подходящими для легочной абсорбции.

Концентрация добавленного поверхностно-активного вещества, зависящая от вида соприсутствующих белков и т.п., может, например в случае инсулина, составлять диапазон от 0,001% до 20% по массе.

В вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть добавлены антибактериальные агенты, фунгициды (бактерициды), консерванты или подобные вещества для устранения влияния микроорганизмов. Указанные добавки включают, например, соли четвертичного аммония, такие как бензалконийхлорид и бензатонийхлорид, производные фенола, такие как фенол, крезол, анизол и т.п., бензойные кислоты, такие как бензойная кислота, параоксибензоат и сорбиновая кислота.

В вариантах осуществления настоящего изобретения для улучшения физической стабильности эжекционной жидкости при хранении могут быть добавлены масла, глицерин, этанол, мочевина, целлюлоза, полиэтиленгликоль и альгинаты, и для улучшения химической стабильности могут быть добавлены аскорбиновая кислота, лимонная кислота, циклодекстрин, токоферол или другие антиоксиданты.

Кроме того, для коррекции pH эжекционной жидкости может быть добавлен буферирующий агент. Например, для указанных целей можно использовать, помимо аскорбиновой кислоты, лимонной кислоты, разбавленной хлористоводородной кислоты, разбавленного гидроксида натрия и т.п., также и буферные растворы, такие как гидрофосфат натрия, дигидрофосфат натрия, гидрофосфат калия, дигидрофосфат калия, PBS, HEPES и Tris.

Более того, в качестве изотонического агента для жидкости также могут быть добавлены аминоэтансульфоновая кислота, хлорид калия, хлорид натрия, глицерин или гидрокарбонат натрия.

Когда эжекционная жидкость настоящего изобретения используется в виде мелкодисперсной жидкости, то в качестве вкусовой добавки или добавки, маскирующей вкус лекарственного вещества, могут быть добавлены сахара, такие как глюкоза и сорбит, подсластители, такие как аспартам, ментол и другие ароматизаторы. Кроме того, могут использоваться не только гидрофильньные вещества, но и гидрофобные соединения, и маслообразные материалы.

Далее, в соответствующем количестве, по мере необходимости, могут быть добавлены различные добавки, подходящие для применения эжекционной жидкости, например регуляторы поверхностного натяжения, регуляторы вязкости, растворители и увлажнители. В частности, примерами известных добавок являются гидрофильньные связующие, гидрофобные связующие, гидрофильньные загустители, гидрофобные загустители, производные гликолей, спирты и электролиты, которые могут использоваться отдельно или в комбинации. Кроме того, поскольку различные вещества, описанные выше, применяются в качестве добавки, предпочтительно использовать такие вещества, которые предназначены для фармацевтического применения и включены в национальную фармакопею или подобные вещества, в качестве вспомогательных компонентов, которые могут быть добавлены при подготовке терапевтических жидких композиций, или же вещества, которые разрешены для применения в пищевых продуктах и косметике.

Процентное содержание различных веществ, описанных выше, вносимых в качестве добавок, изменяется в зависимости от типа целевых белков и пептидов, и в большинстве случаев составляет предпочтительно от 0,001 до 40% по массе, и более предпочтительно от 0,01 до 20% по массе. Кроме того, вносимое количество добавок, описанных выше, изменяется в зависимости от их типа, количества и комбинации, однако предпочтительно, с позиции характеристики эжекции, чтобы массовое отношение содержания добавок составляло 0,1-200 частей относительно 1 части вышеуказанных белков и пептидов.

В случае использования эжекционной жидкости настоящего изобретения для производства биочипов и биосенсоров, а также для скрининга белка, можно использовать практически такую же систему, как и в струйных принтерах, коммерчески доступных на данный момент.

С другой стороны, предпочтительно, чтобы устройство для эжекции жидкости настоящего изобретения включало эжекторную головку, которая основана на принципе термической струйной печати и способна эжектировать мелкодисперсные капли эжекционной жидкости с помощью термической струйной системы, и число форсунок, образующих головку, было таким, чтобы ими можно было управлять независимо друг от друга. Тогда предпочтительно применять картридж для эжекции жидкости интегрированной конфигурации, в который встроены соответствующие форсунки и провода, соединяющие участки электросхем, служащие для связи множества контрольных сигналов и т.п., требуемых для независимого управления соответствующими форсунками. Также указанный картридж снабжен резервуаром для хранения эжекционной жидкости и каналом, который служит для доставки эжекционной жидкости из резервуара к эжекторной головке, разработанной на основе принципа термической струйной системы.

На фиг.1 изображен схематический вид в перспективе, на котором показано устройство для нанесения точек белка на подложку с использованием эжекционной жидкости согласно настоящему изобретению. Подложка 5 используется как, например, аналитический планшет, на котором образованы участки ковалентно связанных стандартных веществ, таких как белки, пептиды, ферменты, антитела и т.п., для обнаружения различных веществ, содержащихся в пробе. Эжекторная головка 3 снабжена по меньшей мере одним каналом (не показан), в кото