(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-22
(45)【発行日】2024-05-01
(54)【発明の名称】ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレン物質を含む組成物
(51)【国際特許分類】
A61K 8/34 20060101AFI20240423BHJP
A61K 31/375 20060101ALI20240423BHJP
A61K 33/00 20060101ALI20240423BHJP
A61K 38/02 20060101ALI20240423BHJP
A61K 38/22 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/02 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/04 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/06 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/08 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/10 20170101ALI20240423BHJP
A61K 47/12 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/14 20170101ALI20240423BHJP
A61K 47/18 20170101ALI20240423BHJP
A61K 47/22 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/24 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/32 20060101ALI20240423BHJP
A61K 47/42 20170101ALI20240423BHJP
A61K 47/44 20170101ALI20240423BHJP
A61K 47/46 20060101ALI20240423BHJP
A61P 5/00 20060101ALI20240423BHJP
A61P 17/00 20060101ALI20240423BHJP
A61P 17/02 20060101ALI20240423BHJP
A61P 17/10 20060101ALI20240423BHJP
A61P 29/00 20060101ALI20240423BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20240423BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20240423BHJP
A61Q 19/00 20060101ALI20240423BHJP
A61Q 19/08 20060101ALI20240423BHJP
【FI】
A61K8/34
A61K31/375
A61K33/00
A61K38/02
A61K38/22
A61K47/02
A61K47/04
A61K47/06
A61K47/08
A61K47/10
A61K47/12
A61K47/14
A61K47/18
A61K47/22
A61K47/24
A61K47/32
A61K47/42
A61K47/44
A61K47/46
A61P5/00
A61P17/00
A61P17/02
A61P17/10
A61P29/00
A61P35/00
A61P43/00 121
A61Q19/00
A61Q19/08
(21)【出願番号】P 2022532088
(86)(22)【出願日】2019-12-02
(86)【国際出願番号】 EP2019083307
(87)【国際公開番号】W WO2021110234
(87)【国際公開日】2021-06-10
【審査請求日】2022-07-21
(73)【特許権者】
【識別番号】513085064
【氏名又は名称】フィールドポイント (キプロス) リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】コルガ, ジューロ
【審査官】松元 麻紀子
(56)【参考文献】
【文献】特表2011-504456(JP,A)
【文献】Suzana Miljkovic,Influence of hyper-harmonized fullerene water complex on collagen quality and skin function,Journal of Cosmetic Dermatology,2019年05月29日,vol.19, no.2,p.494-501
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61K 8/34
A61K 31/375
A61K 33/00
A61K 38/02
A61K 38/22
A61K 47/02
A61K 47/04
A61K 47/06
A61K 47/08
A61K 47/10
A61K 47/12
A61K 47/14
A61K 47/18
A61K 47/22
A61K 47/24
A61K 47/32
A61K 47/42
A61K 47/44
A61K 47/46
A61P 5/00
A61P 17/00
A61P 17/02
A61P 17/10
A61P 29/00
A61P 35/00
A61P 43/00
A61Q 19/00
A61Q 19/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
分子式C
60(OH)
xH
y∀
z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化([D
4(Φ/φ)])形態と、
ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層であり、4層の水層~10層の水層を含む、複数の水層と
を含
み、
非調和化C
60
(OH)xH
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気とは異なる、10nT~12nTの残留磁気を有する、組成物。
【請求項2】
複数の水層内の水分子の量が、12個の水分子か
ら6850個の水分子の範囲である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
分子式が[C
60(OH)
x]
[D4(Φ/φ)](式中、xは24~48である)である、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
1つ又は複数の水素結合の長さが0.25nmより長
い、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
分子間式が{[C
60(OH)
x]
[D4(Φ/φ)].n(H
2O)}p(Na
+、Cl
-、Mg
2+、
及びCa
2+
)(式中、xは24~48である)であり、n個の水分子が複数の水層内に配置され、p個のイオンが0.01%~10%の範囲の濃度で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
分子間式が{[C
60(OH)
24]
[D4(Φ/φ)].n(H
2O)}.p(Na
+、Cl
-、Mg
2+、
及びCa
2+
).m(H
2O)である、請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
エイムス試験によって測定された場合、細胞毒性ではない、請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
精製水、プロピレングリコール、イソプロピルイソステアレート、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド、ブチロスペルマムパーキイ(シアバター)、C12~20酸PEG-8エステル、ブチルメトキシジベンゾメタン、スクワラン、セチルリン酸DEA、カルボマー、シモンディシア・チネンシズ(ホホバ)種子油、エチネーシーアー・アンガスティフォリア抽出物、パルファム、フェノキシエタノール、メチルパラベン、プロピルパラベン、エチルパラベン、ブチルパラベン、イソブチルパラベン、PEG-8、トコフェロール、アスコルビルパルミテート、アスコルビン酸、クエン酸、加水分解血清タンパク質、加水分解酵母タンパク質、ピリドキシン、ナイアシンアミド、パンテノール、アラントイン、ビオチン、ビタミンC、ビタミンE、ビタミンA、シドロクシドナトリウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、コバルト、鉄、塩化物/硫酸塩、ペンチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、カルボマー及び水酸化ナトリウムからなる群から選択される担体を、さらに含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項9】
治療物質をさらに含む、請求項
8に記載の組成物。
【請求項10】
前記治療物質が、ビタミン、ホルモン、ペプチド、ポリペプチド、薬学的に活性な化合物、タンパク質、ミネラル、電解質からなる群から選択される、請求項
9に記載の組成物。
【請求項11】
前記治療物質がビタミンCである、請求項
10に記載の組成物。
【請求項12】
C
60(OH)
xH
y∀
z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態を調製する方法であって、
ヒドロキシル化フラーレンを超純水に添加して混合物を形成するステップと、
30~50Cの範囲の温度で混合物に振動磁場をかけるステップであり、磁力が0.25T~1.2Tの範囲である、ステップと、
ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を含む組成物を形成するステップであり、前記複数の水層が4層の水層~10層の水層を含
み、前記組成物が、非調和化C
60
(OH)xH
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気とは異なる、10nT~12nTの残留磁気を有する、ステップと、
を含む、方法。
【請求項13】
組成物が、非調和化C
60(OH)xH
y∀
z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気と
は12nT異なる残留磁気を有する、請求項
12に記載の方法。
【請求項14】
複数の水層内の水分子の量が、12個の水分子か
ら6850個の水分子の範囲である、請求項
12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレン、適切な担体中のヒドロキシル修飾フラーレン、及び任意選択の添加剤を有する適切な担体を含むヒドロキシル修飾フラーレン配合物に関する。これらの組成物及び配合物は、例えば、化粧品産業、栄養補助食品、食品産業、植物、及びヘルスケア分野を含む多くの用途を有する。
【0002】
生体高分子の構造及び機能における水素結合の重要性は、初期の探索者(Pauling、Corey、及びBranson、1951年)により予測された。Linus Paulingによれば、水素結合の存在の最初の予測は、1919年におけるM.L.Huggins、並びにこれとは独立に1920年におけるW.M.Latimir及びW.H.Rodebushに帰属させるべきである。大半の生体システムが、60%~80%の水を含有することを念頭に置くことにより、水素結合の重要性は、複雑系としての生体分子機械がどのように働くのかを理解するのに最も重要となっている。水分子の集合体内部では、水素原子が水分子中の酸素原子に共有結合し、別個の水分子上の酸素原子と水素結合する。各電子は、実際には、単一の原子には属せず、両方の原子に同時に属するので、共有結合を説明し得るのが量子力学のみであることは周知のことである。長年にわたり、水素結合は、ある距離互いに離れる荷電粒子間の引力と斥力とに基づくクーロンの法則(20世紀以前の古典物理学)を用いる静電相互作用の原理により完全に理解できると、科学者たちは考えていた。
【0003】
しかしながら、近年の実験データにより、水素結合は、古典的及び量子的な二重の本質を有することが示されている(Isaacs、1999年、Barbiellini及びShukla、2003年)。これが、DNA及びタンパク質が水中でどのように機能するかを説明する新たな考え方を理解するための重要点である。一部の水分子がクラスターに組織化され、その一部が、フィボナッチの法則により水クラスター間の相互結合鎖として秩序化されるとすれば、水そのものが、その水素結合を介して、コード化構造となり得るものと考えられている。水の局所ドメインの一部は、DNA及び微小管の影響下において、水分子を相補的なコード形態としてのクラスターに組織化する一因となる場合がある。ヒトにおいて、水の40%は遊離水であるが、60%は生体分子により捕捉されている。推定によれば、コード化数12の球充填法則により組織化されるクラスター中の遊離水は、わずかに5%であると予測される。遊離水の残りの95%は、局所的に重合された島を伴う「カオス」の形態である。
【0004】
球充填解析に基づくコード法によれば、水分子の最適な分子組織化は、水素結合された(H2O)nによる5126n多面体(n=0、2、4...)(式中、512は12個の五角形とn個の異なる六角形を表す)としての分子組織化であることが望ましい(Jeffrey、1997年)。水素結合動力学を介して、この水分子の多面体形状の構造は、球面コード化システム25=32を有する。数12に基づく水分子の配置は、球充填による最適の情報ピークの一部であるコード化システムを表すことができる(Sloane、1984年、Koruga、1986年)。したがって、水の水素結合された多面体は、遺伝コード(DNA及びタンパク質)のコード化システムと互換性があり、かつ相補的である。
【0005】
量子化学的スケールにおける水素結合動力学の理解は、ヒトの皮膚と関連するがん又は他の医学的状態等の疾患及びヒトの皮膚と関連する美容的状態の研究を含む生体システムの研究に有用である。さらに、そのような理解は栄養補助食品、食品産業、植物等に有用である。ヒトの皮膚に関する背景として述べると、表皮は、環境からの生命維持的な保護を提供する動力学的な再生構造である。角化細胞とメラニン細胞は、表皮の構造の一因となる主要な細胞型である。角化細胞とメラニン細胞は、表皮基底層における幹細胞として発達を開始する。角化細胞は、表皮表面に移動すると細胞分裂を停止し、形態変化を経て、有棘細胞(prickle cell又はspinous cell)、顆粒細胞、移行細胞、角化扁平上皮(keratinized squame)、及び表面扁平上皮(surface squame)を形成する。1個のメラニン細胞が数個の角化細胞に重なり合って、それらにメラニンを与え(いまだ機構は知られていない)、これが環境中の電磁照射(UV照射)に対する保護及びフリーラジカルの中和(Varniら、2004年 van den Bosscheら 2006年)の一因となる。
【0006】
皮膚に関する状態の治療にビタミンC(L-アスコルビン酸)を用い得ることも周知である。ビタミンCの主要な役割のうちの1つは、他のタンパク質合成に影響を与えずに、コラーゲン合成を刺激する効果である。ビタミンCは、プロリン及びリジンヒドロキシラーゼの両方にとって望ましい化粧製品の成分であり、プロリン及びリジンヒドロキシラーゼはコラーゲン分子を安定化させる。この反応は、皮膚がその強度を維持するのに必要である。
【0007】
また、がんが表皮を経て真皮内に浸入し、転移への「扉を開く」とき、基底膜(線維細網板)下ではコラーゲンの歪みが生じる。古典的な伝達チャネルによる視点からするなら、遺伝子の発現がその一因となる正常なコラーゲンであるI型コラーゲン[α1(I)2α2(I)]は、2本のプロコラーゲン鎖である第1のα1(I)(第17染色体(q21~q22)に位置する遺伝子)と、第2のプロコラーゲン鎖であるα2(I)(第7染色体(q21~q22)に位置する遺伝子)とを含む。量子論によれば、角化細胞又はメラニン細胞と線維芽細胞との間には、DNA中の水素結合に基づく量子伝達チャネル(エンタングルメント)が存在する。
【0008】
DNA中で水素結合の対称性の破れが生じると、自動的に、DNA-微小管-水によるコード化エンタングルメント(coding entanglement)を介して、古典的伝達及び量子的伝達の相乗作用が破綻する。線維芽細胞及びヒトの黒色腫細胞は、腫瘍の進行に伴い腫瘍細胞の増殖と相互作用するという実験的証拠が存在する(Coinilら、1991年)。UV照射により角化細胞又はメラニン細胞中の第7染色体上のDNAが損傷されると、この情報は、非古典的な量子チャネルを介して、その領域内の中心小体(損傷した細胞)及び線維芽細胞の両方に伝達される。中心小体は、「野生」になり(双極性有糸分裂から3極性又は多極性有糸分裂へと変化し)、不規則に染色体分裂を開始することになる。初期のがん細胞の核は、正常細胞よりも速く増殖する。水-中心小体間の正のフィードバックによる制御機構が、中心小体対間へと垂直に変化するので、「野生の」細胞は複製され、急速に数を増すことになる(Korugaら、1992年)。
【0009】
別の側面からは、線維芽細胞がコラーゲンα2(I)の合成を停止することになる。α2(I)の不在下において、プロコラーゲン分子への会合時におけるプロコラーゲン鎖は、さらなるα1(I)プロコラーゲン鎖を組み込むことになる。これにより、[α1(I)3]という構造を有するI型コラーゲン三量体が生じることになる。プロコラーゲン鎖間のI型三量体の連結はうまく適合せず、OH基がコラーゲンから除去されて、遊離水分子をもたらすことになる。組織内の遊離水量は20%から増加する(Foster及びSchwan、1986年)。同様の発生が皮膚老化においても観察され、加齢に伴いがんのリスクが高まる理由を説明している(Richardら、2004年)。
【0010】
所与の組織において、この型のコラーゲンが優勢になると、水素結合に基づくプロコラーゲン分子中のプロコラーゲン鎖間の相互結合が適当でなくなる(基底膜の電磁気的遮蔽に穴が生じる)ため、線維細網板が脆弱となる。そこで、大半の皮膚がん又は黒色腫が、基底層を透過し、動静脈神経叢の表面に達する(Brinkley、2001年)。
【0011】
細胞及び組織中の生体分子ネットワークにおける水素結合、並びにその複雑な分子間結合は、クモの巣に似ている。それは、分子レベルにおける物質の古典的な挙動と量子的な挙動との間の結びつきであり、生体物質における質量-エネルギーと情報との間の相乗作用の基本的要素である。
【0012】
DNAは、8128種類のコード化文字を有する第4の完全数コード2n(2n+1-1)(n=6)によりコードされ、これにより、タンパク質のコード化(古典的)及びエンタングルメントを介するシステム複雑性のコード化(量子的)がもたらされる(Koruga、2005年、Korugaら、2006年)。遺伝コードからタンパク質への1対1の位置づけは、相乗的コードを介して存在する。アミノ酸及びペプチドの素地をベースとするタンパク質鎖中に相乗的コード(古典的/量子的)が存在する。水素結合は、分子レベルにおける物質の古典的な挙動と量子的な挙動との間の結びつきであり、生体物質における質量-エネルギー-情報の相乗作用にとっての基本的要素である。
【0013】
黄金平均及び第4の完全数に基づいて、DNAを古典的/量子的な相乗的装置として理解することは、大半の疾患の予防法及び治癒法を見出すのに役立ち得る。タンパク質がDNAコードの第2の側面であることを念頭に置くことで、DNAとタンパク質との相互作用及び伝達は、個別の古典的伝達チャネル及び量子的伝達チャネルを経由する場合と、相乗的伝達チャネルを経由する場合との両方であってもよい。
【0014】
DNA及び水は、非常に繊細な関係において存在する。正常な状況において、DNAが第4の完全数の法則に従って作用するのに対し、水は第3の完全数の法則、すなわち、496種類のコード化文字に従って作用する。正常な状況において、DNA-水システムは、調和的に働く。しかしながら、何らかの理由でDNAが第4完全数の法則に従う作用から第3の完全数の法則に従う作用へと崩壊すると、DNAの非調和的状態に関する情報が、その調和的な状態に関する情報よりもより円滑により速く水の中を伝わる。
【0015】
本発明の目的は、ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレン及び任意選択の適切な担体を対象とする。これらの組成物及び配合物は、例えば、化粧品産業、栄養補助食品、食品産業、植物、及びヘルスケア分野を含む多くの用途を有する。
【0016】
これらの目的は、以下に記載されるように、本発明の組成物によって達成された。
【0017】
第1の態様では、本発明は、
C60(OH)xHy∀z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態と、
ヒドロキシル修飾フラーレンの調和化形態を取り囲む複数の水層であり、4層の水層~10層の水層を含む、複数の水層と、
を含む、組成物に関する。
【0018】
別の態様では、本発明は、C60(OH)xHy∀z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態を調製する方法であって、
ヒドロキシル化フラーレンを超純水(例えば、電気抵抗が0.05μS/cm~0.7μS/cmの範囲の水、好ましくは電気抵抗が18.2MΩの水)に添加して混合物を形成するステップと、
34C~42Cの範囲の温度で混合物に振動磁場をかけるステップであり、磁力が0.2T~1.8Tの範囲、好ましくは0.4T~1.2Tの範囲である、ステップと、
ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を含む組成物を形成するステップであり、複数の水層が、4層の水層~10層の水層を含む、ステップと、
を含む、方法に関する。
【0019】
様々な実施形態において、振動磁場は、54分~90分、好ましくは72分~81分の範囲の期間にわたってかけられる。期間は6つのセッションに分割でき、振動磁場の第1のセッションは、次式
【数1】
(以下、「D
4ルール」と呼ぶ)に従って+0.5Tでかけられる。
【0020】
振動磁場の第2のセッションは-0.5Tでかけられ、振動磁場の第3のセッションは+0.5Tでかけられ、振動磁場の第4のセッションは-0.5Tでかけられ、振動磁場の第5のセッションは+0.5Tでかけられ、振動磁場の第6のセッションは-0.5Tでかけられる。例えば、この期間は54分で、各セッションはそれぞれ9分である。他の実施形態では、1つ又は複数のセッションは、前のセッションと異なる期間を有することができる。
【0021】
さらなる実施形態は、添付の特許請求の範囲に定義される。
【0022】
図面において、異なる図面にわたって使用されている参照符号は、一般的に同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、照明器具の原理を一般的に例示することに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照して様々な態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1a】
図1aは、C
60フラーレン分子の概略図である。
【
図1b】
図1bは、C
60(OH)
24分子の概略図である。
【
図2】
図2は、一次元における黄金平均則の概略表示である。
【
図3】
図3aは、タンパク質における一般的な内部水素結合(健康な結合)の概略図である。
図3bは、タンパク質における外部水素結合(不健康な結合)の概略図である。
【
図4】
図4は、水分子を掃去してタンパク質を
図3aの健康な状態に回復させる、ヒドロキシル修飾フラーレンの概略図である。
【
図5】
図5は、O-H共有結合長さの水素結合長さに対する比が黄金比に従うことを示す、水分子のクラスターの略図である。
【
図6】
図6aは、基底状態にある電子クラスターの概略表示である。
図6bは、
図6aに示す電子クラスターにエネルギーを加えることから生じる励起状態にある電子クラスターの概略表示である。
図6cは、
図6aの電子クラスターを調和化工程にかけることの結果としてひまわりパターンを形成する励起状態にある電子雲の概略表示である。
【
図7】
図7は、ヒドロキシル修飾フラーレンC
60(OH)
24の
13C NMRスペクトルである。
【
図8】
図8は、調和化ヒドロキシル修飾フラーレン[C
60(OH)
10~36]
D3[Φ/φ]の
13C NMRスペクトルである。及び、
【
図9】
図9は、3つのレベルの水素結合を示す水中におけるC
60(OH)
24の概略図である。
【
図11】Fig.11A~Fig.11Bは、治療前後の皮膚組織における対電子及び不対電子を表すグラフである。
【
図12】
図12は、ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレン及びそれがその環境でどのように機能するかを示す図である。
【0024】
本明細書中で使用される場合、「1つ又は複数の」は、少なくとも1つに関するものであり、参照される種の1、2、3、4、5、6、7、8、9又はそれ以上を含む。同様に、「少なくとも1つの」は、1つ又は複数、すなわち、1、2、3、4、5、6、7、8、9又はそれ以上を意味する。本明細書において任意の成分に関して使用される場合、「少なくとも1つの」は、化学的に異なる分子の数、すなわち参照された種の異なるタイプの数を指しており、分子の総数を指しているのではない。
【0025】
本明細書において、用語「1つの(a)」及び「1つの(an)」及び「少なくとも1つの」は、用語「1つ又は複数の」と同じであり、互換的に使用することができる。
【0026】
本発明の文脈で使用される「約」という用語は、与えられた特定の値の+/-10%、好ましくは+/-5%の範囲を定義する。
【0027】
組成物又は配合物に関して本明細書に示されるすべてのパーセンテージは、他に明記されていない限り、それぞれの組成物又は処方の総重量に対する重量%に関する。
【0028】
本発明者らは、驚くべきことにC
60(OH)
xH
y∀
z(式中、xは24~48の範囲、又は30~45の範囲であり、yは0~24の範囲であり、zは0~12の範囲である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D
4(Φ/φ)]形態(以下、「ハイパー調和化形態」と呼ぶ)を、以前に開示されたヒドロキシル修飾フラーレンの調和化形態の代わりに用いることができることを見出した。以前に開示されたヒドロキシル修飾フラーレンの調和化形態は、本明細書では[D3(Φ/φ)]として表記され、振動磁場は
【数2】
(以下、「D
3ルール」と呼ぶ)に従ってかけられた。
【0029】
ハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態は、通常の水の中でよりも2~3倍強く、以前に開示された非ハイパー調和化[D3(Φ/φ)]形態よりも1.6倍強い水素結合を有する。複数の水層が、ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲むことができ、水層の数は、4層の水層~10層の水層、好ましくは5層の水層~10層の水層の範囲であり得るが、以前に開示した非ハイパー調和化形態は、最大3層の水層しか持たないことが開示されている。
【0030】
さらに、ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態は、非ハイパー調和化形態と比較して、水層中の水分子の数が増加している可能性がある。例えば、ハイパー調和化形態は、独立して12個の水分子~6850個の水分子、好ましくは独立して24個の水分子~6000個の水分子、又はより好ましくは独立して40個の水分子~5000個の水分子を有するか又は含むことができる。
【0031】
ハイパー調和化形態は、非調和化C60(OH)xHy∀z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気とは異なる、2nT~約13nT、好ましくは10nT~12nTの残留磁気をさらに有することができる。ハイパー調和化形態は、4nTの潜在的な残留磁気を有している非ハイパー調和化形態とは対照的である。
【0032】
さらに、ハイパー調和化形態は、非ハイパー調和化形態よりも多くの水層を有するか、又は含む可能性がある。ハイパー調和化形態の非共有結合性のO...H結合は、非ハイパー調和化形態の非共有性のO...H結合の長さとほぼ同じ長さを有する。しかしながら、より多くの水層を持つことができるため、0.162nmよりも遠く離れている酸素と水素の間の水素結合が可能になる。例えば、酸素は、0.25nmより長い、好ましくは0.28nm~5nmの長さを有する水素との水素結合を形成し得る。このような水素結合は、普通の水中の水素結合よりも強力であり、非ハイパー調和化形態で存在する水素結合よりも1.6倍強力である。
【0033】
C60(OH)xHy∀z(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態を調製する方法もまた、提供される。この方法は、ヒドロキシル化フラーレンを超純水に添加して混合物を形成することを含むことができる。ヒドロキシル化フラーレンの量は、混合物の総体積に基づいて約0.075g/L~約1g/Lの範囲の量、好ましくは約0.15g/L~約0.75g/Lの量で超純水に添加することができる。超純水とは、超純水が平衡状態にあるH2O分子、H+イオン、及びOH-イオンのみを含むところまで非常に厳密な仕様に従って精製された水を意味すると定義される。超純水は、通常、当業者に公知であるような、膜濾過、イオン交換等を使用して製造される。超純水は、16.8MΩ~18.6MΩの範囲の電気抵抗、好ましくは18.2MΩの電気抵抗を有する。
【0034】
この方法は、34C~45C、好ましくは36~38の範囲の温度で混合物に振動磁場をかけることをさらに含むことができる。振動磁場の磁力は、0.2T~1.8T、好ましくは0.4T~1.2Tの範囲であり得る。混合物に54分~90分、好ましくは、72分~81分の範囲の期間、振動磁場をかけることができる。「振動磁場」は、本明細書に記載の本発明の目的のための交流発振器の場であることが望ましい。
【0035】
様々な実施形態において、振動磁場は、54分~90分、好ましくは72分~81分の範囲の期間にわたってかけられる。期間は6つのセッションに分割でき、振動磁場の第1のセッションは、次式
【数3】
(以下、「D
4ルール」と呼ぶ)に従って+0.5Tでかけられる。
【0036】
振動磁場の第2のセッションは-0.5Tでかけられ、振動磁場の第3のセッションは+0.5Tでかけられ、振動磁場の第4のセッションは-0.5Tでかけられ、振動磁場の第5のセッションは+0.5Tでかけられ、振動磁場の第6のセッションは-0.5Tでかけられる。例えば、この期間は54分で、各セッションはそれぞれ9分である。他の実施形態では、1つ又は複数のセッションは、前のセッションと異なる期間を有することができる。
【0037】
振動磁場を混合物にかけた後、組成物がヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を含むところに組成物を形成させる。複数の水層は、4層の水層~10層の水層、好ましくは5層の水層~9層の水層を有するか、又はそれらを含むことができる。物質は、14.5nm等の6nm~15nmの範囲の直径を有することができ、直径は、存在する水層の数を示す。
【0038】
組成物の形成は、任意選択で、蛍光タグ、染料、充填剤、又は当業者に公知の他の成分等の追加の成分を含むことができる。
【0039】
図1aは、見慣れた黒と白のサッカーボールの形状をした中空球の形態における炭素原子だけで構成されたC
60フラーレン10を示している(Telestar 1970年)。フラーレンは、各ケージ様の構造中に20~1000個以上の炭素原子を含有する炭素同素体ファミリーを含む。フラーレンC
60の構造は、20個の六角形面12、12個の五角形面14、五角形のすべての辺に沿う単結合16、1炭素原子当たり1個の二重結合18及び2個の単結合を有する切頭正二十面体である。C
60は、2つの結合長さを有する。第1の結合長さは2つの六角形のエッジに沿っており、第2の結合長さは六角形のエッジと五角形のエッジの間にあり、第1の結合長さは第2の結合長さよりも長くなっている。フラーレンC
60の重要な特性の1つは、対称要素C
5、C
5
2、S
10及びS
10
3に対するエネルギー状態T
1g、T
2g、T
1u及びT
2uが黄金平均と一致していることである。(Korugaら、1993年、Dreselhausら、1996年)。構造の対称特性は、フラーレンC
60の振動エネルギー状態及び回転エネルギー状態により決定されるので、フラーレンC
60の全体のエネルギー(並進、振動、回転、及び電子)状態は、黄金平均則又は黄金比に従う(Harter、1989年)。
【0040】
図2は、黄金平均則又は黄金比の図示21である。黄金比は通常、符号Φで示し、2つの量の合計が大きい方の量に対する比は、大きい方の量が小さい方の量に対する比に等しいという関係、すなわち、a+bがaに対する比はaがbに対する比に等しいという関係を表す。黄金比は、数学的には、
Φ=±(1+√5)/2≒±1.618033
と表すことができる。
【0041】
共役黄金比φ=±1/Φ≒±0.618は、逆順に取った長さの比b/aに相当する。
【0042】
本発明の好ましい形態において、
図1bは、複数のヒドロキシル基(OH)
x26、複数の水素原子(H
y)、及び/又はヒドロキシル基を有する1つ若しくは複数の分子を有する分子∀
zにより物質C
60(OH)xH
y∀
z(式中、xは10~36であり、yは0~24であり、zは0~12である)を形成するように修飾されたフラーレン20を示す。本明細書では、これらの化合物を修飾フラーレン24と称する。修飾フラーレンは水溶性であり、水素結合を介して水と相互作用する。修飾フラーレンは、環境及び化学物質による攻撃に由来する分解を受けやすい。このような環境及び化学作用物質への曝露により、修飾フラーレンから官能基が除去されることがある。これは、非修飾又は「剥き出しの」フラーレンC
60は細胞毒性であることが分かっていることから、望ましくない。
【0043】
2つの異なるヒト細胞株におけるC
60(OH)
2420による実験(
図1b)では、細胞毒性が、表面誘導体化の高感度の関数であることが示される(Sayes、2004年)。実験では、細胞死の機構が、「剥き出しの」ナノC
60による細胞の脂質二重層の酸素ラジカルの誘導する過酸化であることが強く示唆される。50ppb(LC
50=2~50ppb、細胞型に依存)より高用量時における、ヒト皮膚線維芽細胞、ヒト肝癌細胞(HepG2)、及びニューロンのヒト星状細胞による実験では、曝露の48時間後に細胞毒性が上昇した(Sayes、2004年)。しかしながら、同じ実験において、修飾フラーレン20は、細胞毒性を示さないことが示された。したがって、安定した修飾フラーレンを提供することが、本発明の重要な態様である。
【0044】
調和化修飾フラーレンについての毒性試験では、調和化修飾フラーレンをサルモネラ・チフィリウム(Salmonella typhimurium)による復帰変異アッセイ(エイムス試験)にかけると、この物質が細胞毒性ではないことが示されている。エイムス試験は、試験HHMF材料の任意の潜在的な変異原活性を判定するのに用いる。寒天プレート中の多数の試験生物にHHMF材料を曝露した。復帰変異体(野生型に変異する生物)の増殖について、寒天プレートを観察した。野生型の生物数を数えて、HHMF材料の変異原ポテンシャルを推定する。試験結果により、HHMF材料は、変異原性ではないことが示された。
【0045】
本発明者により、修飾フラーレンは調和化プロセスで安定化できることが見出された。修飾フラーレンは、参照によりその全体において本明細書に組み込まれ、本明細書の一部とされる米国特許第5,648,523号で説明される手順により作製する。より具体的には、修飾フラーレンは、以下の6つの方法の1つにより調製することができる。第1に、修飾フラーレンは、純粋なC60又はC60(84%)とC70(16%)との混合物のいずれかのフラーレンの、雰囲気温度での有機カルボン酸(RCO2H)存在下におけるニトロニウムテトラフルオロボレートとの反応生成物の加水分解から調製することができる。Chiangら、米国特許第5,177,248号; ら、同第5,294,732号;及び ら、J.Am.Chem.Soc.、1992年、114巻、10154頁;Chiangら、J.Am.Chem.Soc.、1993年、115巻、5453頁。結果として得られた修飾フラーレンの構造は、平均してx<5であり、y=18であるC60Ox(OH)yからなると特徴づけられている。
【0046】
第2に、修飾フラーレンは、純粋なC60又はC60(85%)とC70(16%)との混合物のいずれかのフラーレンの、硫酸中における三酸化硫黄溶液(30%)との反応生成物の加水分解を介して合成することができる。Chiangら、J.Org.Chem.1994年、59巻、3960頁を参照されたい。結果として得られた修飾フラーレンの構造は、平均してy=12であるC60(OH)yからなると特徴づけられている。
【0047】
第3に、修飾フラーレンは、フラーレンの、90℃における濃H2SO4、濃HNO3及び水の混合物、又は発煙硫酸(H2SO4-SO3)、KNO2及び水の混合物のいずれかとの反応により調製することができる。Chiangら、米国特許第5,177,248号;同第5,294,732号;J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1992年、1791頁;Chiangら、Mat.Res.Soc.Symp.Proc.1992年,247頁を参照されたい。結果として得られた修飾フラーレンの構造は、平均してx<5でありy=15であるC60Ox(OH)yからなると特徴づけられている。
【0048】
第4に、修飾フラーレンは、ベンゼン又はトルエン中で溶解させたフラーレンの、触媒量のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド及び酸素(空気中)の存在下における水酸化ナトリウム水溶液との反応により合成することができる。Liら、J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1993年、1784頁を参照されたい。結果として得られた修飾フラーレンの構造は、1個のC60ケージ当たり平均で26個のヒドロキシ基を有する、ポリヒドロキシル化フラーレンC60からなると特徴づけられている。
【0049】
第5に、修飾フラーレンは、ベンゼン又はトルエン中で溶解させたフラーレンと、気体の二酸化窒素との反応に続いて、その結果として生じる生成物をNaOH水溶液により加水分解することにより調製することができる。Chiangら、Tetrahedron、「Efficient Own-Flask Synthesis of Water-soluble Fullerenols」を参照されたい。気体の二酸化窒素は、空気の存在下におけるH2SO4水溶液中でNaNO2をFeSO4と反応させる(Royら、J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1994年、275頁)ことによるか、又はNaNO2を濃HNO3と反応させることにより生成することができる。前者の方法では、1個のC60当たり、6~8個のニトロ基と7~12個のヒドロキシル基とからなるニトロフラーレノールが生じる。これらの生成物の加水分解により、1個のC60当たり、13~20個のヒドロキシ基を有する修飾フラーレンが生じる。後者の方法では、FAB質量分析法により同定される1個のC60当たりの最大ヒドロキシル基数として20個を有する水溶性修飾フラーレンが得られる。
【0050】
第6に、修飾フラーレンは、フラーレンの、過剰量のBH3-テトラヒドロフラン(THF)複合体との反応に続いて、水酸化ナトリウム/過酸化水素又は水酸化ナトリウムにより加水分解することにより合成することができる。Schneiderら、J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1994年、463頁を参照されたい。
【0051】
(修飾フラーレンの調和化)
修飾フラーレンを安定化させて化学物質及び環境による攻撃に耐え、その官能基の脱離を回避するために、修飾フラーレンを調和化手順にかける。調和化手順では、O13H共有結合の分子軌道の電子エネルギー準位を、基底状態(
図6a)から1エネルギー準位だけ引き上げ、価電子50がその基底状態にあるときよりも核から大きく離れた距離にある調和化状態(
図6c)とする。これにより、x個の基及びy個の基の水素電子からなる修飾フラーレン球面上における結合部位間の距離が大きくなり、水素結合ネットワークを形成する能力を有する動的な非局在電子雲である「θ雲」84が形成される(
図9)。本発明の好ましい一形態において、θ雲のエネルギー状態は、「ひまわり」パターンの形状52を呈する。
【0052】
図6a~cは、3つの異なる状態における水素原子の電子雲を示す。
図6aは、非励起の基底状態における電子雲を示す。
図6bは、同じ電子雲が無作為の照射に曝露された場合を示し、電子が励起状態にある結果として、基底状態にある電子と比較すると大部分の電子が核から遠い位置にあることを示す。
図6cは、無作為の照射とは対照的に、調和化励起エネルギー(E
Φ/φ)に曝露された水素原子の電子雲を示す。ひまわり形状のθ雲84は、水素原子が、酸素原子と水素結合することを可能にし、O-H共有結合の長さ及びH-O...H水素結合の長さは、
図2及び
図5及び上述の黄金比に従う。
【0053】
1999年以前の標準的な教えでは、正に帯電した水素原子と、近傍分子中の負に帯電した酸素原子との間の電気的引力のために、水分子間に水素結合が存在するとされた。これらの静電相互作用は、古典物理学-クーロンの法則により完全に説明することができ、これにより、ある距離互いに離れる荷電粒子間の引力及び斥力を説明することが可能である。1999年に実施された実験は、電子も、自然における他のすべての物体と同様、そのエネルギー総量(その運動エネルギーを含む)の最小化を介して、その最低のエネルギー状態を捜し求めるのが自然であることを明確に示した。電子の運動エネルギーの低下は、その速度及び運動量の低下を意味する。ハイゼンベルクの不確定性原理によれば、電子の運動量を低下させることで、電子は空間内において拡散しなければならず、これにより、電子は非局在化して半π電子雲84(θ雲)となる。言い換えれば、水素結合中の電子は、量子力学的に複数の結合部位により共有される。Isaacsの実験は、水素結合における多結合水素電子が存在する可能性を明確に証明するものである。極めて高速の多次元非線形赤外線による分光光度分析を用いる、水における水素結合に関する近年の研究では、液体の水の水素結合ネットワークが、フェムト秒の時間スケールでエネルギーを再分配することが示される(Cowan、2005年)。これらの実験は、多結合水素電子が存在し、物質の水素結合ネットワークにおいて重要な役割を果たすことを示す。
【0054】
水素原子は、1個のプロトンからなる核と、核の周りを回る1個の電子とを有するので、正/負の電荷が球形に組織化されるもっとも単純な場合である。電子は、あるエネルギー総量を有するが、量子論の要点は、電子が特定のエネルギーによる安定的な状態にとどまり、各状態に対して特定の軌道が存在するということである。電子が、基底状態と呼ばれる最低のエネルギー準位にある場合、そのボーア半径は52.9pmである。より大きな軌道へと移動するには、電子はエネルギーを得なければならない。軌道、したがってエネルギー準位は、量子物理学により決定される厳密な空間配置の規則に従う。別の粒子との衝突又は十分なエネルギーを有する光子の吸収により、原子にエネルギーを加えることができる。電子が1つ又は複数のエネルギー準位を飛び越えるとき、水素は励起状態にあるといい、第2準位の場合は236.8pmの軌道半径を有し、第3準位の場合は473.0pmの軌道半径を有する(ライマン系列)。通常の状態において、電子が励起状態にとどまるのは極めて短い時間であり、約10-8秒でより低い準位に落ち(バルマー系列)、励起された準位のエネルギーの、それが落ちる準位に対する差に等しいエネルギーを有する光子を放出する。水素原子は、第1状態(基底状態)において、気体であるH2として、又は無機化合物中に存在する。しかしながら、生体分子及び生体水における水素原子は、大部分が第2状態にある。プロトンは水溶液中で遊離イオンとしては存在しないので、水中の水素イオンは擬似プロトンとして存在し、近傍の水分子と会合することにより常に水和されている。水溶液中のプロトンは極めて移動性に富み、1個の水分子から別の水分子へと、約10-15秒間で飛び移る。
【0055】
生体分子の構造及び機能における水素結合の潜在的な重要性は、Pauling及びCorey(1951年)、Watson及びCrick(1953年)、並びに他の多数の科学者により予測された。水素結合エネルギーは、多数の因子に応じて強度が異なる場合があり、強い結合、中程度の結合、及び弱い結合について、それぞれ、15~40kcal/mol、4~15kcal/mol、及び1~4kcal/molの値を有し得る。分子間の水素結合は、60N/m~120N/mの力定数を有する。本発明の好ましい形態において、水素結合は、約80N/mの力定数及び4~15kcal/molのエネルギーを有する中程度の強度である。このような中程度の水素結合強度は、供与体原子の中心から受容体原子の中心までの距離約280±10pmを有する水素結合の構造に対応する。
【0056】
水素結合32は、供与体-受容体間相互作用中にあるリジン-ヒスチジン若しくはトリプトファン;アルギニン-グルタミン酸若しくはアスパラギン酸;トリプトファン若しくはプロリン;又はヒスチジン-チロシン若しくはスレオニン若しくはセリンなどにおけるタンパク質側鎖34中の官能基33において存在する(
図3a、健康な水素結合を参照されたい)。タンパク質構造及び核酸構造において、供与体原子の中心から受容体原子の中心までの距離は、それぞれ、290±10pm及び310±20pmである。しかしながら、タンパク質の官能基中のこの分子内水素結合は、通常タンパク質中の原子が占める供与体又は受容体の位置を、隣接する水分子が「奪い合う」ダイナミックなものである。ある場合には、外的又は内的な因子の影響下において、水分子37はタンパク質中の天然の分子内水素結合38の位置を占めることがあり(
図3b、不健康な水素結合)、タンパク質の立体配座及びその機能的特性を変化させる。
【0057】
本発明者らは、不健康な水素結合のエネルギー準位と、生体分子(例えば、とりわけ、タンパク質、DNA)の分子内における構造的完全性との間の直接的な相関を同定した。本発明者らは、水分子が相互作用し、弱い結合を介して生体分子に結合する場合に、生体分子(例えば、とりわけ、タンパク質、DNA)は「健康」である(
図3a)(すなわち、構成分子が、その生体分子に可能な全般的固有エネルギー準位にあり、正常で天然の機能性を有する)ことをさらに確認した。この健康な状態において、生体分子は、最適かつ最も効率的な状態で作用し、他の生体分子との(例えば、コラーゲン線維にその構造を賦与する異なるプロコラーゲンによる生体分子間における)適正な機能的相互作用及び分子システム全体との効率的な相互作用を最大化する。本発明者らはまた、健康な生体分子が、「不健康な」生体分子中で観察される立体配座構造状態(
図3b)とは異なる構造的立体配座状態を有することも観察した。加えて、本発明者らは、外的な影響を介して、不健康な生体分子が、健康な生体分子中で観察される構造的立体配座(
図4)をとり得ることも発見した。この構造的立体配座状態の変化は、隣接する(1個又は複数個の)水分子及び隣接する(1個又は複数個の)ヒドロキシル基(OH)を引き寄せ、非共有結合を作り出すことを支援し、かつて「不健康」であった生体分子が良好な健康状態に回復するのを支援する。不健康な生体分子に対するこの立体配座の変化は、不健康な生体分子を、外的に誘導され500~3800cm
-1の波数、2.63~20μmの範囲の波長、又は0.06eV~0.47eVの範囲のエネルギーを有する、外部誘導励起周波数に曝露することにより達成することができる。
【0058】
外的に誘導され500~3800cm
-1の波数を有する励起エネルギーの1つの適切な供給源は、
図4及び
図9に示す調和化修飾フラーレン20に不健康な生体分子を曝露することにより提供することができる。調和化修飾フラーレン20は、不健康な生体分子に影響を与え、隣接する(1個又は複数個の)水分子及び隣接する(1個又は複数個の)ヒドロキシル基(OH)を引き寄せ、これ(ら)との非共有結合を作り出すことを可能にする。これにより、生体分子による自身の「自己修復」につながり、良好な「健康状態」へ戻ることで、健康に有益な結果がもたらされる。調和化修飾フラーレン生成物のエネルギー状態(T1g、T2g、T1u、及びT2u)により、500~3800cm-1の波数を有する必要な励起周波数が提供される。
【0059】
調和化手順には、修飾フラーレンの溶液を形成するステップと、この修飾フラーレンの溶液を偏光、加熱、及び脈動する磁界に曝露するステップとが必要である。より具体的に、修飾フラーレンの溶液は、修飾フラーレンを水溶液又は他の可溶化剤中に溶解させることにより形成する。これらの溶液を、10~30分間任意選択で超音波処理にかける。次いで、修飾フラーレン含有溶液を、0.5時間~2時間の期間、(1)電源がフィボナッチ数列「φ」に従い、20W~500Wで脈動し、320nm~4200nmの波長を有する、10cm~60cmの距離からの脈動する偏光と、(2)処理時間の1/3の間、持続的に撹拌しながら溶液を20℃から80℃に加熱し、続いて、処理時間の2/3の間、溶液を80℃から15℃に冷却するステップと、(3)溶液を、強度0.4T~1.2Tの振動性(フィボナッチ数列「Φ」)磁界にかけるステップと、に同時に曝露することにより処理する。この手順は、容量0.2~3リットルの溶液を処理することができる「PHMシステム」(光子-健康状態-磁気装置)中で実施することができる。
【0060】
この手順により、今や調和化修飾フラーレンの水素結合の一時的に非局在化された電子からなるθ雲84は、黄金平均の法則に従い振動する0.5nT~25nTの強度を有する磁気的な遮蔽84(
図9)(ナノ磁気圏)を形成する調和化修飾フラーレン表面の周りを回る。正の電荷又は負の電荷を有する一部の分子は、調和化修飾フラーレンを「攻撃」しようとする場合、宇宙からの荷電粒子が地球の磁気圏の上を滑空するように、ナノ磁気圏の後ろを滑空する。調和化修飾フラーレンの全表面がθ雲84中に包まれているということは、外側から見たとき、調和化修飾フラーレンは、空間内に均等に質量分布している1つの質量体として現れることを意味する。
【0061】
本発明者らは、出発物質の修飾フラーレン及び調和化修飾フラーレン([C60(OH)10~36]Φ/φ)を、以下の通りに特徴づけした:(1)出発物質のC60(OH)10~36を、NMR法(Bruker社製AC250E型による250MHzでの1H NMR法、及び62.9MHzでの13C NMR法)、IR法(Perkin Elmer社製457型)、FTIR法(Bomem社製MB100FT型)、Perkin-Elmer社製λシリーズによるUV/Vis法、ESR法(Bruker社製ESR-300型)、TG法(DuPont社製1090TA型、TGA951型)、及び残留磁気法(±3pTの精度によるJR-5法)により、(2)調和化後の[C60(OH)10~36]Φ/φを、13C NMR法及びJR-5法により、(3)in vitroでのコラーゲンを、調和化手順の前後のIR法及びFTIR法により、(4)[C60(OH)10~36]101/φの影響の前後において癌を誘発された50匹のマウスのグループ、(5)しわ、発疹、色素沈着、BCC、及び皮膚がんを含む種々の皮膚の悩みを有する60人のグループを、[C60(OH)10~36]Φ/φによる治療前後における臨床写真を含む文書により、並びに(6)6例のヒト皮膚生検を、[C60(OH)10~36]Φ/φによる治療前後における表皮、基底膜、コラーゲン、及びエラスチンの特徴状態により、特徴づけした。
【0062】
NMR法は、調和化形態の[C
60(OH)
10~36]
Φ/φを非調和化形態であるC
60(OH)
10~36と区別する、有効な特徴づけ技術である。非調和化形態のC
60(OH)
10~36は、72ppm~78ppmの範囲に機能体C
60(OH)
10~36を表す主要ピークを有する(
図7)。より小さなピークが、65.0ppm~95.0ppmの範囲で主要ピークに隣接することは、C
60の各原子が、OH基により均等に覆われているわけではないことを示す。92.5ppmにおけるピークは、NaBr、NaOH、及びD
2Oなどの触媒の存在を示す。143.0ppmにおける小さなピークは、純粋なC
60(C=C結合)の存在を示す。
【0063】
図7は、C
60(OH)
24の
13C NMRスペクトル100である。主要ピーク102は77.5ppmに位置し、その低磁場側及び高磁場側には、65ppm~約90ppmの範囲で104と総称される多数のより小さなピークが隣接する。主要ピーク102は、機能体C
60OH
24を示す77.5ppmの化学シフト(δ)を表す。65ppm~約90ppmの範囲にある多数のより小さなピークは、(1つ又は複数の)官能基C
60OHを表す。したがって、すべてのC
60が均等にOH基に取り囲まれているわけではないことが明らかである。
【0064】
図8は、調和化ヒドロキシル修飾フラーレンである[C
60(OH)
24]
Φ/φ200の
13C NMRスペクトルが、170.2ppmに単一の主要ピーク202を有することを示し、これにより、(炭素原子の数が60であり、OH基の数は24であるにもかかわらず)C
60の各炭素原子が均等にOH基に取り囲まれていることが示される。調和化ヒドロキシル修飾フラーレン物質が、1体のシステムとして「現れる」。77.5ppm及び143.0ppmにおけるより低い強度を有するピークは、それぞれ、非調和化ヒドロキシル修飾フラーレン物質及び純粋のフラーレンC
60の少量の存在を示す。したがって、調和化ヒドロキシル修飾フラーレンは、すべての官能基が同じ周波数で共鳴し、その結果、空間において均等な質量分布を有する物体として現れることを示す。
【0065】
C60(OH)24の残留磁気を、C60(OH)24を上述の調和化手順にかける前後に測定した。調和化ヒドロキシル修飾フラーレン[C60(OH)24]Φ/φは、約4nTの磁界強度の上昇を示した。
【0066】
(水和された調和化修飾フラーレン)
図9は、水分子37に取り囲まれた調和化修飾フラーレン20(水和された調和化修飾フラーレン)を示す。3つの準位の水素結合を示す。第1の準位の水素結合60は、OH基26の水素原子62と、隣接するOH基26の酸素原子64との間にあり、これらのOH基26の各々は、調和化修飾フラーレン20の炭素原子に共有結合している。
【0067】
第2の準位の水素結合70は、調和化修飾フラーレン20のOH基26の酸素原子64と、水分子37の水素原子72との間で生じる。調和化修飾フラーレンの一時的に非局在化した電子のθ雲84の効果は、調和化修飾フラーレン20と、調和化修飾フラーレンと直接に水素結合する水分子との間の水素結合長さ70を、フィボナッチの法則に従わせる鋳型として作用する。
図5は、0.0957nmの共有結合長さ86及び0.1548nmの水素結合長さ87を有する水分子25のクラスターを示し、ここで、共有結合長さに対する水素結合長さの比は、0.1548/0.0957=1.6175であり、これは、黄金比1.61803の99.97%である。調和化修飾フラーレンのこの水和形態の分子間式は[C
60(OH)
24]
(Φ/φ).n(H
2O)と表される。
【0068】
第3の準位の水素結合80は、水分子37の水素原子72と、隣接する水分子72の酸素原子82との間で生じる。この2層水和構造の分子間式は、{[C60(OH)24](Φ/φ).n(H2O)}m(H2O)と表される。
【0069】
第1の準位の水素結合が3つの中では最も強く、第3の準位の水素結合80よりも1.8倍強い。第2の準位の水素結合70が3つの準位では2番目に強く、第3の準位の水素結合80の1.5倍の強度を有する。準位1及び準位2の水素結合は、電子雲84をもたらし、0.5nTの振動磁界を作り出し、調和化修飾フラーレン20を取り囲む水分子に最大4nTの磁界を生じさせる。
【0070】
調和化修飾フラーレンの第3の水和された形態はイオンを含み、{[C60(OH)24~48](Φ/φ).n(H2O).p(Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、及び他のイオン).m(H2O)の分子間式を有する。イオンは、約0.01%~約10%、好ましくは約0.1%~約5%、より好ましくは約0.5%~約1%の範囲の重量で存在することができる。
【0071】
(D4[C60(OH)24~48]Φ/φをベースとする化粧製品)
ハイパー調和化修飾フラーレン(HHMF)を含有する化粧製品としては、化粧品化合物を製造するために化粧品で一般的に使用される他の物質と共に、10~30重量%、より好ましくは12~20%、最も好ましくは0.5~8%のHHMF;保湿用のローション、ゲル、及び油;日焼け防止のローション、ゲル、及び油;並びに他の化粧製品を挙げることができる。このような化粧品に適する送達用媒体又は成分としては、精製水、プロピレングリコール、イソプロピルイソステアレート、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド、ブチロスペルマムパーキイ(シアバター)、C12~20酸PEG-8エステル、ブチルメトキシジベンゾメタン、スクワラン、セチルリン酸DEA、カルボマー、シモンディシア・チネンシズ(simmondisia chinensis)(ホホバ)種子油、エチネーシーアー・アンガスティフォリア(echinacea angustifolia)抽出物、パルファム、フェノキシエタノール、メチルパラベン、プロピルパラベン、エチルパラベン、ブチルパラベン、イソブチルパラベン、PEG-8、トコフェロール、アスコルビルパルミテート、アスコルビン酸、クエン酸、加水分解血清タンパク質、加水分解酵母タンパク質、ピリドキシン、ナイアシンアミド、パンテノール、アラントイン、ビオチン、ビタミンC、ナトリウムシドロクシド(sodium sydrocside)、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、コバルト、鉄、クロリド/硫酸塩、ペンチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、カルボマー、水酸化ナトリウム、補酵素Q10、ビタミンA、ビタミンE、プロリン、銀ナノ粒子、金ナノ粒子、酸化亜鉛ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子、活性炭マイクロ粒子及び活性炭ナノ粒子、並びに任意のタイプの二十面体フラーレンを挙げることができるが、これらに限定するものではない。
【0072】
ハイパー調和化形態の化粧製品は、皮膚がん、黒色腫、非黒色腫、基底細胞癌、扁平上皮癌、メルケル細胞癌、ボーエン病、エクリン汗孔癌、光線性角化症、脂漏性角化症、光線性汗孔角化症、創傷、瘢痕、炎症、にきび、酒さ、湿疹、色素沈着過剰、抗老化(anti-aging prevention)、しわ取り法、ヘルペス、発疹、吹き出物、おでき、日焼けによる損傷、日光黒子、皮膚のコンディショニング法、皮膚の若返り法、油性肌、皮膚線条、単純ヘルペス、静脈潰瘍、切開瘢痕の治癒、及び他の皮膚損傷の修復又は健康状態を含むがこれに限定されない多岐にわたる皮膚治療に有用である。
【0073】
(実施例1)
図10A~10Dでは、紫外(UV)光測定を、素肌(
図10A)、クリームベースを塗布した後の皮膚(
図10B)、古典的なクリームを塗布した後の皮膚(
図10C)、及び、ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を有するクリームを塗布した後の皮膚(
図10D)について実施した。それぞれの場合では、クリームを の前腕の内側に塗布した後に測定を行った。
【0074】
それぞれの状況で、クリームを、ヒトの前腕に80~150マイクロメートルの厚さに塗布した。1滴が280mgのクリームを、16cm
2の領域に塗布した。
図10Bのグラフで使用されたクリームベースは、スイスのIntercosmeticaで製造されZepter Cosmeticsから供給されたZEPUR PNK-242であった。
図10Cの古典的クリームは、さらにスイスのIntercosmeticaで製造されZepter Cosmeticsから供給されたZEPUR242
++であった。
図10Dのハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレンと組み合わせて使用したクリームは、スイスのIntercosmeticaで製造されZepter Cosmeticsから供給されたZEPUR242
++であり、ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレンは、全組成に基づいてクリームに12重量%の量で存在した。
【0075】
各グラフに記載されている処理剤を塗布してから20分後に測定を行った。測定には、日本の浜松市のUV/VIS/NIR分光計を使用した。
【0076】
図10Dに記載されているように、ピークは380nm(
図10A~10C)から390nm(
図10D)にシフトする。これは、クリームにヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態が含まれていることに基づく生物物理学的現象のために、皮膚がわずかに白く見えることを示す。ピークシフトはまた、わずかに白い皮膚の外観がメラニンの増加又は他の生化学的理由によるものではないことを示す。
【0077】
(実施例2)
図11のFIG.11A~FIG.11Bでは、ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を有するクリームを手に塗布した治療の前後に測定を行った。光/磁気イメージング分光法を行うOMISデバイスを使用して測定を行った。y軸は「P+/P-」として示され、治療前後の組織内の対(P+)電子及び不対(P-)電子の値を示す。
図11のFIG.11Aは、370nmにピークを有するUV光を使用した基底膜における対電子及び不対電子の比率を表す。
図11のFIG.11Aは、処理剤を皮膚に塗布すると、ピークが可視スペクトルにシフトすることを示している。
【0078】
それぞれの状況で、クリームを、人の手に120~180マイクロメートルの厚さに塗布した。1滴が280mgのクリームを、16cm
2の領域に塗布した。
図11のFIG.11Aのグラフで使用したハンドクリームは、スイスのIntercosmeticaで製造されZepter Cosmeticsから供給されたZEPUR242
++であった。
図11のFIG.11Bのグラフで使用したハンドクリームは、スイスのIntercosmeticaで製造されZepter Cosmeticsから供給されたZEPUR242
++であった。
【0079】
各グラフにおいて処理剤を塗布してから20分後に測定を行った。光/磁気イメージング分光法を行うOMISデバイスを使用して測定を行った。
【0080】
図11のFIG.11A~FIG.11Bに記載されているように、対電子と不対電子の比(P+/P-)は、治療後に約0.5に低下する。これは、組織が、不対電子と対電子が重要な役割を果たしている動的で複雑なシステムであることを示している。組織に不対電子がさらに存在する場合、組織は常磁性であるが、組織内により多くの対電子がある場合、組織は反磁性である。組織の場合、対電子と不対電子の最適な比率は0.4~0.6であり、これによって、比率が0.6を超える場合、基底膜が改善され、治療後にこの範囲内に収まることを示す。
図11のFIG.11Aでは、比率は約0.62から始まり、約0.49の比率に改善した。
図11のFIG.11Bでは、比率は約0.79であったが、約0.52の比率に改善した。
【0081】
図12は、ハイパー調和化ヒドロキシル修飾フラーレン及びそれがその環境でどのように機能するかを示している。フラーレン1は、C
60分子、又は正二十面体対称性又は十二面体対称性を有する他の任意のより高次のフラーレン分子であってもよい。OH基2は、フラーレン1と共有結合している。水層3は、振動磁場D4(Φ/φ)によって生成される、上記のような水素結合を形成することができ、3~10層の水層とすることができる。水環境4は水層3を取り囲み、水環境4は、水層3とOH基2との間の水素結合と比較して、水層3と、より弱い水素結合を形成することができる。
【0082】
(実施例3)
トマト植物を、ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態で処理し、様々な種類の光の下で試験して、様々な条件下でのリコピンの量を決定した。
【0083】
実験の第1の態様では、拡散光のみを照射した対照トマト植物についてリコピンを測定し、拡散光に加えて処理剤を塗布したトマト植物についてリコピンを測定した。処理は、3日ごとに1kgの土壌あたり50mLの水でトマト植物に水をかけることからなり、処理剤の濃度は、ヒドロキシル化修飾フラーレンのハイパー調和化形態の0.075g/Lであった。対照トマト植物は、145.9±0.51mg/kgのリコピン濃度を有していた。処理されたトマト植物は、210.7±0.57mg/kgのリコピン濃度を有し、これは、処理剤のハイパー調和化形態により65mg/kgの増加であった。
【0084】
実験の第2の態様では、過分極化された光(HPL)のみが照射された対照トマト植物についてリコピンを測定し、HPLに加えて処理剤を塗布したトマト植物についてリコピンを測定した。処理は、3日ごとに1kgの土壌あたり50mLの水でトマト植物に水をかけることからなり、処理剤の濃度は、ヒドロキシル化修飾フラーレンのハイパー調和化形態の0.075g/Lであった。対照トマト植物は、323.8±0.45mg/kgのリコピン濃度を有していた。処理されたトマト植物は、395.9±0.34mg/kgのリコピン濃度を有し、これは、処理剤のハイパー調和化形態により72mg/kgの増加であった。
【0085】
実験の第3の態様では、直線偏光された光(LPL)のみが照射された対照トマト植物についてリコピンを測定し、LPLに加えて処理剤を塗布したトマト植物についてリコピンを測定した。処理は、3日ごとに1kgの土壌あたり50mLの水でトマト植物に水をかけることからなり、処理剤の濃度は、ヒドロキシル化修飾フラーレンのハイパー調和化形態の0.075g/Lであった。対照トマト植物は、222.4±0.34mg/kgのリコピン濃度を有していた。処理されたトマト植物は、366.2±0.44mg/kgのリコピン濃度を有し、これは、処理剤のハイパー調和化形態により144mg/kgの増加であった。
【0086】
したがって、トマト植物をヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態で処理すると、トマト植物のリコピン含有量が有意に増加した。
【0087】
上述の内容から、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、多数の変形及び変更を行うことができることが理解される。本明細書で開示された特定の発明に関しては、何らの制限も、意図されず、又は、推測されるべきでないことを理解されたい。当然ながら、付属の特許請求の範囲により、特許請求の範囲内に収まるこのような変更のすべてを対象とすることが意図される。
(付記1)
分子式C
60
(OH)
x
H
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化([D
4
(Φ/φ)])形態と、
ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層であり、4層の水層~10層の水層を含む、複数の水層と
を含む、組成物。
(付記2)
非調和化C
60
(OH)xH
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気とは異なる、約2nT~約13nT、好ましくは10nT~12nTの残留磁気を有する、付記1に記載の組成物。
(付記3)
複数の水層内の水分子の量が、12個の水分子から約6850個の水分子の範囲である、付記1に記載の組成物。
(付記4)
分子式が[C
60
(OH)
x
]
[D4(Φ/φ)]
(式中、xは24~48である)である、付記1に記載の組成物。
(付記5)
1つ又は複数の水素結合の長さが0.25nmより長く、好ましくは0.28nm~5nmである、付記1に記載の組成物。
(付記6)
分子間式が{[C
60
(OH)
x
]
[D4(Φ/φ)]
.n(H
2
O)}p(Na
+
、Cl
-
、Mg
2+
、Ca
2+
、及び他のイオン)(式中、xは24~48である)であり、n個の水分子が複数の水層内に配置され、p個のイオンが0.01%~10%の範囲の濃度で存在する、付記1に記載の組成物。
(付記7)
分子間式が{[C
60
(OH)
24
]
[D4(Φ/φ)]
.n(H
2
O)}.p(Na
+
、Cl
-
、Mg
2+
、Ca
2+
、及び他のイオン).m(H
2
O)である、付記1に記載の組成物。
(付記8)
エイムス試験によって測定された場合、細胞毒性ではない、付記1に記載の組成物。
(付記9)
精製水、プロピレングリコール、イソプロピルイソステアレート、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド、ブチロスペルマムパーキイ(シアバター)、C12~20酸PEG-8エステル、ブチルメトキシジベンゾメタン、スクワラン、セチルリン酸DEA、カルボマー、シモンディシア・チネンシズ(ホホバ)種子油、エチネーシーアー・アンガスティフォリア抽出物、パルファム、フェノキシエタノール、メチルパラベン、プロピルパラベン、エチルパラベン、ブチルパラベン、イソブチルパラベン、PEG-8、トコフェロール、アスコルビルパルミテート、アスコルビン酸、クエン酸、加水分解血清タンパク質、加水分解酵母タンパク質、ピリドキシン、ナイアシンアミド、パンテノール、アラントイン、ビオチン、ビタミンC、ビタミンE、ビタミンA、シドロクシドナトリウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、コバルト、鉄、塩化物/硫酸塩、ペンチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、カルボマー及び水酸化ナトリウムからなる群から選択される担体を、さらに含む、付記1に記載の組成物。
(付記10)
治療物質をさらに含む、付記9に記載の組成物。
(付記11)
前記治療物質が、ビタミン、ホルモン、ペプチド、ポリペプチド、薬学的に活性な化合物、タンパク質、ミネラル、電解質からなる群から選択される、付記10に記載の組成物。
(付記12)
前記治療物質がビタミンCである、付記11に記載の組成物。
(付記13)
C
60
(OH)
x
H
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の分子式を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化[D4(Φ/φ)]形態を調製する方法であって、
ヒドロキシル化フラーレンを超純水に添加して混合物を形成するステップと、
30~50Cの範囲の温度で混合物に振動磁場をかけるステップであり、磁力が0.25T~1.2Tの範囲である、ステップと、
ヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を取り囲む複数の水層を有するヒドロキシル修飾フラーレンのハイパー調和化形態を含む組成物を形成するステップであり、前記複数の水層が4層の水層~10層の水層を含む、ステップと、
を含む、方法。
(付記14)
組成物が、非調和化C
60
(OH)xH
y
∀
z
(式中、xは24~48であり、yは0~24であり、zは0~12である)の残留磁気とは約12nT異なる残留磁気を有する、付記13に記載の方法。
(付記15)
複数の水層内の水分子の量が、12個の水分子から約6850個の水分子の範囲である、付記13に記載の方法。