噴射液體、噴射方法、從液體形成液滴的方法、卡盒和噴射設備的製作方法

2023-05-04 03:52:06

專利名稱：：噴射液體、噴射方法、從液體形成液滴的方法、卡盒和噴射設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及含有蛋白和肽中的至少一種的液體組合物，所述液體組合物適於從所述液體組合物形成液滴，涉及從所迷液體組合物形成液滴的方法，還涉及^f吏用從所述液體組合物形成液滴的方法的噴射設備。
背景技術：
：近年來，已經有使用蛋白溶液作為液滴的許多嘗試。這些嘗試例如包括作為給藥方法的經黏膜給藥，和施用到生物晶片或生物傳感器上(因為它們僅僅需要痕量的蛋白)。另外，使用蛋白液體微液滴的方法也在篩選生物活性物質的領域中引起關注(日本專利申請未審公開No.2002-355025;AllainLR等，"FreseniusJ.Anal.Chem.，，，2001,第371巻，146-150頁；和HowardEI，CachauRE"Biotechniques"2002,第33巻，1302-1306頁)。近來，蛋白，特別是酶或具有生物活性的有用蛋白，即將通過基因重組技術而批量生產，使得蛋白的液滴形成成為用於探索和施用作為新藥物的蛋白和可應用領域的有用工具。首先，在使用液體細滴的情況下向病人施用各種藥物的方法已經越來越重要，特別是在通過肺施用蛋白、肽和其它生物物質方面。肺具有表面積大到50-1401112的肺泡，具有極薄至0.1微米的上皮(作為吸收屏障)，另外具有比消化道更低的酶活性，因此作為注射以胰島素為代表的高分子肽基藥物的替代給藥途徑而引起關注。一般而言，已經知道藥物的液體細滴的肺內沉積在很大程度上取決於其氣體動力粒徑，尤其是為了向肺泡(肺深處)輸送液滴，必要的是開發一種能以高重現性和穩定配方給藥具有1-5微米的粒徑和窄粒徑分布的液滴的給藥形式。傳統上已經有一些向體內、特別是向呼吸器官周邊給藥製劑的方法，下面將用例子解釋這些方法。有一種計量劑量的吸入器(MDI),將製劑以懸浮膠體氣霧劑的形式氣霧化，從而能定量霧化，其中使用液化的不可燃燒的或阻燃性的氣體作為壓力載體，並控制單次要噴射的液化氣體的單位體積。但是，吸入器的問題在於在上述範圍內的液滴尺寸不能充分地受控，而且壓力載體也可能對健康不利。也有一種用於將液體製劑霧化的噴霧方法，其使用水和乙醇作為介質，並通過將液體製劑與氣體在壓力下一起噴射通過毛細管輸送而將液體製劑轉化成^f效滴。因此，理論上，該霧化方法可以通過限定供應入該毛細管流路中的液體製劑的流體體積來控制霧化量，但是難以控制液滴的直徑。特別是，噴霧類型的霧化採用在壓力下的氣體，該氣體已經在從液體形成微滴的方法中使用，隨後作為用於在流體中輸送霧化微滴的氣體。因此，在結構上難以改變在為此用於輸送的空氣流中漂浮的微滴的量(密度)。作為生產具有窄粒徑分布的上述液滴的方法，才艮道了使用液滴產生設備，其基於噴墨印刷中使用的一類原理形成極小的微滴(例如美國專利5,894，841和日本專利申請未審公開2002-248171)。在這裡，將描述這種噴墨系統。該系統包括以下程序將要噴射的液體引入小室，對液體施加推動力，並將液滴經由孔噴射。有用的推動方法包括例如在使用電熱轉化器例如薄膜電阻器的情況下形成氣泡以將液滴通過室上的孔噴射的方法(熱噴墨系統)，和在使用壓力振蕩器的情況下直接將液體推動穿過室上的孔的方法(壓力噴墨系統)。室和孔位於印刷頭元件中，印刷頭元件與液體供應源連接而且也與用於控制液滴噴射的控制器連接。當製備從肺吸收的藥物時，必要的是精確地控制劑量，特別是對於上述蛋白製劑而言，使得基於噴墨系統原理的液滴形成方式是非常優選的形式，因為能控制噴射速率。另外，儘管要求液體是能可靠地噴射的，但是僅僅具有調節的表面張力和粘度的蛋白溶液不穩定地噴射，導致幾乎不能以高度重現性和高效率噴射蛋白溶液的情況。上述蛋白和肽基於噴墨系統原理形成液滴的方法的問題在於蛋白具有脆弱的空間構型，所以可能在構型被破壞時引起蛋白的聚集和分解。當基於噴墨系統原理形成液滴時，物理作用力例如壓力和剪切力被施加到液滴上，每個液體細滴具有其特定的高表面能。它們使得大多數蛋白的構型不穩定(當使用熱噴墨系統時，除了這些作用力之外還施加熱量)。特別基於噴墨系統原理形成液滴的方法的問題在於長期儲存是不穩定的，另外上述物理作用力比在正常攪拌和熱處理中所施加的剪切力和熱能高得多。(據認為例如，在熱噴墨系統中，在300。C下90大氣壓的瞬時載荷被施加到液滴上)。另外，多種物理作用力同時施加到液滴上。因此，蛋白傾向於變得比在處理蛋白的常規方法中更加不穩定，使得常規採用的穩定蛋白的技術不足。一旦發生問題，在液滴形成的同時，蛋白聚集，這引起噴嘴中的堵塞，使得液滴幾乎無法噴射。此外，適合於肺吸入的液滴尺寸是1-5糹效米，這比在目前商業印表機中所用的約16微米的液滴小得多，並導致在液滴上施加更大的表面能和剪切力。因此，將蛋白作為適合於肺吸入的微滴來噴射是極為困難的。考慮到上述各種應用，噴射蛋白溶液的方法優選基於熱噴墨系統的原理，這是因為其生產成本低並能增加噴嘴的密度。另一方面，當用熱噴墨系統噴射蛋白時，加入水溶性聚合物或清蛋白(例如表面活性劑、甘油、各種糖和聚乙二醇)的方法(它們是公知的穩定蛋白的方法)對改進噴射性能的作用極小或沒有作用。關於要吸入肺的液滴(在使用熱噴墨系統的情況下形成)的液體組合物，公開了一種將用於調節表面張力的化合物和/或溼潤劑加入蛋白溶液中的方法(例如，國際公開出版物W002/094342)。上述方法包括向蛋白溶液中加入水溶性聚合物，例如表面活性劑和聚乙二醇，因為描述了通過降低溶液的表面張力和粘度並保持溶液的溼度，水溶性聚合物改進了蛋白在所形成的液滴的溶液中的穩定性。但是，該出版物沒有描述噴射的穩定性，此外，當蛋白和肽的濃度高時加入表面活性劑和水溶性聚合物顯示不足的效果，並且存在添加劑本身劣化噴射穩定性的情況。另外，許多表面活性劑對噴射的穩定性完全不起作用，換句話說，表面張力、粘度或溼度保持效果不能控制噴射的穩定性。換句話說，當用熱噴墨系統噴射蛋白和肽時，上述方法不是用於穩定噴射的通用方法。如上所述，公知的是，噴墨:技術是從液體樣品形成液體細滴並噴射它們的方法，並特別具有對痕量的要噴射的液體即使已轉化成液滴之後也顯示高控制能力的特徵。細滴噴射型噴墨系統包括使用壓電元件的振蕩型系統和使用微加熱器元件的熱噴墨系統。使用壓電元件的振蕩器型系統在要使用的壓電元件的微型化方面有限制，進而在每單位面積上安裝的噴射孔的數目方面有限制。另外，生產噴射設備的必要成本隨著每單位面積排布的噴射孔的數目的增加而急劇增加。與之相比，熱噴墨系統能相對容易地將要用於噴射設備中的微加熱器元件微型化，與使用壓電元件的振蕩器型系統相比提高了每單位面積排布的噴射孔的數目，並能大幅度降低噴射設備的必要生產成本。當使用熱噴墨系統形成液滴時，必要的是調節要噴射的液體的物理性質，從而控制合適的霧化狀態和從每個噴射孔噴射出的液體細滴的液體體積。具體而言，很好地調節液體組合物例如溶劑類型、溶質的組成和濃度(它們構成要噴射的液體樣品)，從而提供液體細滴的目標液體體積。此外，也正在對基於熱噴墨系統原理的液滴噴射機構進行各種技術開發。雖然常規的噴墨印表機頭能噴射具有約數皮升的單獨液體體積的液滴，但是最近開發的噴射技術和噴射機構形成亞皮升或毫微微升級別的極細的細滴(參見例如曰本專利申請未審公開2003-154655)
發明內容本發明的目的是提供一種液體組合物，其作為噴射液體用於通過向該液體施加熱能而穩定地噴射含有蛋白和肽中的至少一種的液滴，和提供一種適於用蛋白液滴的噴射方法和噴射設備。本發明的噴射液體的特徵在於包含選自蛋白和肽的一種物質，具有甜菜鹼骨架的化合物，和液體介質。本發明的噴射方法的特徵在於從上述噴射液體基於熱噴墨系統的原理形成液滴，並噴射所述液滴。用於噴射本發明液體的卡盒的特徵在於包括用於容納上述噴射液體的罐，和基於熱噴墨原理的噴射頭。和打開部件，用於將要噴射的液體從基於熱噴墨原理的卡盒的噴射頭的液體噴射部件引導入使用者的吸入位置。從本發明液體形成液滴的方法的特徵在於該方法通過向含有蛋白和肽中的至少一種的液體施加熱能而從該液體形成液滴，其中上述液體包含具有甜菜鹼骨架的化合物。根據本發明提供了能在已經施加熱能之後穩定地噴射的噴射液體，其中向含有蛋白和肽中的至少一種的溶液中加入具有甜菜鹼骨架的化合物。另外，還可以通過向噴射液體中進一步加入表面活性劑來噴射濃度更高的蛋白溶液，這是因為這種添加提供了穩定噴射的協同作用。當蛋白和肽中的至少一種是藥物有效成分時，藥物有效成分的蛋白和肽中的至少一種通過從可攜式噴射設備噴射出噴射液體以將其轉化成液滴並吸入液滴而到達肺，並且藥物有效成分可以4皮肺吸收。通過用上述方法將蛋白和肽中的至少一種噴射到基質上，上述方法也可以用於製備生物晶片或生物傳感器、感應和篩選生物物質。本發明的其它特徵和優點將從以下描述結合附圖顯然可見，其中在這些圖中相似的參考符號表示相同或相似的部件。圖1是解釋將蛋白噴射到基質上的方法的示意圖；圖2是顯示排布在基質上的蛋白圖案的一個例子的視圖；圖3是用於吸入器的頭部卡盒裝置的解釋性示意圖；圖4是吸入器的透視圖；圖5是圖4中入口蓋子打開狀態的透視圖；圖6是顯示當清蛋白溶液用熱噴墨系統噴射時的噴射速率的圖表；和圖7是實施例20中的實驗程序的模型視圖。具體實施方式下面將參考附圖詳細地描述本發明的優選實施方案。本發明的目的是提供一種作為噴射液體的液體組合物，其用於通過向所述液體組合物施加熱能而穩定地噴射含有蛋白和肽中的至少一種的液滴；提供一種適於使用含有蛋白的液滴的噴射方法，和提供一種噴射設備。下面將詳細描述本發明。在本發明中使用的蛋白表示任何由經由肽鍵彼此鍵合的胺基酸構成的多肽，並可以溶解或分散在水溶液中。另外，在本發明中使用的肽表示由>2個且<100個經由肽鍵彼此鍵合的胺基酸構成的化合物。蛋白和肽可以是化學合成的，或從天然來源精製的，但是通常是天然蛋白和肽的重組形式。蛋白和肽也可以通過聚乙二醇與蛋白和肽等的分子中的胺基酸殘基共價結合來化學重組，從而提高延長蛋白和肽等的療效的作用。當實施本發明時，所用的液體可以含有各種需要形成液滴的蛋白和肽。最一般地，本發明的從含有蛋白和肽的液體形成液滴的目的是將用於醫療的有用蛋白和肽輸送到肺中。這些例子包括各種造血因子，例如降4丐素、血凝素、環孢素、G-CSF、GM-CSF、SCF、EP0、GM-MSF和CSF-1;白細胞介素，例如IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-IO、IL-11和IL-12;IGF;和細月包活素，包括M-CSF、胸腺肽、TNF和LIF。有用的具有其它療效的蛋白包括血管活性肽；幹擾素(cc、P、y或普通幹擾素)；生長素或激素，例如人生長激素和其它動物生長激素(例如牛、豬或雞的生長素)；胰島素；催產素；血管緊張素；甲啡肽(methionineenkephalin);物質P;ET-1;FGF;KGF;EGF;IGF;PDGF;LHRH;GHRH;FSH5DDAVP;PTH;加壓素；胰高血糖素；和生長激素釋放抑制因子。也可以使用蛋白酶抑制劑，例如亮抑酶肽和胃酶抑素，以及金屬蛋白酶抑制劑(例如TIMP-1、TIMP-2和其它蛋白酶抑制劑)。也可以4吏用神經生長因子，例如BDNF和NT3。也可以4吏用血纖溶酶原激活物，例如tPA、尿激酶和鏈激酶。也可以使用具有母體蛋白主結構或一部分和母體蛋白的各種生物性質的至少一部分的蛋白的肽部分。也可以使用類似物，例如取代或缺陷類似物，改性胺基酸例如肽類似物，或包括上述被水溶性聚合物(例如PEG和PVA)改性的物質的化合物。在CriticalReviewsinTherapeuticDrugCarrierSystems,12(2&3)(1995)中已經清楚地說明了上述蛋白可以被輸送到肺。此外，在製備生物晶片和生物傳感器的領域中，蛋白和肽等的篩選中，除了上述蛋白和肽之外，也可以使用以下許多物質各種酶，例如氧化酶、還原酶、轉移酶、水合酶、裂解酶、異構酶、合成酶、表異構酶、變位酶和外消旋酶；各種抗體和受體，例如IgG和IgE;用於診斷的蛋白和肽，例如它們的抗原、過敏原、伴侶蛋白、抗生物素蛋白和生物素；以及用固定化試劑改性的上述物質。在上述噴射液體中所含的有用的蛋白和肽的分子量例如是0.5-150kDa。另外，選自蛋白和肽中的至少一種物質的含量根據其目的和應用而定，優選是lng/ml至200mg/ml。優選的是，液體介質主要含有水，且水與介質的比率是50%或更高。除了作為介質主要組分的水之外，可以加入水溶性有機溶劑和助劑例如醇作為介質。通常知道加入表面活性劑和溶劑例如乙二醇，以改進施加熱能的油墨的噴射性能。但是，當噴射蛋白和肽溶液時，僅僅加入上述物質不能顯著改進噴射性能，所以必須加入新的添加劑。由於進行了深入的研究，本發明人發現在蛋白和肽中含有具有甜茱鹼骨架的化合物的溶液適合用於形成穩定的液滴，即使當已經施加熱能時也是如此。作為將上述熱能施加到液滴上並噴射這些液滴的方法，有例如將管加熱並從開口噴射管內的液體的方法，描述在美國專利6,234,167中，和一種基於熱噴墨方法的原理的方法。熱噴墨系統方法是用加熱器將熱能施加到液體上，用該能量加熱並鼓泡該液體，並從液體存在的空間端部處的開口噴射液滴；和具有的特徵是與上述加熱管的方法相比，能通過將加熱器分成許多細部件而均勻地噴射高度精確數目的液滴。下面主要描述基於熱噴墨方法的原理的構造，因為熱噴墨方法最能顯示噴射性能的改進效果，但是在本發明中可以使用在噴嘴中噴射液體的壓電噴墨方法，其中使用由壓電元件產生的震動壓力。熱噴墨射的熱脈衝的準確度，以及微加熱器等所用裝置的尺寸的準確度；以及重現性。因此，熱噴墨方法可以實現在用於液體製劑的所有多個噴射單元內的液滴的直徑窄分布，這些噴射單元稠密地排布在噴射頭上。另外，在經常使用本發明的情況下，設備需要滿足生產成本低、頭必須經常更換以及設備小的要求，所以進一步優選使用熱噴墨系統。本發明人按照以下方式考慮到具有甜菜鹼骨架的化合物對噴射穩定性作出重大貢獻的原因。甜菜鹼骨架在一個分子中具有彼此靠近的季銨陽離子和有機酸陰離子，並具有以下特徵非常易於水合；能容易地被其它分子改性，並能在分子中具有長鏈烷基或醯基；所以顯示高水合性能，即使當具有甜菜鹼骨架的化合物也具有長鏈烷基時也是如此。另一方面，蛋白和肽的疏水性強，並難以通過水合被穩定。當具有甜菜鹼骨架的化合物含有疏水基團例如上述長鏈烷基和醯基時，這些官能團在蛋白或肽中的疏水位置上起作用，同時甜菜鹼骨架的陽離子和陰離子通過具有高水合性能的陽離子和陰離子的水合力而水合了蛋白和肽，從而穩定它們，並抑制蛋白彼此之間和肽彼此之間的相互作用。在該作用下，具有甜菜鹼骨架的化合物能在液體基於熱噴墨方法原理噴射時防止蛋白和肽由於能量載荷引起的變質和聚集，並且能穩定這種噴射。在本發明中使用的具有甜菜鹼骨架的化合物優選具有下式(1)表示的化學結構formulaseeoriginaldocumentpage12其中式(1)中的^是取代或未取代的具有6-18個碳原子的烷基，更優選是具有8-16個碳原子的飽和烷基。在式(l)中，R2和Rs彼此獨立地是取代或未取代的具有1-6個碳原子的亞烷基鏈，更優選特別是具有1-4個碳原子的亞烷基鏈。在式(1)中，R3和l彼此獨立地是具有1-6個碳原子的烷基或亞烷基鏈，R3和l可以彼此結合形成雜環。上述化合物的例子包括二甲基二烷基甜菜鹼、二乙基二烷基甜菜鹼和甲基乙基二烷基甜菜鹼；和由下式(2)表示的具有雜環的咪唑錯甜菜鹼。formulaseeoriginaldocumentpage12在式1和式2中，A是有機酸的陰離子，更優選是羧基或磺酸基。當A是磺酸基時，R5優選具有羥基。在式(1)和式(2)中，X:和X2是抗衡離子，並且X,僅僅是陰離子物質，且僅僅具有選自無機和/或有機陰離子的至少一種。抗衡離子X,.的例子包括卣離子、氯離子、溴離子、碘離子、氟離子、氬氧根離子、羧酸離子、硝酸離子、磷酸離子和硫酸離子；並且這些抗衡離子可以與X2相同或不同。X2僅僅是陽離子物質，且表示選自單價金屬離子、金屬氧化物離子和有機陽離子中的至少一種。抗衡離子X2可以與x,相同或不同。在式(1)中，n是骨架的重複數目，是0或1。當n是0時，該化合物是式(3)所示的烷基甜菜鹼；當n是l時，該化合物是式(4)或式(5)所示的烷基醯胺烷基甜菜鹼。formulaseeoriginaldocumentpage13基甜菜鹼、其鹽和其衍生物，其範圍使得不會使本發明的效果變差，優選使用烷基醯胺烷基甜菜鹼。合物和蛋白和肽中的至少一種與由主要含水的液體介質和其它添加劑組分(它們是上述噴射液體的組分)組成的液體混合來製備的，但是不限於上述方法。對液體混合物的形式沒有特別限制，可以是任何溶液類型、懸浮液類型、乳液類型和分散液類型。當液體混合物不是溶液類型時，懸浮物質、乳化物質或分散物質在介質中的有用尺寸是在從亞納米到微米級別的範圍內。在本發明中，本發明人進一步發現通過一起加入表面活性劑和具有甜菜鹼骨架的化合物，即使當添加劑的濃度大幅度降低時也可以保持噴射的穩定性。添加相對於1重量份具有甜菜鹼骨架的化合物計的0.2-1重量份的表面活性劑，能相對於具有相同濃度蛋白的溶液而言將具有甜菜鹼骨架的化合物的用量降低到1/10-1/2,同時保持噴射的穩定性。認為表面活性劑的作用不同於具有甜菜鹼骨架的化合物的作用，並且通過抑制蛋白變質的作用和使聚集後的蛋白再溶解的作用來穩定噴射。認為這兩種不同作用的組合產生了協同作用，大大改進了噴射的穩定。認為單獨添加表面活性劑不能完全抑制蛋白的聚集，因為表面活性劑本身沒有如此大的作用，因而它不能確保噴射的穩定性。本發明的表面活性劑表示該化合物在一個分子中同時具有極性部分和非極性部分，每個所述部分在分子中處於彼此遠離的位置，並且具有能通過使兩個不混溶相之間的表面活性劑分子排列而降低兩個不混溶相之間的界面張力的性能，和具有能形成膠束的性能。可以使用的表面活性劑的例子通常包括、但不限於失水山梨醇脂肪酸酯，例如失水山梨醇單辛酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯和失水山梨醇單棕櫚酸酯；甘油脂肪酸酯，例如甘油單辛酸酯、甘油單肉豆蔻酸酯和甘油單硬脂酸酯；聚甘油脂肪酸酯，例如十甘油基單硬脂酸酯、十甘油基二硬脂酸酯和十甘油基單亞油酸酯；聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，例如聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙晞失水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯；聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，例如聚氧乙烯失水山梨醇四硬脂酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇四油酸酯；聚氧乙烯甘油脂肪酸酯，例如聚氧乙烯甘油單硬脂酸酯；聚乙二醇脂肪酸酯，例如聚乙二醇二硬脂酸酯；聚氧乙烯烷基醚，例如聚氧乙烯月桂基醚；聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚，例如聚氧乙烯聚氧丙烯二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯十六基醚；聚氧乙烯烷基苯基醚，例如聚氧乙烯壬基苯基醚；聚氧乙烯氫化蓖麻油，例如聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯氫化蓖麻油(聚氧乙烯氫蓖麻油)；聚氧乙烯蜂蠟衍生物，例如聚氧乙烯失水山梨醇蜂蠟；聚氧乙烯羊毛脂衍生物，例如聚氧乙烯羊毛脂；聚氧乙烯硬脂酸醯胺，其具有來自聚氧乙烯脂肪酸醯胺的6-18的HLB;陰離子表面活性劑，包括含有8-18個碳原子的烷基的烷基硫酸鹽，例如十六烷基硫酸鈉、月桂基硫酸鈉和油基硫酸鈉，和含有平均2-4摩爾氧化乙烯和8-18個碳原子的烷基的聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽，例如聚氧乙烯月桂基硫酸鈉；含有8-18個碳原子的烷基的烷基苯磺酸鹽，例如月桂基苯磺酸鈉；含有8-18個碳原子的烷基的烷基磺基琥珀酸鹽，例如月桂基磺基琥珀酸鈉；天然表面活性劑，例如卵磷脂和甘油磷脂；鞘磷脂類，例如鞘磷脂；以及具有8-18個碳原子的脂肪酸的糖類脂肪酸酯。本發明的噴射液體(液體組合物)可以含有一種或多種上述表面活性劑。所述表面活性劑優選是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，特別優選是聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯(4)失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯UO)失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯UO)失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯(5)失水山梨醇單油酸酯和聚氧乙烯(20)失水山梨醇三油酸酯，最優選聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯。另外，特別優選用於肺吸入的表面活性劑是聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯。要添加的表面活性劑的濃度在胰島素的情況下可以是例如0.001-20重量％，儘管取決於共存的蛋白等。要添加的表面活性劑的含量優選是G.2-10重量份，相對於1重量份的具有甜菜鹼骨架的化合物計。在本發明的實施方案中，可以加入抗菌劑、消毒劑和防腐劑以消除微生物的影響。在本發明中使用的具有甜菜鹼骨架的化合物具有上述作用，但是具有該作用的試劑還包括例如季銨鹽，例如苯扎氯銨和benzathoniumchloride;苯iH汙生物，例如苯酚、甲酚和苯甲醚；苯曱酸類，例如苯甲酸和對-羥基苯曱酸酯；和山梨酸。在本發明的實施方案中，噴射液體可以包含油、甘油、乙醇、脲、纖維素、聚乙二醇和藻酸鹽以提高物理穩定性，防止在保存期間出現聚集和沉澱；和可以包含抗壞血酸、檸檬酸、環糊精、生育酚和其它抗氧化劑以提高化學穩定性，防止劣化和氧化。噴射液體可以包含緩衝劑來調節pH。有用的緩衝溶液包括例如抗壞血酸、檸檬酸、稀鹽酸、稀氫氧化鈉、磷酸氬鈉、磷酸二氬鈉、磷酸氫鍾、磷酸二氫鍾、PBS、Hepes和Tris。噴射液體可以包含等滲劑，例如氨基乙基磺酸、氯化鉀、氯化鈉、甘油和碳酸氬鈉。噴射液體可以含有用於味道和氣味的矯正劑，例如糖如葡萄糖和山梨糖醇，甜味劑例如Astelpalm、薄荷醇和各種調料。另外，有用的矯正劑可以不僅是親水化合物，也可以是疏水化合物或油基化合物。蛋白時，可以使用與目前商業噴墨印表機相似的系統。下面將參考圖1詳細描述使用本發明的噴射液體噴射蛋白的方法。通過以下步驟形成圖案將噴射液體從罐1裝入噴墨頭3的噴嘴中；通過驅動噴墨頭並同時保持基質和噴墨頭的噴嘴面之間的固定間隔，噴墨頭將噴射液體噴到適用於各自目的的基質5上。在圖l中，參考數字2表示液體流路，參考數字4表示液滴，參考數字6表示驅動控制器。建議在噴射噴射液體時使用驅動控制器，從而在基質上形成與圖象圖案相應的圖案，並且優選形成圖1中所示的各點彼此不相連的圖案。本發明中的噴射液體可以包含根據應用霧化液體的目的而選擇的各種添加劑，例如根據需要適量的表面緩沖劑、粘度改進劑、溶劑和溼潤劑。具體而言，可共混的添加劑包括例如親水性粘合劑、疏水性粘合劑、親水性增稠劑、疏水性增稠劑、二醇衍生物、醇、矯味劑、氣味矯正劑和電解質，其可以是單種物質或選自以上的混合物。在這裡，用於上述添加劑的各種物質更優選允許用於每個國家的藥典中所述的醫藥用途，作為次要組分，可以在製備治療用的液體製劑時加入；或用於食品和化妝品中。作為上述添加劑共混的各種物質的通常添加量優選是0.01-40重量％，更優選0.1-20重量％，儘管該值取決於目標蛋白和肽的類型。另外，從噴射性能的角度考慮，上述添加劑的用量優選是0.5-200重量份，相對於1重量份的上述蛋白和肽計，儘管該量隨著添加劑的類型、用量和組合而變化。本發明的霧化器優選是具有以下部件的結構噴射頭部件，該部件能噴射液體製劑的液體細滴並同時對液體製劑施加熱能，並基於熱噴墨原理操作；和許多用於液體製劑的噴射單元，這些單元組成頭部件並能獨立驅動。此外，該霧化器優選具有以下部件電連接部件，用於連接獨立驅動每個液體製劑所用的噴射單元所需的多個控制信號，與用於將液體製劑用噴射單元彼此連接在一起的線路；另外，用於容納上述液體製劑的罐；和用於使液體霧化並同時包括液體流路的整體組合的卡盒，作為用於將液體製劑從罐供應給基於熱噴墨原理的噴射頭的裝置。圖3示意性地顯示了這種用於霧化液體的卡盒的整個構型的例子。在圖3中所示的卡盒通過將用於霧化液體製劑的頭部件9、用於盛放液體製劑的罐7和用於將液體製劑從罐7引入頭部件9的液體流路8整體安置在相同的基質上來製造。通過與內線10連接的電子連接部件11,用於控制在頭部件9中各液體製劑噴射單元的驅動的控制器與頭部件9交換驅動信號、控制信號等。在上述結構中，頭部件9優選使用用於噴射超細液滴的噴射頭，其噴射亞皮升或毫微微升級別的單獨液體量的液滴，並具有對於該液體量的優異控制能力，公開在日本專利申請未審公開2003-154655中。在圖1和3顯示的例子中，一種類型的液體製劑被霧化，從而在該結構中有一個用於盛放液體製劑的罐。當要霧化兩種或更多種的液體製劑時，可以通過將多個用於盛放液體製劑的罐相應於它們合適地安排並構成在其結構中已經整合了多個用於液體製劑的噴射單元的熱噴墨頭來處理這種情況。當使用該噴墨系統將本發明的噴射液體噴到基質上時，也可以有效地使基質與要檢測的物質反應，這通過將含有要檢測的物質的溶液按照相同圖案噴射到基質上來進行，並僅僅通過改變要噴射的量來改變蛋白的濃度。因此，霧化器可以用於製備生物晶片、生物傳感器和用於感知和篩選生物物質的設備。此外，當需要使用上迷極細的液滴作為要噴射的單獨液滴時，例如當尺寸為數微米的體細胞必須作為藥物施用時，霧化器有效地通過使用能噴射上述液體細滴的頭使用。本發明的吸入設備特別具有吸入設備中的形式優點，其將從液體製劑轉變成液體細滴的工藝與將霧化後的液體細滴混合入用於輸送液體細滴的空氣流中的工藝分開，這是本發明的霧化方法的特徵。當將含有預定濃度的噴射液體(液體組合物)的液體製劑(在本發明中限定並可以用於治療目的)霧化入空氣流時，和當使給藥對象吸入已霧化的液體製劑時，吸入設備可以任意地設定藥物化合物在治療用的要吸入的氣體中所含的液體組合物中的含量(每單獨配料的劑量(doseperdosage))。通過使用基於熱噴墨原理的噴射頭，用於上述目的的吸入設備可以微型化，從而便於使用者攜帶和把握，其中布置了用於噴射單位面積高密度液體細滴的開口，作為用於霧化上述液體製劑的霧化機構。在使用上述用於肺吸入的噴射液體的吸入設備中，基本部件是能以粒徑為1-5微米和窄分布的液滴形式噴射本發明的製劑物質。用於噴射該液滴的頭部件是可移除的卡盒單元，這在上面描述在圖3中。組成的作為噴射控制器的吸入設備使得使用者能夠攜帶和把握，吸入器使得使用者能吸入液滴形式的藥物，這些液滴被噴射以荻取均勻的粒徑和恆定的量。現在參考圖4和圖5描述在本發明中使用的吸入器的例子。圖4是顯示吸入器外觀的透視圖，參考數字15表示吸入器的主體，參考數字12表示入口蓋子(以下簡稱蓋子)，它們都形成外殼。參考數字14表示電源按鈕。圖5顯示蓋子12被打開的狀態。當打開蓋子12時，出現頭卡盒單元16和嘴部件13。當使用者開始吸入操作時，空氣從空氣入口流入嘴部件13,並與從在頭卡盒單元16的頭部件9中提供的噴射開口噴射出的藥物混合，形成流體混合物，並流到具有放到人嘴的形狀的嘴部件的出口。通過將嘴部件的端部插入嘴內，用牙齒咬住，並吸入空氣，使用者能夠有效地吸入從頭卡盒單元的液體噴射部件作為液滴噴出的藥物溶液。換句話說，吸入部件的構型對應於使待給藥的人吸入氣體的吸入機理，其中通過霧化機理產生的液體製劑的細液滴以霧的形式漂浮。圖4和圖5顯示了要用於醫療目的的吸入器例子的構型，其被微型化以使使用者能攜帶和把握。吸入器15的主體包括用於容納霧化液體的卡盒、其控制器和電源(電池)的外殼；和安裝在外殼上面的在吸入空氣時用於覆蓋嘴的嘴部件13。用於霧化液體的卡盒與圖3所示的用於液體製劑的罐整合在一起，其構型使得能在打開蓋子12之後進行交換。圖5顯示蓋子12打開的狀態。頭卡盒單元16安裝在用於使空氣從空氣吸入口流入的管狀空氣流路的一些中點上，經由它達到嘴部件8。基於熱噴墨系統的原理，頭卡盒單元16的頭部件將液體製劑轉化成液體細滴，並且管狀空氣流路將它們在空氣流中混合，並霧化它們。當使用者將嘴部件13放入嘴中並經由嘴部件吸入空氣時，吸入者使用從空氣吸入口將空氣引入其中的系統。通過選擇圖5所示的構型，吸入者能自然地使霧化的液體製劑細液滴與吸入的空氣一起到達待給藥的人的咽喉並進入氣管內。因此，要霧化的液體製劑的量(劑量)不依賴於吸入空氣的不同體積，而是獨立控制的。具體而言，頭卡盒單元16的頭部件使用在日本專利申請未審公開20(n-154655中公開的用於噴射液體超細液滴的頭，並具有將液滴直徑控制在平均約3」微米的構型。實施例首先，為了進一步促進對於噴射蛋白溶液的難度的理解，將顯示用熱噴墨系統僅僅噴射蛋白時的蛋白噴射量。蛋白溶液通過將清蛋白溶解在PBS中來製備，並使用熱噴墨印表機(商品名PlXUS950i，由佳能公司生產)噴射各濃度的溶液，該印表機已經被再改造以回收噴射出的溶液。每種清蛋白溶液的噴射量由相對於100%的已按照相同方式噴射的純水的噴射量而言的值表示。結果顯示在表6中。應該理解的是，即使以低至1mg/ml的低濃度含有清蛋白的溶液也不能完全穩定地噴射，並且在溶液含有更多的蛋白時，緩慢得幾乎不噴射。當按照本發明的需要進行這種操作時，必須噴射具有更小直徑的液滴，可以想像蛋白溶液是幾乎不能噴射的。下面參考實施例進一步詳細地描述本發明，但是實施例是為了便於理解的具體實施例，本發明不限於這些具體實施例。在下文中的表示重量％。實施例1-12和對比例1-13確定霧化粒子的直徑將含有30%乙醇的水溶液裝入用於噴射實驗的具有3微米直徑的噴嘴的頭卡盒中，並且噴射的粒子的尺寸和尺寸分布通過使用雷射衍射型並立^聖分布檢測i殳備(Spraytec,由MalvernInstrumentsLtd.生產)檢測確定。結果，檢測到噴射的粒子肯定是具有3微米的窄粒徑分布的液滴。基於熱噴墨系統的原理從蛋白溶液形成液滴通過如下步驟製備噴射液體先在純化水中溶解合適濃度的清蛋白；然後加入具有甜菜鹼骨架的化合物，同時攪拌該溶液；然後定量測定帶有純化水的體積，使得每種物質的濃度可以具有其所需的濃度。製得的噴射液體通過以下步驟噴射將噴射液體裝入上述噴嘴直徑為3微米的頭卡盒中；將頭卡盒與噴射控制器連接；設定頻率為20kHz，電壓為12V;將噴射液體噴射1秒；在3秒的間隔之後再次噴射。噴射液體基於熱噴墨系統的原理噴射。噴射操作重複50次，目測確定噴射液體是否被噴射。完成50次噴射操作的噴射液體評價為"〇"，完成15-49次操作的噴射液體評價為"△",小於15次操作的噴射液體評價為"x"。另外，回收霧化的噴射液體，通過HPLC分析噴射之前和之後的噴射液體來確認該組成是否發生變化(裝置的檢測條件JASCOCorporation;柱YMC-PackDiol-200，500x8.OmmID;洗脫劑包含Q.1MKH2P04-K2HP04(pH7.0)0.2MNaCl的液體；流量0.7ml/min;溫度25。C;檢測UV215nm)。下面的噴射實驗是在上述條件下進行的，其中使用具有直徑為3微米的上述噴嘴的頭卡盒和噴射控制器。作為對比例，製備的噴射液體含有純水、各種蛋白溶液和與本發明無關的物質，並按照本發明實施例中的方式進行噴射實驗。實施例和對比例中檢測的製劑和結果列在下表1中。tableseeoriginaldocumentpage22對比例1的純水穩定地噴射，因為其不含蛋白，而對比例2-13的不含具有甜菜鹼骨架的化合物的噴射液體極少能噴射或完全不噴射，這與蛋白的類型和是否存在添加劑無關。對比例11-13的含有表面活性劑TWEEN的液體能在一定程度上噴射，但是不能充分穩定地噴射。與之相比，顯然，實施例1-12能夠正常和穩定地噴射。HPLC分析的結果表明實施例1-12沒有顯示在噴射之前和之後峰位置和峰面積的變化，也沒有顯示液體組成的變化。實施例13和14對每種蛋白的作用和添加劑的濃度隨後，選擇月桂醯胺丙基甜菜鹼或椰油醯胺丙基甜菜鹼作為具有甜菜鹼骨架的化合物，並加入到每種蛋白中達到預定的濃度。這些噴射液體按照與實施例1所述相同的噴射實驗來評價。這些實施例檢測的製劑和結果列在下表2中。表2tableseeoriginaldocumentpage23儘管要加入的烷基醯胺丙基甜菜鹼的必要濃度隨著蛋白的濃度和類型而變化，但是烷基醯胺丙基甜菜鹼的添加使得每種蛋白能基於熱噴墨系統的原理正常地噴射，這表明少量的烷基醯胺丙基甜菜鹼對寬範圍的蛋白具有作用。HPLC分析的結果表明實施例13和14沒有顯示在噴射之前和之後峰圖的變化，也沒有顯示液體組成的變化。實施例15-19具有甜菜鹼骨架的化合物與表面活性劑的協同作用通過將具有甜菜鹼骨架的化合物加入蛋白中而製備溶液，通過向該溶液中進一步加入表面活性劑而製備噴射液體。這些噴射液體按照與實施例1所述相同的噴射實驗進行評價。這些實施例檢測的製劑和結果列在下表3中。表3tableseeoriginaldocumentpage24同時含有烷基醯胺丙基甜菜鹼和添加劑TWEEN的蛋白溶液能夠被噴射，即使當具有甜菜鹼骨架的化合物的濃度與單獨加入具有甜菜鹼骨架的化合物時相比極低時也是如此。另外，即使當單獨含有相同量的不能使蛋白溶液噴射的濃度的具有甜菜鹼骨架的化合物時，也能噴射蛋白溶液。結果，可以大大降低添加劑的總量。HPLC分析的結果表明實施例15-19沒有顯示在噴射之前和之後峰圖的變化，也沒有顯示液體組成的變化。實施例20(使用噴墨印表機製備抗體晶片，並感應)將H腿nIL2單克隆抗體、H醒nIL4單克隆抗體和H畫nIL6單克隆抗體分別製成濃度為0.1-500mg/ml的液體。通過將月桂醯胺丙基甜菜鹼加入該液體中，使得甜菜鹼的濃度是1%(w/w),製備每種噴射液體。將噴射液體裝入噴墨印表機(商品名PIXUS95(H，由佳能公司生產)的頭部，並噴射到聚-L-賴氨酸塗覆的玻璃片上。圖7顯示本實施例的示意圖。在該圖中，參考數字17表示基板，參考數字18表示封閉劑，參考數字19表示與要檢測的物質特異性反應的物質(例如蛋白和肽)，參考數字20表示要檢測的物質，參考數字21表示與要檢測的物質特異性反應的物質，參考數字22表示指示劑。已經噴射到玻璃上的抗體在4'C孵育，並且孵育抗體的玻璃用1%BSA封閉。在已經封閉後小心地清潔玻璃，並作為抗體晶片基板提供。隨後，與1.0%月桂醯胺丙基甜菜鹼(w/w)、0.5訂WEEN20(w/w)和0.1°/。BSA(w/w)—起製備含有重組IL2、IL4和IL6(它們是要通過晶片檢測的物質)各ljug/ml的溶液。將液體裝入噴墨印表機(商品名PlXUS950i，由佳能公司生產)的頭部，並噴射到上述基板上，形成相同的圖案。在噴射液體之後，用蓋玻璃覆蓋基板，並在4t:進行反應。在反應之後，小心地清潔和乾燥基板。隨後，將與樣品特異性結合的物質與底物反應，指示該物質。含有與樣品特異性結合的物質的溶液通過將各1Mg/ml的指示生物素的抗體液體(生物素化的HumanIL2單克隆抗體、生物素化的HumanIL4單克隆抗體和生物素化的HumanIL6單克隆抗體)、1.0%月桂醯胺丙基甜菜鹼(w/w)、0.5%TWEEN20(w/w)和0.1%BSA(w/w)混合製備，使得每種組分達到其最終濃度；然後將其裝入噴墨印表機(商品名PlXUS950i,由佳能公司生產)的頭部，並噴射到上述基板上，形成相同的圖案。在噴射液體之後，用蓋玻璃覆蓋基板，並在4。C進行反應。在反應之後，小心地清潔和千燥基板。用於指示的溶液通過將10ng/ml的Cy3標記鏈黴抗生物素蛋白、1.0%月桂醯胺丙基甜菜鹼(w/w)、0.5訂WEEN20(w/w)和0.1%BSA(w/w)混合製備，使得每種組分達到最終濃度；然後將其裝入噴墨印表機(商品名PlXUS950i,由佳能公司生產)的頭部，並噴射到上述基板上，形成相同的圖案。在噴射液體之後，用蓋玻璃覆蓋基板，並在4。C進行反應。在反應之後，小心地清潔和乾燥基板。隨後，用受雷射輻射已經完成反應的基板，並使用螢光掃描器檢測從Cy3發射出的螢光信號的量，所述焚光掃描器中安裝有用於透射532nm波長的濾光片。檢測結果表明能夠檢測到與樣品的類型和濃度對應的螢光信號。本發明不限於上述實施方案，在本發明的精神和範圍內可以進行各種變化和改進。所以，本發明的公開範圍由所附權利要求限定。本申請要求2005年3月30日遞交的日本專利申請2005-098749的優先權，此處將該專利申請引入供參考。權利要求1.噴射液體，含有蛋白和肽中的至少一種，通過向其施加熱能而噴射該液體；該液體進一步含具有表面活性並有甜菜鹼骨架的化合物和主要由水組成的液體介質。2.根據權利要求1的噴射液體，其中具有甜菜鹼骨架的化合物是由下式(1)表示的化合物其中l表示取代或未取代的具有6-18個碳原子的烷基；R2和115表示具有1-6個碳原子的亞烷基鏈；R3和IL表示具有1-6個碳原子的烷基或亞烷基鏈；R,和114可以彼此結合形成雜環；A表示羧基、磺酸基或陰離子；XI和X2表示抗衡離子；和n表示0或1。3.根據權利要求1或2的噴射液體，其中具有甜菜鹼骨架的化合物是選自烷基醯胺烷基甜菜鹼和其鹽以及其衍生物中的至少一種化合物。4.根據權利要求1-3中任一項的噴射液體，其中蛋白和肽是選自以下的物質降鈣素、胰島素、胰高血糖素、幹擾素、蛋白酶抑制劑、細胞活素、生長激素、造血因子蛋白、抗體和它們的類似物以及它們的4汙生物。5.根據權利要求1-4中任一項的噴射液體，其進一步含有表面活性劑。6.根據權利要求5的噴射液體，其中表面活性劑是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。7.噴射方法，包括基於噴墨系統的原理噴射根據權利要求1-6中任一項的噴射液體。8.噴射方法，包括基於熱噴墨系統的原理噴射根據權利要求l-6中任一項的噴射液體。9.液體噴射卡盒，包括用於容納根據權利要求1-6中任一項的噴射液體的罐和基於熱噴墨系統原理的噴射頭。10.噴射設備，包括根據權利要求9的液體噴射卡盒；流路，用於從根據權利要求9的卡盒的頭部的液體噴射部件引導裝在卡盒中的要噴射的液體和引導用於輸送該液體的空氣流；和開口。11.根據權利要求10的噴射設備，其中噴射設備用於吸入。12.通過對含有蛋白和肽中的至少一種的液體施加熱能而從該液體形成液滴的方法，其中該液體進一步含具有表面活性並有甜菜鹼骨架的化合物。13.根據權利要求12的從液體形成液滴的方法，其中蛋白和肽是選自以下的物質降鈣素、胰島素、胰高血糖素、幹擾素、蛋白酶抑制劑、細胞活素、生長激素、造血因子蛋白、抗體和它們的類似物以及它們的衍生物。14.根據權利要求12或13的從液體形成液滴的方法，其中該液體進一步含有表面活性劑。15.根據權利要求12-14中任一項的從液體形成液滴的方法，其中該方法通過基於熱噴墨系統的原理對液體施加熱能而從該液體形成液滴。全文摘要本發明涉及液體組合物，其作為噴射液體通過對該液體施加熱能而用於穩定地噴射液滴，其含有蛋白和肽中的至少一種和具有甜菜鹼骨架的化合物；提供從所述液體形成液滴的方法，提供適於用蛋白液滴的噴射方法和噴射設備。通過將具有甜菜鹼骨架的化合物加入蛋白和肽中的至少一種的水溶液中，通過施加熱能液體組合物的噴射穩定性得到改進。另外，可以向含有具有甜菜鹼骨架的化合物的液體組合物中進一步加入表面活性劑，在這種情況下獲得穩定噴射的效果。文檔編號A61K9/72GK101151025SQ20068001085公開日2008年3月26日申請日期2006年3月28日優先權日2005年3月30日發明者政田陽平,杉田賢,金子秀樹申請人:佳能株式會社