应用与硝基氧化合物结合的生物相容性大分子的组合物和方法

专利名称：：应用与硝基氧化合物结合的生物相容性大分子的组合物和方法
技术领域：
：本发明涉及硝基氧化合物(nitroxide)的治疗和诊断应用，包括膜通透性硝基氧化合物与膜不通透性硝基氧化合物的组合应用，后者包括硝基氧化合物标记的大分子，包括多肽，如血红蛋白、白蛋白、免疫球蛋白；多糖，如葡聚糖、羟乙基淀粉；人工膜，如脂质双分子层，血红蛋白和白蛋白微泡。本发明公开了含硝基氧化合物的制剂，它可减轻活的生物体中与氧有关的物类的毒性作用，并提供诊断和治疗多种病理性生理病症的能力。本发明还涉及硝基氧化合物，合成的硝基氧化合物聚合物及共聚物，以及与低分子量膜通透性硝基氧化合物组合应用，以维持硝基氧化合物在体内的作用的硝基氧化合物标记的大分子。本发明还公开了一些新的化合物和方法，其特点是硝基氧化合物与生理相容性无细胞有包裹的血红蛋白溶液组合应用作为红细胞代用品。本发明还描述一些方法和新的化合物，它们用于使细胞膜不通透性硝基氧化合物以其膜通透性形式进行局部输送，从而导致治疗浓度的硝基氧化合物在细胞内积累，以治疗皮肤的光老化，并作为抗皮肤皱缩的药剂。此外，本发明描述了上述硝基氧化合物与其他生理活性化合物，包括其他硝基氧化合物的组合，用于预防病理性损伤和自由基引起的氧化应力(oxidativestress)并描述了它们在疾病诊断和治疗中的应用。
背景技术：
：虽然氧代谢的生理机制早为人们所知，氧化应力在生理及药物中的作用还不完全清楚。由氧引起的自由基对生理和疾病的影响在医药和生物学课题中越来越重要。已知疾病和创伤可导致自由基水平超过身体自身的抗氧化能力，结果产生氧化应力。氧化应力是自由基毒性失控的生理现象。最明显的是它由与氧有关的毒性物质产生。毒性自由基是许多病理性病症的致病因子。其中包括心脏病发作或中风发作引起的局部缺血性-重灌注损伤，休克，脱发，脓毒症，细胞凋亡，某些药物中毒，治疗肺病时的氧疗中毒，临床或意外事故中受到的电离辐射，外伤，封闭性脑伤，烧伤，牛皮癣，衰老过程以及许多其他疾病。因此需要有一些排除毒性自由基和类似毒素的药物和方法，它们在体内有足够的活性和持久性以便当体内自由基浓度增加时，这些抗毒成分不会迅速消耗掉。而且，进一步的证据表明自由基可加重许多疾病，其中包括癌症，溃疡和其他胃肠道疾病，白内障，封闭性脑损伤，肾衰，神经系统的损害，以及一些心血管疾病。由于其高度反应性自由基可氧化核酸，生物膜和其它细胞成分，从而导致严重或致死的细胞损伤，细胞变异或癌变。抗肿瘤辐射和许多抗肿瘤药物通过产生自由基来杀肿瘤细胞，但是同时也使分裂中的正常细胞受到毒害，从而引起癌症治疗中的不良副作用。实际上，人们认为许多病理过程作为其共同的最终途径是产生自由基，后者是所观察到的病理现象的直接或潜在的原因。此外，可以观察到自由基浓度的急剧增长是阻断供氧血流而引发的级联反应的一部分，如心脏病发作或中风发作，常常紧跟着是供氧血重灌注到受累区域。由于在生命系统中这种氧化应力的重要作用，就需要有抗氧化剂功能的药物和方法，并且它们可设计成与氧相关性自由基反应以减轻后者在生物体内，特别是对人的毒性。在其他应用中，毒性自由基可适合于有益的治疗，如作为癌症辐射治疗的一部分的放射疗法。例如，由于电离辐射引起被照射有机体的生理损害至少有部分自由基与细胞起反应，细胞所具有的化合物或与自由基起反应的化合物对接受辐射治疗的组织起局部作用，由此控制治疗中引起的损伤。此外，除了临床上的重要功能，由于自由基中未配对的电子可由波谱学方法检测到，可在体内监视自由基反应并且通过波谱学技术可观察到与自由基相互作用的化合物。建议采用几种治疗方法来降低自由基的病理水平。理想情况下，安全有效的抗氧化剂能增加病人的抗氧化能力并消除自由基生成阶段的病理性自由基毒性。然而，抵抗氧化应力或氧相关物质毒性的方法和药物的进展情况不容乐观。许多抗氧化剂的用途因在体内作用时间短、有效剂量时的毒性、许多化合物透膜时失活、遇到高浓度自由基时失活而受到限制，例如，在服用超氧化物歧化酶(SOD)或过氧化氢酶时能促进有毒的自由基相关物转化为无毒的形式。然而，这些酶不能在细胞内有效发挥作用。作为GSH前体的原半胱氨酸，还有维生素类和其他抗氧化剂能促进体内天然抗氧化剂的能力，但不能作用于高浓度的自由基，后者发生在创伤，疾病和迅速体力消耗的情况。自由基的活性和其作用时间短是众所周知的。这类活性特别对生物系统危害严重，因为在自由基产生的部位会发生自由基与身体组织间的有害化学反应。因此，本身具有内在降低自由基浓度功能的化合物是有益的，虽然这种有益的功效只有当治疗作用能够被集中并作用于身体的特定部位时才体现出来，如作用于大脑，表皮，内脏，心血管系统或非具体的组织如辐射照射的部位。在制造适合于大量静脉注射给药的血液代用品遇到的困难是在急救时防止或减轻由血管内氧相关物质产生的全身毒性。数十年来，科学家和医师一直建议生产能安全输给人的血液代用品。长期的供血不足，血型不兼容问题，交叉配血，以及疾病的传染性问题已引起私营企业，大学和政府机构的广泛关注并致力于发现一种药物使得大量的血液替代物能安全的使用而不产生明显的生理副作用。目前正有几家公司进行有关血液替代物的临床实验。然而，在规定严格的批准程序中，有害的生理反应和化合物本身内在的复杂性以及开发方法阻碍了开发进程并阻碍了开发出临床适用的血液替代物。美国海军研究顾问委员会在1992年8月发表了一份报告概括了几个研究小组制造血液替代物的工作，评价了这方面工作的状况并一般性地介绍了遇到的毒性的问题。海军研究顾问委员会的报告反映了科学界的目前意见虽然现有的血液替代物，即通常称为“基于血红蛋白的氧载体”(HBOC)已证明在氧输送上是有效的，某些毒性问题仍没解决。在对所谓“基于血红蛋白的氧载体”(HBOC)的临床研究中发现其有害的输血反应包括全身性高血压和血管收缩作用。这些有害反应迫使一些公司放弃他们的临床实验或以低剂量进行这类实验。解决存在于基于血红蛋白的替代物的毒性问题已由美国政府赋予很高的优先权。海军研究委员会的介绍已得到国立卫生研究院以提议(PA-93-23)的形式在题为“基于血红蛋白的氧载体毒性机理。”一文中作了补充。因此，医学和科学界面临着急需解决的血液替代物问题，即需要一种输血时没有基于血红蛋白的氧载体中观察到的副作用的血液替代物。红细胞是血液中的主要成分并且含有身体的氧气输送系统。长期以来人们一直认为血液替代物的最重要的特征是送氧能力。红细胞能送氧是因为红细胞的主要成分是血红蛋白，后者可作为氧载体。临床实验中的大多数血液替代物含有从红细胞膜分离到的血红蛋白并保留有红细胞的组成要素，而且还要除去全部污染物。然而，当血红蛋白从红细胞中分离并以其天然形式置于溶液中时，它是不稳定的并很快解离成亚单位的形式。为此，对基于血红蛋白的氧载体(HBOC)中的血红蛋白必须进行稳定化以防止在溶液中解离。科学实验的大部分费用和资金投入对开发在溶液中稳定并且这种稳定性要保证其送氧功能不受损害的基于血红蛋白的产品是必须的。现有基于血红蛋白的氧载体的送氧能力已得到很好的确认(见美国专利3,925,344；4,001,200；4,001,401；4,053,590；4,061,736；4,136,093；4,301,144；4,336,248；4,376,095；4,377,512；4,401,652；4,473,494；4,473,496；4,600,531；4,584,130；4,857,636；4,826,811；4,911,929和5,061,688)。在体内，当血液流经肺部时红细胞的血红蛋白与氧分子结合并在流经身体各部时释放出氧供身体正常代谢的需要。然而，大多数活的生物体呼吸的大气氧是科学和医学上的矛盾。一方面，几乎所有活的生物体都需要氧来生活。另一方面，各种有毒的氧相关性化学物质在正常氧代谢过程中产生出来。关于血红蛋白在传送氧的过程中产生的氧化应力，大家知道在送氧过程中血红蛋白(Hb)分子能被自身携带的氧分子(O2)所氧化。这种自氧化反应产生两个不良产物高铁血红蛋白(met-Hb)和超氧化物阴离子(O-2)。化学反应表示如下超氧化物阴离子(O-2)是氧分子，它带有额外的电子和负电荷，超氧化物阴离子具有高反应性和毒性。如本文详述的，自由基物质如超氧化物阴离子在广泛的病理过程中认为是细胞损伤的因素。在血红蛋白送氧时，有潜在破坏作用的氧化应力在血管中生成，而它正是由超氧化物阴离子引起的，后者通过血红蛋白的自氧化作用产生并在超氧化物歧化酶(SOD)的作用下形成过氧化氢，其反应式如下反应中自由基产生体内有毒的物质或引起细胞损伤，此反应在病理条件下反复发生。其中氧化应力是诱因，特别是在局部缺血性重灌注损害如心脏病发作或中风。红细胞中存在的超氧化物阴离子和过氧化氢被认为是红细胞氧化应力的主要根源。除上述血红蛋白送氧功能外红细胞鲜为人知的特点是它们含有特定一组酶，这些酶能使氧代谢中的副产物(氧相关化合物)去氧化。没有这些特定酶系统的保护，血红蛋白的自氧化作用会使红细胞毁坏。然而在体内，红细胞中这套酶系统具有的能力是通过将正常代谢中产生的超氧化物阴离子转化成为无毒物质来控制氧化应力的水平从而保护身体不受氧的毒害。如果这套酶系统受到破坏，则红细胞的完整性即受到破坏。在这套红细胞的防御体系中编码其中任何一种酶的基因受损时，将引起可见的病理症状。例如，葡萄糖六磷酸脱氢酶缺陷症是一种红细胞失调症，即与过氧化氢引起的溶血性局部缺血有关。这种失调症是由于受累细胞不能保持足够的NAD(P)H水平来还原氧化型谷胱甘肽，使谷胱甘肽过氧化物酶对过氧化氢的解毒作用不充分(PHochstein，FreeRadicalBiology&amp;Medicine，5387(1988))。红细胞的这种保护酶体系分两步化学反应将有毒的超氧化物阴离子分子转化成无毒形式。第一步是将超氧化物阴离子转化成过氧化氢，此反应在超氧化物歧化酶催化下进行(见Equation[2])。由于过氧化氢对细胞也是有毒的，红细胞还有另一种酶，即过氧化氢酶在第二步反应中过氧化氢转化成水(见Equation[3])。红细胞还能利用谷胱甘肽过氧化物酶使过氧化氢和其他有毒有机过氧化物脱氧，此酶与谷胱甘肽反应将过氧化氢和其他有机过氧化物转化成水。红细胞中还有一种酶能防止血红蛋白自氧化作用产生的高铁血红蛋白的积累。此酶即高铁血红蛋白还原酶将高铁血红蛋白还原成血红蛋白天然形式。因此，在体内，血红蛋白自氧化作用的毒性通过一些专一的酶反应途径解毒，这些反应途径消除了氧代谢中的有毒副产物。超氧化物歧化酶，过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶保护红细胞免受正常氧传递中产生的氧的毒性作用，这种酶催化脱氧功能在迄今所开发的基于血红蛋白的氧载体(HBOC)中是不存在的。没有对氧的解毒功能，现有的HBOC溶液的安全性将受到有毒的氧相关物存在的威胁。现有HBOC溶液的主要生产方法是将血红蛋白从红细胞中分离，接着对其进行纯化以去掉全部非血红蛋白蛋白质和其他在送氧过程中可能引起不良反应的不纯成分(见美国专利4,780,210；4,831,012和4,925,574)。氧解毒酶系统的大量破坏和丢失是目前制备HBOC用血红蛋白的分离方法和纯化方法不可避免的结果。另一种方法可避开从红细胞分离和纯化血红蛋白步骤，通过重组技术得到纯血红蛋白。然而重组人血红蛋白太纯以至不含红细胞中的氧解毒系统。因此，开发复杂的取得极纯净的血红蛋白溶液的技术很难说是一种幸事，因为纯化过程会除去有害的杂物同时也除去正常情况下存在于红细胞膜上的有益的氧解毒酶系，最终受到氧相关毒性之害。现有HBOC类静脉内给药导致的毒副作用之一是血管收缩作用或高血压。众所周知超氧化物歧化酶(SOD)在体内迅速清除超氧化物阴离子并延长硝基氧化合物(NO)的血管舒张作用。最近发现硝基氧化合物是先前被认为是“从内皮系统得到的血管舒张因子”(EDRF)的一种分子物质。SOD这种使硝基氧化合物的血管舒张作用延长的功效是由于SOD能防止超氧化物阴离子与硝基氧化合物发生反应(M.E.Murphyetal.，Proc.Natl.AcadSci.USA8810860(1991)；Ignarroetal.，J.PharmacolExpTher24481(1988)；RubanyiAm.J.Physiol.250H822(1986)；Gryglewskietal，Nature320454(1986))。然而在体内并没观察到EDRF受超氧化物阴离子作用而失活的现象，因此通常是不这样认为的。不过有些损害SOD的活性的病理生理状况能引起超氧化物阴离子的毒性作用(IgnarroL.J.Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol30535(1990)。临床实验前用现有HBOC溶液做动物实验所观察到的高血压现象表明在大量输入现有HBOC时，超氧化物阴离子浓集是破坏EDRF以及所观察到的血管收缩和全身高血压现象的原因。因此，重要的是要解释硝基氧化合物与超氧化物阴离子反应产生高血压效应。而这个反应是由硝基氧化合物与血红蛋白反应并外渗引起的。在输入HBOC时，血红蛋白还能通过与硝基氧化合物反应产生相应的亚硝酰基血红素(NO-heme)加合物抑制硝基氧化合物的血管舒张作用。特别是，已知去氧血红蛋白与硝基氧化合物的亲和性比与一氧化碳的亲和性高数倍。这种血红蛋白与硝基氧化合物的相互作用已用于检测硝基氧化合物和研究硝基氧化合物的生物学活性。例如，血红蛋白对硝基氧化合物血管舒张作用的拮抗性似乎不依赖于血红蛋白的细胞膜通透性。在完整的血小板中血红蛋白逆转作为硝基氧化合物前体的L-精氨酸的作用。相反，在裂解的血小板胞液中，血红蛋白是环-GMP诱导的L-精氨酸最强的抑制剂，而环-GMP是受硝基氧化合物调节的。这些实验证明血红蛋白不能有效透过血小板膜(Radomskietal.Br.J.Pharmacol.101325(1990))。因此，HBOC的理想特点之一是消除硝基氧化合物与血红蛋白的相互作用。人们还知道血红蛋白对内皮系统非依赖性血管舒张(MartinW.etalJ.Pharmacol.Exp.Ther.232708(1985))以及硝基氧化合物诱导的血管平滑肌松弛都有拮抗作用(GrueterC.A.etal.，J.Cyclic.NucleotideRes.5211(1979))。人们试图通过HBOC中的血红蛋白化学稳定化、聚合化、包膜化或结合来延长其循环时间以限制血红蛋白的外渗和高血压效应。因此，虽然目前的HBOC是相对膜不通透性的并且能传递氧，HBOC溶液却不能防止超氧化物阴离子与硝基氧化合物发生反应。上述实例表明尽管试图改进血红蛋白生产和设计方法的研究已经进行了数十年，对解决氧毒性/氧化应力方面的问题即使在氧传送反应机制理论上完全清楚的情况下仍是个难题。对现有血液替代物的毒性问题的理想解决办法是以血红蛋白为基础的制剂，这种制剂将现有HBOC的送氧功能与红细胞的氧解毒功能结合起来。然而，简单的加入超氧化物歧化酶(SOD)到现有HBOC溶液中是不理想的，因为通过降低超氧化物阴离子的浓度血红蛋白被转化成高铁血红蛋白的反应将得到增强，从而导致不理想的高铁血红蛋白积累(见反应式[1])。而且，不希望增强超氧化物阴离子转化为过氧化氢的反应，因为过氧化氢是有毒的并且很活跃，它在储藏时还可降解成有毒的羟基或其他有毒有机过氧化物的形式。由于人工血液替代物要适合大量输入，与自由基反应的化合物在体内必须能保持其功能并必须稳定和无毒性。依照本发明，可用硝基氧化合物和硝基氧化合物标记的大分子，包括血红蛋白，白蛋白和其他大分子减轻生命机体中自由基物质的毒性作用。由血管腔中发起的自由基级联反应造成生理损害的另外实例是脑水肿，脑坏死和细胞凋亡，其中伴随着许多病理现象，包括脑血管闭合和局部缺血现象通常称为“中风”。源于中风的大部分脑损伤还产生于脑血管闭合后的重灌注作用。中风导致的脑损伤消耗大量的人力和保健费用。科学家和医生一直寻求一种能预防中风性脑损伤的治疗方法。中风中伴随局部缺血/重灌注损害的脑损伤主要是由于在血管部位形成自由基并导致引起细胞损害的级联反应。氧自由基毒性与中风导致的脑水肿可与神经损害相关连，如转基因(Tg)SOD-1小鼠所表现的那样。Chan，P.H.，C.J.Epstein，H.Kinouchi，H.Kamii，S.Imaizumi，G.Yang，S.F.Chen，J.Gafhi，andE.Carlson(1994)。SOD-1转基因小鼠是一种研究中风和脑外伤的神经防护动物模型。Ann.NY.Acad.Sci.73893-103；Chan，P.H.，C.J.Epstein，H.Kinouchi，Slmaizumi，E.Carlson，andS.F.Chen(1993)。超氧化物歧化酶在局部缺血性脑伤中的作用是还原转基因小鼠局部脑局部缺血后的脑水肿和脑梗塞。MolecularMechanismsofIschemicBrainDamage，K.KogureandB.K.Siesjo，eds.AmsterdamElsevier.pp.96-104.Kinouchi，H.，C.J.Epstein，TMizui，E.Carlson，S.F.Chen，andP.H.Chan(1991)。超表达铜锌超氧化物歧化酶转基因小鼠中局部脑局部缺血的减轻。Proc.Natl.Acad.Sci.USA8811158-11162在SOD-1转基因小鼠中，人SOD转基因在小鼠脑中的表达达到正常水平的三倍于并且正如在血管梗塞大小、脑水肿和伴随继发脑局部缺血的神经病学缺陷中检测到的那样，对中风起到30％的预防作用。中风中的自由基损害发生在细胞内和血管内，其表现为(a)损害组织中的细胞膜和细胞器，(b)特别损害血管内皮系统。Imaizumi，S.，V.Woolworth，andR.A.Fishman(1990)。脂质体包裹的超氧化物歧化酶能降低大鼠脑局部缺血时的脑梗塞。Stroke211312-1317.Liu，T.H.，J.S.Beckman，B.A.Freeman，E.L.Hogan，andC.Y.Hsu(1989)。聚乙二醇结合超氧化物歧化酶和过氧化氢酶能减小脑损伤。Am.J.Physiol256H586-H593.Chan，P.H.，S.Longar，andR.A.Fishman(1987)。脂质体包裹的超氧化物歧化酶对外伤后脑水肿的预防作用。Ann.Neurol.21540-547。在防止脑局部缺血引起的脑损伤方面还没证明有完全有效的治疗药物。已对大量的神经保护药，融血栓药和抗凝药进行了测试，但许多这类药物都伴有有害副作用不利于它们的应用。而且脑局部缺血/重灌注损害可在手术时发生，例如发生在气泡栓塞之后，由内源或外源颗粒引起的栓塞或低血压病情发展中的栓塞。这些问题不可能通过抗凝药治疗解决。就本发明中基于硝基氧化合物的药物的抗凝防护机制来说，本发明能够通过防止细胞在重灌注期间受到损害，从实质上减轻重灌注损伤。而且，由于能够用分光光度法检测此类化合物，本发明可用作中风治疗和诊断药物以及用作周围组织性中风，周围组织性心脏损害和肾脏损害的预防药物并可结合其他抗中风药如抗凝药，谷氨酸释放抑制因子，钙汇集阻断剂和NMDA受体拮抗剂一起使用。防止血管系统中的氧化应力还减轻或减少氧化脂质形成，后者可导致动脉斑和心血管系统管壁的粥样硬化，特别是心脏周围的动脉粥样硬化。自由基反应机制还表现为血浆低密度脂蛋白的氧化，而且这种氧化的脂类还被认为在大脑和中枢神经系统重灌注损伤中起作用，在严重疾病和心血管系统疾病中起作用。正如将在本发明几个具体实施方案中评价的那样，按照本发明将硝基氧化合物与生物大分子结合使用以控制体内自由基引起的损伤，使得能够设计出含硝基氧化合物的治疗和诊断药物和广泛应用这类药物的方法。大量有氧致自由基存在下的生理状态可通过使用这类药物进行诊断或治疗。膜通透性，低分子量硝基氧化合物与生物相容性大分子如血红蛋白，白蛋白和其他这类分子结合使用还使研究人员能设计出适合特殊使用情况的含硝基氧化合物的制剂。多组分硝基氧化合物系统还具有癌辐射治疗和接受辐射治疗时使用的防辐射药物功能。在临床应用中，辐射治疗功效将通过允许安全使用高剂量辐射而得到加强。长期以来一直需要能防护医用放射治疗或环境辐射中遇到的有害电离辐射的药物。此类药物也用于研究辐射的细胞毒性机理。半胱胺是一种含硫化合物，它是最早使用的防辐射药物之一。它的发现促使美国国防部资助合成并系统搜集40,000多种化合物以找到更有效的药物。这项繁重的工作使得发现了一些防辐射药如称为WR-2721的氨基硫醇类化合物。最近已知超氧化物歧化酶，白介素I和集落细胞刺激因子都具有防辐射活性。与这些药物相比，WR-1721具有对正常组织的十分重要的选择性防护作用。然而，当用于癌症放射治疗的病人时，由于其内在毒性和肿瘤的非选择性保护方面的问题使人们失去对WR-1721的热情。保护组织免受“电离”辐射的防护能力还能预防和治疗紫外线对皮肤的伤害。因此，按本发明所配制的药物可配合以药用载体如洗液或药膏应用于皮肤。已发现某些稳定的硝基氧化合物有抗毒作用和防辐射作用。然而，这些膜通透性硝基氧化合物在体内迅速转变成无活性的形式并可能变得有毒。按照本发明可显著改进膜通透性硝基氧化合物的施用功效。发明概述本发明公开了与生物相容性大分子结合使用的稳定的硝基氧化合物，包括其他用于生物系统治疗和诊断的硝基氧化合物。具体地说，本发明描述了低分子量膜通透性硝基氧化合物，这类硝基氧化合物与以高摩尔比与生物相容性大分子如白蛋白和血红蛋白结合的硝基氧化合物结合使用。在某些应用中，一种形式的硝基氧化合物和另一种形式的有不同自由基稳定性的硝基氧化合物的相互作用促进了它们之间的电子或自旋的传递。不同的稳定性可能是由于物质的电化学环境或化合物的内在性质造成的。本发明还试图应用稳定的硝基氧化合物自由基，其前体和衍生物(下文中将统称为“硝基氧化合物”)，以提供对基于血红蛋白的血液替代物的红细胞氧解毒功能并减轻氧化应力和避免与自由基毒性有关的生物损伤，包括炎症，辐射，头部损伤，休克，局部缺血后重灌注损伤，中风，肾衰竭，内皮系统损伤，脂质过氧化作用，镰状细胞性贫血，白细胞活化和聚集，细胞凋亡，电离辐射，脱发，白内障，脓毒症，牛皮癣溃疡，老化过程等。在某些实施方案中，稳定的硝基氧化合物或其衍生物被用于建立几种具有红细胞氧解毒功能的用于血液替代物的制剂。这些制剂在本文中被描述为基于血红蛋白的红细胞替代物(HRCS)，因为通过提供机体红细胞的氧解毒功能，这些基于血红蛋白的氧载体(HBOC)的氧输送能力被增强了。由此可设计出对血管无作用的基于血红蛋白的氧载体，它可避免在许多HBOC中观察到的高血压现象。为克服单独使用硝基氧化合物的缺点，在本发明的优选实施方案中，多硝基氧化合物标记的大分子如Tempo-标记的人血清白蛋白被单独输注或与游离的膜通透性硝基氧化合物一起输注，以增加体内硝基氧化合物的活性。这种制剂的一个好处是一种改进了的辐射防护药剂，这种药剂可用于医用诊断和治疗，以及用于防护各种来源的辐射伤害。在医用治疗中，可增大辐射剂量，从而增加辐射治疗成功的可能性。这种能力特别对某些肿瘤(如脑肿瘤)有明显作用，并且在结合本文描述的成像和输氧时将是很有用的，特别是对含有缺氧区域的肿瘤效果明显。硝基氧化合物还可通过电子顺磁共振波谱法和核磁共振波谱法检测。随着先进成像仪器的开发，可通过测量和检测硝基氧化合物的稳定自由基得到完整的生物组织和器官的图像。按照本发明，体内活性硝基氧化合物的水平可维持一段较长的时间，使得与单独使用低分子量膜通透性硝基氧化合物相比，能够改进图像对比度和延长信号存在的时间。而且，与某些现有的成像改进剂不同，本发明公开的组合物能透过血脑屏障。此外，由于它们的抗氧化剂活性，本文公开的组合物具有治疗价值，与它们的诊断价值相结合，使本发明的新的组合物和方法可很好地用于广泛的应用领域。还描述了制备和施用各种形式的稳定硝基氧化合物的材料和方法。具体地说，描述了无活性的，相对无毒的膜通透性硝基氧化合物的前体或衍生物，它们在体内由本文描述的其他化合物转化成生物活性硝基氧化合物或抗氧化剂酶模拟物。在这两种情况下，在对有害的自由基解毒的过程中被还原后，化学还原型(无活性的)硝基氧化合物可由其他不同稳定性的硝基氧化合物或硝基氧化合物标记的大分子物质重新活化。经此再生过程，本发明的硝基氧化合物与单独使用的低分子量膜通透性硝基氧化合物相比，在体内有较长的半衰期。因此，本发明提供了增强应用的有效性的组合物和方法，在所述应用中，硝基氧化合物是有效的。使用本发明的多组分系统，在低分子量膜通透性硝基氧化合物和有不同稳定性的含硝基氧化合物的膜通透性物质之间建立了动力学平衡。具体地说，以硝酰基为特征的基于硝基氧化合物的化合物能接受来自其他硝基氧化合物的电子，所述其他硝基氧化合物例如能接受来自羟胺衍生物的电子的，膜不通透性大分子结合的硝基氧化合物，它们可作为一种酶模拟物产生膜通透性硝基氧化合物的活性功能，或相反，作为一种电子受体将硝基氧化合物的羟胺形式成转化为自由基形式。按照本发明，这种维持体内活性硝基氧化合物浓度的能力为任何得益于使用硝基氧化合物但却受到体内的迅速还原作用或理想疗效剂量的膜通透性硝基氧化合物的毒性限制的实际应用提供了便利。例如，按照本发明，体内硝基氧化合物活性半衰期的延长提供了辐射防护作用，改进了临床和其他应用中的成像，在所述应用中，低分子量膜通透性硝基氧化合物的有效剂量是有毒性的或被迅速消耗。硝基氧化合物由于其稳定的不配对电子而具有顺磁性，可作为核磁共振成像方法(NMR/MRI)和电子顺磁共振成像方法(EPR/ERI)中的造影剂。然而，由于硝基氧化合物迅速还原成波谱法不可见物质，最典型的是羟胺形式，这种药剂的用途受到了限制。因为自由基物质与重灌注损伤有关，并已知伴随着氧代谢过程，可用本发明的组合物作为造影剂观察局部缺血组织的损伤和低氧症。此外，本发明的组合物的抗氧化剂，酶模拟物作用为防护氧化损伤提供了额外益处。多组分的基于硝基氧化合物的系统的独特优点是能传递抗氧化剂、防辐射、抗局部缺血、改进成像，酶模拟物等功能到身体的数个区域如血管腔、组织间隙、细胞内区域或生物结构中基于特定通透性的具体区域，或应用已知的具有靶作用和局部药效的用制剂法。研究人员和医生可根据应用情况选用上面描述的多组分系统。例如，本文描述的不同制剂有不同水平的血管舒张作用。由于能够选择本发明的多组分系统的含硝基氧化合物，使得能够选择性地治疗或诊断具体的疾病状态或病症，或增加或减少硝基氧化合物的自由基形式。例如，正象本领域技术人员会认识到的，本发明可通过静脉注射本文描述的多组分系统的一种或多种组分，特别地应用于心血管系统。同样，根据本发明的具体应用情况，可在通过局部、口服、或静脉注射施用其他物类的同时，通过局部施用一种硝基氧化合物来选择皮肤的特定区域。从根本上说，在某些实施方案中提供了硝基氧化合物(包括前体和代谢底物)，它可选择性执行所需要的功能，即防辐射，成像，模拟酶等，并且另一种基于硝基氧化合物的物质被用作活性储存器。就电子自旋传递体来说，一种物质可被当作“受体”硝基氧化合物而另一种为“供体硝基氧化合物”。在某些实施方案中，“供体”和“受体”可在体内基本上保持物理分离并在它们的自由基部分应具有不同的稳定性。在优选实施方案中，受体硝基氧化合物是多硝基氧化合物白蛋白，它主要存在于血管部位并起着活性仓库的作用。典型的供体物质是低分子量膜通透性物质如TPL或TPH。另外，供体物质可以是膜不通透性的，而受体物质是膜通透性的，并且这些物质被如此选择使得硝基氧化合物活性被抑制。普通技术人员会认识到被选作供体或受体的各个物质只要基本上维持物理上的分离并具有不同的稳定性，就可以是不同的。例如，相同硝基氧化合物既可作为受体又可作为供体。在这样的实例中，标记在大分子如白蛋白的几个氨基上的TPL，提供了基本上是膜不通透性的受体硝基氧化合物。通过在氨基基团上进行标记而提供大分子结合的TPL的不同的稳定性，这样剩下的羧基基团产生酸性微环境，在白蛋白标记的TPL中得到不稳定的自由基状态。另外，通过其内在的化学和电子结构，可提供不同的未结合的硝基氧化合物，以提供必需的分离和不同的稳定性。本发明化合物产生的动力学平衡发生在还原型硝基氧化合物和氧化型硝基氧化合物之间，使得一种在体内有活性，而另一种无活性。基本机制是第二硝基氧化合物的硝酰基从第一硝基氧化合物接受电子，特别是从其还原型羟胺衍生物接受电子。第二硝基氧化合物在与第一硝基氧化合物接触时由于游离硝酰基团的稳定性的不同而能够接受一个电子。例如，自由基或“氧化”形式，如TPL，被迅速还原成TPH，直到由多硝基氧化合物白蛋白(PNA)再生成TPL。应用与生物相容性大分子结合的硝基氧化合物的优选组合物可以是不同的；例如，对于生理相容性输注液如基于血红蛋白的氧载体，该组合物包括1)加入到储存容器中或包含于滤器中的含硝基氧化合物的化合物；硝基氧化合物可化学连接到滤器中不溶性基质上或以方便储存和施用的不同形式包含于其中，2)共价连接到用化学或重组交联法稳定的血红蛋白上的硝基氧化合物，3)共价连接到聚合血红蛋白上的硝基氧化合物，特别是2、4和8摩尔当量的硝基氧化合物，4)与血红蛋白一起包裹在脂质体中或嵌入到脂质体膜中的硝基氧化合物，(5)共价结合到结合血红蛋白上的硝基氧化合物，(6)共价结合到高摩尔比(即6-95)的白蛋白的数种形式的硝基氧化合物，(7)共价结合到免疫球蛋白上的硝基氧化合物，以及上述多组分系统中的任意组合物。如上所述，上述组合物可根据应用情况独立使用或与低分子量膜通透性硝基氧化合物结合使用。而且，上述组合物可以是与其他化合物特别配制的，以改变它们的体内活性或稳定性。具体地说，环葡聚糖(cyclodextran)和其他已知稳定剂可用于增进基于血红蛋白的溶液的稳定性。而且，已知必需的营养成分硒能产生超氧化物并可与多硝基氧化合物大分子一起使用以促进其氧化作用。这些制剂还可与其他防氧化应力，促进成像，增加或降低对辐射的敏感性的已知化合物，以及与其他已知的临床或诊断用化合物一起使用。下面给出实验结果以表明低分子量硝基氧化合物可通过与本发明的硝基氧化合物标记的大分子相互作用从还原型无活性形式再生成有活性形式。下面的实验结果和方法显示硝基氧化合物可连接于生物相容性大分子，包括白蛋白和稳定化的、聚合的、结合的和包裹的血红蛋白，供诊断治疗和与氧化应力相关的生理病症的测定之用。硝基氧化合物标记的血红蛋白和硝基氧化合物标记的白蛋白无论是单独还是与带有自由基的低分子量硝基氧化合物结合使用，它们的相互作用显示具有一定血浆半衰期的其他生物相容性大分子可被硝基氧化合物标记，并按本发明应用，以有利于抵抗或预防由自由基化学物类引起的氧化应力或毒性。给出的实验结果还表明本发明的组合物和方法当与HBOC输注时具有抗高血压作用，因此HBOC溶液的输注是对血管无作用的。防辐射作用在细胞培养物中以及暴露于致死剂量辐射的小鼠中都得到证明。显示了大鼠心脏的EPR图像，它能监视局部缺血和重灌注损伤的过程，并且表明除图像增强作用外，本文公开的组合物还保护局部缺血的心脏不受重灌注损害。预防局部缺血/重灌注损伤的作用在心血管和脑血管系统中都表现出来，实验结果还显示了本发明在抑制脂类氧化和白细胞激活，以及治疗以及保护皮肤方面的防护作用。附图简述图1A和1B表示4-氨基-TEMPO标记的o-棉子糖聚合血红蛋白在第一天(A)和第三十天(B)记录的电子自旋共振波谱。图1C是图1A样品用等体积无标记血红蛋白稀释后在第一天记录的波谱。图1D是图1C样品在第三十天记录的波谱。图2A和2B分别是证明4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO共价相连到ω-氨己基-琼脂糖和4-氨基-TEMPO共价连接到1，4-双(23-环氧丙酰基)丁烷活化琼脂糖的电子自旋共振波谱。图3A和3B分别是证明4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO和3-马来酰亚氨基-PROXYL成功共价连接到交联型3，5-双-溴甲硅烷基-二富马酸(DBBF)或交联型双阿司匹林人血红蛋白(HBOC)的电子自旋共振波谱。图4A是4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO的ESR波谱。图4B是4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记HBOC的ESR波谱。图4C是15ND17TEMPOL在乳酸化Ringer′s液中的ESR波谱。图5是4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC在硝基氧化合物对Hb的不同分子比时的ESR波谱；图5A21，图5B41和图5C81。仪器从图5A到图5B到图5C所记录的波谱敏感性递减，以至使中间峰值(Mo)显示类似的峰高度。图6是4-(2-溴乙酰氨基)TEMPO标记的HBO-C和15ND17-TEMPOL混合物的ESR波谱，其中前者峰值(见向下箭头)和后者高区峰值(见向上箭头)调整到类似的强度。这是图4B和图4C的ESR波谱叠加峰。图7显示小鼠的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC血浆半衰期。图7A是小鼠尾部静脉注射0.5毫升图6样品后10分钟记录的硝基氧化合物信号的ESR波谱。图7B是在10倍仪器敏感度时记录的图7中间峰值(Mo)单强度的时间依赖性降低(扫描时间30分钟)。图7C是图7B在扫描结束时的延续部分。图8表示用注射硝基氧化合物直接记录套管法从小鼠尾部记录的4-(2-溴乙酰氨基)-REMPO-标记的HBOC(每dl8克血红蛋白和TEMPO对血红蛋白比例是8∶1)与15ND17TEMPOL(每32克体重小鼠内0.5毫升)混合物的血浆半衰期。注射前样品的ESR波谱如图6所示。图8A是0.5分钟间隔记录的5个ESR波谱每次波谱扫描磁场强度增加2高斯以展示随时间函数单个强度的降低。图8B是在同样时间间隔内重复记录一系列6个ESR波谱的图8A的延续部分，不同的是每次扫描磁场强度降低2高斯。图9A和9B，分别是证明4-氨基-TEMPO标记并o-棉子糖交联的聚合人血红蛋白和3-马来酰亚氨基-PROXYL标记的DBBF-血红蛋白用戊二醛聚合的电子自旋共振波谱。图10A和图10B分别是含(A)3-DOXYL-胆甾烷(B)16-DOXYL-硬脂酸并脂质体包裹的人血红蛋白电子自旋共振波谱。图10C是3-DOXYL-胆甾烷和16-DOXYL-硬脂酸的电子自旋共振波谱。图11是硝基氧化合物标记的血红蛋白用4-氨基-TEMPO标记并与葡聚糖交联的电子自旋共振波谱。图12是含结合有硝基氧化合物的固体基质的滤盒，含血红蛋白的溶液可通过此基质。图13表示向清醒大鼠体内静脉注射乳酸化Ringer′s溶液(虚线)和7.89/dl10％v/vDBBF-Hb+多硝基氧化合物白蛋白(PNA)5g/dl+TPL100毫摩尔10％v/v(实线)后大鼠的平均动脉压反应。允许让大鼠手术后恢复并在研究实验前麻醉7天。图14是表示静脉注射后大鼠TPL血浆浓度的时间依赖性图示。血浆样品取自图13的大鼠。TPL血浆浓度由EPR电子自旋密度测试决定。图15A，15B和15C分别是相应的顺磁共振波谱，它们是15A，TPL(2毫摩尔)在50毫摩尔的磷酸钠缓冲液中，pH7.615B，TPH(2毫摩尔)在同样缓冲液中；15C，多硝基氧化合物白蛋白(PNA)。波谱仪设定如下。微波电源8毫瓦；感受器增益1.00e+03；调制放大0.5G；调制频率100千赫；微波频率9.43兆赫；搜索宽度200G。图16是直方图表示12Gray辐射下中国仓鼠V79细胞存活比例。V79细胞在x光照射前预处理10分钟。用TPH或单独用PN没观察到防辐射反应(显示2％存活的直方图与不加处理的对照组相同)。在含有TPH和PNA结合使用的样品中显示出增加的防辐射反应(8％存活)。图17表示通过将固定浓度为25毫摩尔的PNATPH与溶于50毫摩尔磷酸钠，pH7.6缓冲液但浓度增加的PNA混合，使TPH转化成TPL。TPL/TPH比例对25毫摩尔PNA浓度绘图。这个比例表现了转换效率。通过将25毫摩尔TPH和7种不同浓度的PNA在室温下温浴30分钟后在5000xg下用10KD膜CENTROCON分离1小时来决定TPL浓度。在滤出液中TPL的高磁场EPR峰强度通过所绘制的的TPL标准曲线图计算。图18A是小鼠尾部的连续15个(15)EPR波谱记录，每次扫描间隔中用人工方法增加约1G的场强。扫描次数标记在15NTPL的高磁场峰值处(M-1/2)。事先给小鼠注射0.5毫升40毫摩尔15NTPL，后者还原成半衰期为2分钟(结果未显示)的EPH。将PNA和15NTPL混合物第二次注射到小鼠尾静脉表现了类似的15N-TPL消失速率(见半衰期为2分钟的30秒间隔的1-5峰值记录)继之以峰强度的等速恢复(见峰值5-7)。TPL蜕变峰强度半衰期是13分钟(见峰值7-15，记录间隔为1分钟)。多硝基氧化合物白蛋白(PNA)的中间(Mo)宽共振峰(A)显示在15N-TPL峰(TPL)的两个线束(M+1/2和M-1/2)之间，也出现半衰期为13分钟的蜕变。因此，15N-TPL清楚证明在体内自旋电子从TPH传递给PNA的14N硝基氧化合物。图18B，18C和18D是ESR波谱，通过三种不同的硝基氧化合物标记的人蛋白质显示TOPS活性。图18B和图18D通过不同硝基氧化合物标记的白蛋白显示TOPS活性。图18C是硝基氧化合物标记的基于血红蛋白的氧载体。图18B显示(1)只有50毫摩尔TOPS；(2)43毫摩尔PNA；(3)PNA(43毫摩尔)与TOPS(50毫摩尔)的PH7.8的磷酸钠溶液混合2小时。图18C表示(1)只有50毫摩尔的TOPS；(2)15毫摩尔的PN-HBOC；(3)PN-HBOC(15毫摩尔)与TOPS(50毫摩尔)的pH7.8磷酸钠缓冲液混合2分钟。图18D表示(1)只有50-毫摩尔TOPS；(2)10毫摩尔B3T-标记的白蛋白；(3)B3T标记的白蛋白(10毫摩尔)与TOPS(50毫摩尔)的pH7.8磷酸钠缓冲液混合2分钟。图19显示在C57小鼠中有或无PNA时TPL和TPH的药物动力学。任意单位的TPL血浆水平如检测EPR高磁场峰值强度所绘制的那样是时间场的函数(分钟)，(□)TPL(2毫摩尔)静脉注射给药，(◇)TPL275毫克/公斤腹膜内给药，(○)PNA静脉注射给药继之以TPH100毫克/公斤腹膜内给药。图20显示经10Gray辐射的C57小鼠(每组10只小鼠(N＝10)存活力实验，照射前用PNA0.5毫升/小鼠经静脉注射给药，10分钟后静脉注射PBS缓冲液(■)，10分钟后腹膜内给药(ip)0.5毫升PBS继之以200毫克/公斤TPL(●)，10分钟后静脉注射给予多硝基氧化合物白蛋白0.5毫升/小鼠继之以200毫克/公斤TPL(◆)。图21显示经10Gray辐射的C57小鼠存活力实验，照射前用PNA0.5毫升/小鼠经静脉注射给药，10分钟后静脉注射PBS缓冲液(■)，10分钟后腹膜内给药0.5毫升PBS继之以200毫克/公斤TPL(●)，10分钟后静脉注射给予多硝基氧化合物白蛋白0.5毫升/小鼠继之以50毫克/公斤TPL(◇)。图22A是承载TPL和多硝基氧化合物白蛋白的大鼠心脏三维立体(25X25X25立方毫米)图像(全视野)。此图像是用局部缺血后2.5小时得到的144个投影建立的。图22B是同一图像的截面图。有用数据参数有波谱促发脉冲7.0G；立体促发脉冲2.5毫米；最大梯度49.3G/厘米。图23是承载TPL和PNA的大鼠心脏的EPR图像(25×25mm2)，指示的时间是局部缺血的持续时间(156分钟)，得自一个三维图像。数据获取参数为采样时间10分钟；波谱窗口7.0G；空间窗口25毫米；最大梯度43.9G/厘米。图24显示局部缺血心脏在不同时间内15N-TEMPOLEPR的信号强度。上边的直线表示经2毫摩尔TPL+PNA处理后的心脏(●)，下面的直线表示单独用2毫摩尔TPL处理后的心脏(■)。实线是对观察的强度数据的双指数拟合。半衰期分别是0.4分，2.9分(■)，3.3分，30.1分(●)。图25是承载TPL+PNA的大鼠心脏在局部缺血期间EPR二维断面图像，在连续图像中有时间数字显示(分∶秒)。此图像来源于三维立体图像。有用的数据参数同图23。图26显示对未处理的对照组(○)，用2毫摩尔TPL处理(●)，PNA(4g/dl)+2毫摩尔TPL处理(的心脏冠状动脉血流的恢复测定。心脏经受30分钟的局部缺血继之以45分钟的血流恢复。图27显示对未处理的对照组心脏(○)，用2毫摩尔TPL处理(●)，PNA(4g/dl)+2毫摩尔TPL(▲)处理的大鼠血压生成恢复的测定。心脏经受30分钟的局部缺血继之以45分钟的血流恢复。图28是用15N-TPL+PNA处理的大鼠心脏局部缺血期间TEMPOL的EPR信号强度图解，此图解由图25显示的图像绘制的。强度值从相应三维立体图像的下列特定部位得到的LAD(●)，动脉(■)，LV-反射点(_)和组织(▲)。图29显示给清醒大鼠静脉注射7.8g/dl10％v/vDBBF-Hb+7.5g/dlPNA+100毫摩尔10％v/vTPL(n＝4)时反映的平均动脉压(MAP)。允许大鼠手术后恢复并在实验前麻醉约7天。图30显示用PNA处理小鼠的神经学缺陷的功能复原。通过MCA/CCA栓塞法造成动物局部脑局部缺血病灶继之以重灌注。动物在局部缺血现象出现前用PNA(PNA前)或人血清白蛋白(HAS)处理或在重灌注后立即做上述处理，重灌注24小时后评价神经学病症。所用PNA或人血清白蛋白是体重的0.5％，v/w。图31显示用PNA处理的小鼠血管梗塞的恢复情况。通过MCA/CCA栓塞法造成动物局部脑局部缺血病灶继之以重灌注。动物在局部缺血现象出现前用PNA(PNA前)或人血清白蛋白(HAS前)处理或于重灌注后立即做上述处理(PNA后，HAS后)，重灌注24小时后处死小鼠做组织学分析。所用PNA或人血清白蛋白剂量是体重的0.5％，v/w。从脑前端每隔05毫米做一系列冠状横切，从血管梗塞的累加面积计算血管梗塞体积。结果用均值±SEM表示，n＝7。图32显示用PNA处理的小鼠血管梗塞的恢复百分数情况。通过MCA/CCA栓塞法造成动物局部脑局部缺血病灶1小时继之以重灌注。动物在局部缺血现象出现前用PNA(PNA前)或人血清白蛋白(HAS前)处理或于重灌注后立即做上述处理(PNA后，HAS后)，重灌注24小时后处死小鼠做组织学分析。所用PNA或人血清白蛋白剂量是体重的0.5％，v/2。按照(血管梗塞体积/同侧大脑半球体积)x100计算血管梗塞百分数。结果用均值SEM表示，n＝7。图32A显示对照组与PNA-处理组小鼠的大脑一系列切面的中风损伤量的比较。取大脑前端每隔500微米的一系列20微米厚度的冠状组织切片，大脑局部缺血量化为每个切片的血管梗塞面积(平方毫米，均值S.D.)。在PNA-处理小鼠的血管梗塞面积(●)与对照组(■)相比的差异是两条线之间的面积(p＜0.05，Student′st测验)。图33显示PNA处理的小鼠大脑半球肿大的恢复情况。通过MCA/CCA栓塞法造成动物局部脑局部缺血病灶1小时，继之以重灌注。动物在局部缺血现象出现前用PNA(PNA前)或人血清白蛋白(HAS前)处理或于重灌注后立即做上述处理(PNA后，HAS后)，重灌注24小时后处死小鼠做组织学分析。所用PNA或人血清白蛋白剂量是体重的0.5％，v/w。大脑半球肿大百分比计算为(同侧大脑半球体积-对侧大脑半球体积对侧大脑半球体积)x100。结果用均值士SEM表示，n＝7。图34A和图34B显示具代表性的冠状切面，它表现PNA-处理小鼠和相对于对照组在经过局部大脑局部缺血(1小时)和重灌注(24小时)后，大脑血管梗塞的复原情况。用甲苯紫对20微米厚的脑切片染色，这种染料很难被局部缺血组织吸收。图34A是未经处理的动物脑切片，显示了几乎占整个脑半球的大片的局部缺血性损伤(未染色区域)。与同一大脑对侧脑半球相比，水肿看上去像是增大了的血管梗塞的大脑半球。图43B是PNA-处理的动物大脑的一个切片，呈现了正常组织学和无脑水肿情况。这表明PNA提供了防止中风损伤的作用。图34C代表PNA-处理组和相应对照组比较呈现了中风损伤的复原的组织切片。动物经受脑局部缺血(1小时)和重灌注(24小时)。在局部缺血和重灌注出现前给处理小鼠静脉注射PNA。每副剂量等于体重的1％(v/w)。为证明解剖学意义的局部缺血程度，取大脑前端间隔500微米的20微米厚冠状切片，并用甲苯紫染色。局部缺血组织未染上颜色。未处理动物(左手部分)呈现几乎整个大脑半球的局部缺血性损伤。作为明显对照，PNA-处理的动物(右手部分)全大脑呈现正常的组织学特征。图35是输注PNA的动物大脑的一系列染色冠状切片，染色是在MCA血管缝合术2小时后进行的。图36是输注生理盐水的对照组动物大脑的一系列染色冠状切片，染色是在MCA缝合术2小时后进行的。图37A和37B是在临时性MCA闭合术和给予生理盐水、人血清白蛋白和PNA后，大鼠的血管梗塞体积和百分数的组织学分析。图38是在2小时间隔内注射3次PNA后，大鼠血液自旋电子密度相对于时间函数的测定。图39是闭合术和MCA重灌注时，大鼠脑的加重扩散性核磁共振图像。图40A，40B和40C是麻醉小鼠背部皮肤中的PNA和15N-TPL的EPR波谱。在小鼠背部做PNA皮内注射100微升并记录(A)中显示的波谱。然后做15NTPL(1％v/w，20毫克/毫升)静脉注射，并记录1分钟后显示为(B)的波谱。30分钟后记录显示为(C)的波谱。图41显示静脉内15N-TPL(1％v/w)的药物动力学，在注射PNA部位的小鼠背部皮肤片上测定。取低场15N-TPL峰值强度对时间做图。15N-TPL峰值对时间做图。15N-TPL信号在注射后上升，5分钟后急剧下降。反映了生物复原现象。正如本文的TPL表现那样，15N-TPL信号在5分钟后得到稳定。并保持稳定至少30分钟，反映了被PNA氧化。图42A和42B显示在小鼠腹部皮肤片测定的静脉内15N-TPL(1％v/w)药物动力学。(A)低场峰强度上升和下降以及注射15N-TPL后5分钟内下降情况。(B)作为时间的函数，静脉注射100微升PNA后15N-TPL信号强度增加持续至少30分钟。图43显示注射甘油到肌肉中进行横纹肌动物模型分析时，10天后的存活率以及随后肾衰情况，用多硝基氧化合物白蛋白合并使用TEMPL和白蛋白作为对照。发明详述硝基氧化合物是稳定的自由基，它表现出抗氧化剂催化活性，类似于超氧化物歧化酶(SOD)所具有的作用并且当存在于体内时，能与其他物质反应执行过氧化氢酶类似的功能。硝基氧化合物在过去被用于电子自旋共振波谱作为“自旋标记”以研究生物大分子的构像特征和运动特征。硝基氧化合物还用于检测反应性自由基的中间产物，因为它们的化学结构提供了具有界定良好的超精细相互作用的稳定未配对电子。此外，还观察到硝基氧化合物起酶模拟物作用。某些低分子量硝基氧化合物已鉴定具有超氧化物歧化酶(SOD)模拟物的活性。(A.Samunietal.J.Biol.Chem.26317921(1988))和过氧化氢酶的活性(R.J.Mehlhornetal.，FreeRadRes.Comm.，17157(1992))。大量研究还表明硝基氧化合物可通透过细胞膜，能短期保护哺乳动物细胞免受来自次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶造成的超氧化物阴离子和来自过氧化氢的毒害。本文所用术语“硝基氧化合物”是指稳定的硝基氧化合物自由基，包括含有硝酰基的化合物，如合成的聚合体，它们的前体(如N-H形式)，和相应的衍生物，包括其羟胺衍生物(N-OH)，其中的氧原子被羟基置换并以卤化氢形式存在。从本发明目的上说，羟胺衍生物的氯盐形式一般是较理想的。本文的硝基氧化合物中，未配对电子是部分稳定的，因为氮原子核与两个被强电子供体取代的碳原子相连。两个碳原子带有N-O键中的氧的部分负电荷，使氮原子核上的未配对电子有了固定的位置。硝基氧化合物一般可有杂环和链式两种结构。基本判别标准是稳定的自由基。从结构上说，下述分子式的硝基氧化合物是优选的，其中R1-R4是电子供体并且A是杂环中的保留成员。在这些杂环结构中，“A”代表五元杂环结构(即，吡咯烷基或带双键的PROXYL即吡咯烷)或六元杂环结构(即，哌啶基或TEMPO)中保留的碳原子并且其中的一个碳原子可被氧原子(噁唑啉基或DOXYL)取代并且某些氢原子可被多至两个溴原子取代。在这类杂环结构中，可使用稳定的同位素(如15N，氘)。在α碳原子上的取代应当使未成对电子基本上维持在πp轨道构型。R1到R4是链烷基(直链或支链)或芳香基但最好是甲基或乙基。任何硝基氧化合物α碳上的取代基应是强电子供体以加强稳定性，因此甲基(CH3)或乙基(C2H5)是优选的，即使其他较长碳链的种类也可使用。见美国专利5,462946。保留自由基活性的其他替代物是业内人士所熟知的。并且一直在不断合成出来。见Bolton等人的″一些四甲基异吲哚基-2-氧酰基自由基的EPRandNMR研究”J.Chem.Soc.PerkinTrans.(1993)和Gillies等人的“一些5-(正烷基)-1，1，3，3-四(三氘代甲基)-异二氢氮茚-2-基氧基的EPR超精细偶合常数的NMR确定”，J.Chem.Soc.FaradayTrans.，90(16)，2345-2349(1994)；按照本发明，当与生物相容性大分相连时，硝基氧化合物的活性由于微环境而改变。这种活性可根据所使用的标记方案和其他化合物如已知能改变自由基稳定性或活性的硒而不同。在实践中硬脂酸可能会限制既经济又实用的硝基氧化合物的使用范围。本发明优选使用的硝基氧化合物具有下列结构DOXYL(4，4-二甲基-3-噁唑啉基氧.)(4，4-二甲基噁唑烷-N-氧基)PROXYL(2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷基氧)(2，2，5，5-四甲基吡咯烷-N-氧基)TEMPO(2，2，6，6-四甲基-1-哌啶烷基氧.)(2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧基)从上显而易见，最适合的硝基氧化合物基本上可用下述结构式表示假设R基选自保持自由基稳定的构像。如上所示，硝基氧化合物的结构形式可经过改变而不影响其基本功能。硝基氧化合物的功能基也可结合成二聚体如下面介绍的B3T，寡聚体，或多硝基氧化合物人工合成聚合体，后者含有各种重复亚单位，每一种亚单位含至少一个硝基氧化合物。优选的合成聚合体在其各取代单位(n)上有硝基氧化合物和羧基基团。例如，下面的化合物可由已知技术合成，如美国专利5,407,657介绍的从二胺化合物和二酐化合物生成聚合体。为符合本发明之目的，美国专利5,407,657中的聚合体的硝基氧化合物最好用溴代TEMPO取代。这类合成的聚合体可用于标记血红蛋白，特别是天然血红蛋白。其方法是用略微过量的二聚体合成这类化合物以在聚合体的末端产生游离的氨基。末端氨基与嗜中性基团反应如溴乙酰基溴化物反应产生溴代TEMPO的硝基氧化合物聚合体衍生物，使得能给类似于PNA和PNH的蛋白质上的氨基做标记。已有各种技术可将硝基氧化合物共价连接到生物大分子上，包括血红蛋白，白蛋白，免疫球蛋白和脂质体。见McConnelletal.，Quart.Rev.Biophys3p.91(1970)；Hamiltonetal，″结构化学和分子生物学″ARichetal.，eds.，W.H。freeman，SanFrancisco，P.115(1968)；Griffithetal.，Acc.Chem.Res2p.17(1969)；SmithI.C.P.″电子自旋共振波谱的生物学应用″Swartz，H.M.etal.，eds.，Wiley/Interscience，NewYorkp.483(1972)。选择的硝基氧化合物共价结合到血红蛋白分子以用于研究血红蛋白的携氧结合机制。关于本文介绍的大分子，至少有两种技术即通常称谓的“标记策略”使硝基氧化合物结合到大分子上成为可能。特定标记的重要意义在于结合到大分子上的硝基氧化合物微环境和由此产生的硝基氧化合物的催化活性。在特定配位体结合部位或生成血红蛋白的部位做特殊标记会使结合部位有更加恒定的微环境，由此产生对硝基氧化合物的催化活性和专一性来说更可靠的化合物。本文使用术语“血红蛋白”是指氧合血红蛋白、碳氧血红蛋白、一氧化碳血红蛋白和脱氧血红蛋白，文中另有注释者除外。本发明所用血红蛋白可源于人，重组或动物血红蛋白。并使用已知技术分离和纯化。血红蛋白可通过与醛基反应共价连接到吡哆醛-5’-磷酸的吡哆醛基或开环式腺嘌呤三磷酸(o-ATP)并与血红蛋白的衍生物交联。交联衍生物包括多功能，异种双功能和同种双功能交联剂如二醛，聚合醛，双环氧化物，多环氧化物，活化多羧基和二羧基，例如3，5-双-溴硅酰基-二延胡索酸和TEMPO琥珀酸或TOPS见(美国专利4,240,797)环葡聚糖和其他阴离子交联血红蛋白(如硫酸盐)以及聚合血红蛋白。稳定化血红蛋白可形成具有交联外层的微球体，交联外层由蛋白质内的交联半胱氨酸残基产生(VivoRxPharmaceuticals，Inc.，SantaMonica，CA)。本文介绍的全部血红蛋白溶液和其他以硝基氧化合物为基础的溶液，比如本文介绍的本发明其他化合物中的血红蛋白以生理学相容形式如生理学可接受的静脉注射形式或悬浮在可接受的载体，溶剂或基质中的形式给药。血红蛋白溶液是无细胞的，以除去热源，内毒素和其他污染物。所使用的与白蛋白相连的硝基氧化合物优选组合物包括1)用硝基氧化合物(即，4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO以高硝基氧化合物对白蛋白比例非专一性标记的白蛋白；2)特定配位体部位的专一性标记白蛋白；3)通过二硫键的烷基化反应和还原反应增强标记的白蛋白。本文使用的术语白蛋白包括人血清白蛋白，动物白蛋白，重组型白蛋白，和片段。白蛋白可用温度或化学方法处理增加可以利用的标记部位。此外，白蛋白可以单体，二聚体，聚合体存在或包裹在微球体中。本文公开的白蛋白还可用聚乙二醇(PEG)通过熟知的技术处理，以提高其免疫相容性。通过扩大体内抗毒能力来减轻氧化应力的优选技术是使用多组分以硝基氧化合物为基础的系统。第一成分是膜通透性硝基氧化合物，如TEMPOL。由于其电荷特性和小分子特性，低分子量，非结合性硝基氧化合物透过细胞膜并进入细胞内空间。第二成分是含硝基氧化合物物质如生物相容性大分子标记的有高摩尔比例硝基氧化合物的物质(多硝基氧化合物)，例如用30∶1摩尔比TEBPOL标记人的血清白蛋白。本发明的多组分硝基氧化合物体系的应用有助于减轻由大量，浓集的或反复用药的低分子量膜通透性硝基氯化合物产生的毒性。由于硝基氧化合物的羟胺形式不如抗氧化剂活跃并且由于硝基氧化合物高剂量时的毒性被认为主要是由细胞内氧化还原状态的紊乱引起的抗氧化剂活力造成的，羟胺的状态表现出的毒性比相应未还原的硝基氧化合物的毒性要低。因此，本发明的一个实施方案介绍了使用无毒剂量的膜通透性硝基氧化合物，并与大分子多硝基氧化合物结合使用以活化体内已被还原成无活性形式的硝基氧化合物。类似的，羟胺可作为无毒性硝基氧化合物前体施用，此前体在体内转化成有活性的抗氧化剂。其结果是在体内存在一个安全持久的治疗水平的强力抗氧化剂。关于体内安全性，按本发明施用的硝基氧化合物水平在动物中有良好的耐受性，并预计在人体也有良好的耐受性，因为已知硝基氧化合物是相对安全的例如，小鼠的TEMPO最大耐受皮内注射剂量是275毫克/公斤并且半致死量是341毫克/公斤。而且，结合大分子的硝基氧化合物要比以其活性形式存在的游离硝基氧化合物更安全。与游离硝基氧化合物一起使用的本发明的标记硝基氧化合物的大分子会降低硝基氧化合物的总量，另一方面不得不使用这类硝基氧化合物以达到抗氧化剂的效力。以抗氧化剂形式使用的标记硝基氧化合物的大分子的另一优点在于在其活性抗氧化剂状态下硝基氧化合物能力在达到高活性水平的同时还增加了安全性。大多数迄今在生物体研究的硝基氧化合物有较低的分子量。它们能很容易的透过细胞膜进入体内组织。本发明的结合大分子的硝基氧化合物可静脉注射并且由于大分子物质的膜不通透性他们可保持在血管腔内。在此实施方案中，共价结合到大分子上的硝基氧化合物将减轻自由基毒性同时将硝基氧化合物限定在局部即血管腔中，在那里使其作用最佳化。当注射TEMPOL时，它迅速进入血管，在那里通过解毒(氧化)自由基被还原成羟胺。在清除来自有毒自由基的未配对电子时，硝基氧化合物被还原成氧代氨中间物。后者再进入两反应途径之一。它可通过自发提供从自由基获得的电子给一些天然化合物；这个途径可描述为模拟酶反应，因为净反应结果是硝基氧化合物没有发生变化。另一途径是，氧代氨中间物可进一步被还原成羟胺。羟胺不是顺磁性的(即它在EPR波谱中是静默的)并且缺乏硝基氧化合物的抗氧化剂催化活性。由于其高度膜通透性和惰性化学骨架，羟胺可在细胞内外自由分布并且在体内存在时间较长。然而，一旦硝基氧化合物被还原成羟胺，抗氧化剂活性随即消失。TEMPOL4-羟基-2，2.6，6-四甲基-哌啶-N-氧基在自由基解毒过程中迅速消耗；它还原成氧代氨中间物，后者可被氧化成硝基氧化合物或进一步还原成羟胺。因此，硝基氧化合物的生物转化(在自由基解毒过程中)产生羟胺。羟胺不是顺磁性的(它在ESR波谱中是无活性的)并且缺乏硝基氧化合物的抗氧化剂催化活性。TEBPOL单独使用不适合治疗用，因为它会迅速转化成羟胺并可能在达到有抗氧化作用的剂量时是有毒的。然而，羟胺是化学上稳定的并且在体内相对持久(硝基氧化合物分子的骨架是相对惰性的)而且按照本发明，它可化学上转化成硝基氧化合物活性形式。这种体内转化作用能使硝基氧化合物在临床上安全使用以提供持久的抗氧化剂活性。如上所述，未配对硝酰基电子给与硝基氧化合物抗氧化剂活性以外的其他有用的属性。特别是，以自由基形式存在的硝基氧化合物是顺磁性探针，其EPR信号能反映生物系统内代谢方面的信息，即氧压力和组织氧化还原状态的信息。由于天然存在的未配对电子在体内是基本不存在的，EPR成像的另一优点是基本上没有本底干扰。硝基氧化合物还减少氢原子核的驰豫时间并用作质子或核磁共振成像的造影剂。硝基氧化合物还可用作造影剂为MRI获得的形态资料补充代谢方面的信息。例如，通过取代硝基氧化合物上的各种功能基就能操纵包括驰豫性，可溶性，生物分布作用，体内稳定性和耐受性在内的各种属性。从硝基氧化合物获得的反差增强能通过区分强度相等但组织学上不同的组织和改进受伤部位如血脑屏障的损害，脓肿和肿瘤的定位和特征识别来改进MRI的效果。由于大分子多硝基氧化合物的高分子量和低膜通透性，它易于在细胞外分布，并且不易被生物化学环境所还原。然而，已发现大分子多硝基氧化合物能接受来自羟胺的电子。能在体内逆转生成具有有活性抗氧化剂功能的硝基氧化合物。这个过程有效的将细胞外抗氧化剂性能的高容量大分子储藏库中的抗氧化剂生成能力传递给高流动性可透膜的硝基氧化合物，后者可穿过细胞膜提供细胞内抗氧化剂活力。一旦进入细胞，这种硝基氧化合物即通过氧化毒性自由基的过程而被还原成羟胺，并循环出细胞外。在细胞外再被大分子多硝基氧化合物活化。此外，可通过加入其他化合物如硒使大分子多硝基氧化合物活化。因此，用高分子比的硝基氧化合物结合到大分子(多硝基氧化合物)上就能制备出含硝基氧化合物的特别优越的药物组合物，并使其结合到细胞内有治疗药效剂量的小分子量硝基氧化合物上，从而提供了具有催化活性的多硝基氧化合物大分子。有治疗活性的硝基氧化合物与有催化活性的硝基氧化合物相互作用在周围组织中提供了持久的抗氧化剂，辐射防护剂和造影剂等。实际上大分子物质是抗氧化剂活性仓库，它能为膜通透性低分子量物质的活性起补充作用。本文公开的这种共生方式为用-药提供了很好的方法，如大分子硝基氧化合物与口服低分子量硝基氧化合物结合用药从而提供局部化的，持久的抗氧化剂活力。基于本文描述的实验结果和组合物数据，已在体外观察到本发明的含硝基氧化合物物质的抗氧化剂，辐射防护剂，抗高血压和波谱活性和体内使用的各种药物组合物。基于这些结果，多硝基氧化合物标记的大分子和参与自由基氧化还原反应的游离硝基氧化合物的反应机制足以证明将新的HBOC和其他含硝基氧化合物大分子用于自由基解毒的设计能力，这些药物设计将很好的用于诊断和治疗各种各样的生理状况。此外，本发明介绍了与药物储存或使用容器相联系的含硝基氧化合物化合物。含硝基氧化合物化合物可以固体或液体形式加入容器内部或共价结合到容器的内表面。一种先进的给药技术是将含硝基氧化合物化合物，在有或无硝基氧化合物情况下，添加到液体给药用的在管线中的滤器中。例如，多硝基氧化合物白蛋白可与游离硝基氧化合物一起结合进入滤器中或连到滤器中的不溶性充填基质上，与静脉液用药如现在使用的HBOC一起使用，以便在给病人注射前清除有毒的氧相关性化合物。HRCS制剂和下面介绍的硝基氧化合物标记大分子通过使硝基氧化合物在功能上起“超氧化物氧化酶”的作用来防止有毒的氧相关物质的形成，这是红细胞内发生的一种酶样反应。在这些HRCS药物中，硝基氧化合物防止由血红蛋白的自氧化作用产生的不利的超氧化物阴离子的积累(见反应式[1])。标记硝基氧化合物的大分子如白蛋白和免疫球蛋白，在功能上类似于抗氧化剂酶模拟物，其功能定位在血管和消化道腔，并且可与膜通透性硝基氧化合物反应以提供细胞内的防护作用。与免疫球蛋白一起使用的硝基氧化合物优选组合物包括硝基氧化合物标记的与免疫球蛋白专一结合的半抗原或抗原。而且，按照本发明，对有益的硝基氧化合物化合物的治疗作用是可控制和可维持的。例如，硝基氧化合物2，2，6，6-四甲基-1-氧基-4-亚哌啶基琥珀酸(TOPS)可结合到人血清白蛋白的原胆红素上。在体内，这种结合延长了血浆半衰期并减慢硝基氧化合物向细胞内的扩散，减少了必需的药量(因此减少了潜在的毒性)和延长了生物反应性。因此，虽然硝基氧化合物如TOPS本身，没有大分子多硝基氧化合物，作为抗氧化剂仍有应用价值。根据本发明，有可能筛选或设计出一些能将硝基氧化合物传递到体内特定部位的载体，它们是使治疗用抗氧化剂的作用局部化的手段。考虑到硝基氧化合物稳定的化学性质，本文公开的组合物可通过各种途径使用。膜通透性硝基氧化合物能经非胃肠道或口服使用。以还原形式存在的羟胺可位于GI系统或吸收进入血液。因此，能够为全身提供持久的抗氧化活性。大分子多硝基氧化合物能经胃肠道给药，在那里它将保持在细胞外使还原型硝基氧化合物活化，也可口服或局部/经皮肤给药，在那里它使循环的还原型硝基氧化合物活化从而提供局部抗氧化作用。蛋白质类大分子多硝基氧化合物和膜通透性硝基氧化合物的特殊反应性似乎能通过加热大分子和标记多肽链的原氨基酸基团得到加强。已知加热能改变大分子的构型拉直氨基和羧基之间的氢键并引起大分子的四级结构上的改变。加热后，用硝基氧化合物所做的共价标记可以发生在加热后蛋白质的相对较深的部位。结果在硝基氧化合物标记的大分子中，硝基氧化合物那一半被保护起来不太容易与溶剂起反应。而且，在蛋白质上许多硝基氧化合物可连接的氨基部位，剩余羧基的优势创造了结合有硝基氧化合物的周围环境的酸性条件。酸性条件通过吸引N-O键的未配对电子到氧原子上增加硝基氧化合物的反应性。在本发明针对红细胞替代物的实施方案中，硝基氧化合物的必不可少的属性是它们通过模仿超氧化物氧化酶，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性影响HRCS中发生的超氧化物阴离子的级联反应过程，而在这个过程中不发生损耗。在“超氧化物氧化酶”反应中，超氧化物阴离子被氧化成分子氧而不事先形成过氧化氢。完成此反应的一部分原因是由于创建了一种储存条件的，在此条件下硝基氧化合物浓度大大的超过了氧的浓度。按本文公开的方式，硝基氧化合物防止了不需要的氧化级联反应，后者是以生成超氧化物阴离子开始的。而且，本文的生理相容性HRCS溶液提供的优越性将超过HBOC，因为在将本文介绍的组合物输注给病人后这种硝基氧化合物将模仿超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的酶反应起作用。虽然本发明可使用各种各样的硝基氧化合物，这些硝基氧化合物应是以生理可接受的最低浓度来满足减轻氧毒性的需要。在评估所使用的药物时，值得指出的是相对较低毒性的硝基氧化合物已经促使将它们开发成NMR成像中使用的造影剂(见美国专利4,834,964；4,863,717；5,104,41)。许多用于分离和纯化血红蛋白溶液使其具有生理相容性的方法为专业技术人员所知。典型的有，纯化的血红蛋白成分至少含总蛋白重量99％的血红蛋白，磷脂含量至少有3微克/毫升，至少有1微克/毫升的磷脂酰丝氨酸或磷脂酰乙醇胺和至少6％的无活性血红素。本发明使用的纯化血红蛋白溶液可用各种常规方法制备，包括但不限于下述公开的方法Cheungetal.AnalBiochem137481-484(1984)，DeVenutoet.al.，JLabClinFled89509-516(1977)，andLee，etal.，VithInternationalSymposiumonBloodSubstitutes，SanDiego，CAMar17-20AbstractH51(1993)。本发明中使用的纯化的血红蛋白溶液应是基本上无氧的。可用与引起血红蛋白释放出氧的化学还原剂混合的办法使溶液中的血红蛋白脱氧并保持一种基本上脱氧的状态。使血红蛋白溶液脱氧的一个优选方法是通过将血红蛋白溶液暴露在惰性的基本上无氧的气体中如氮气或一氧化碳以除去血红蛋白结合的氧并转化溶液中的血红蛋白成为诸如脱氧血红蛋白或缺氧的一氧化碳血红蛋白形式。另一方法是可将血红蛋白暴露在真空中或让气体透过一种能让氧通过却不能让血红蛋白通过的膜。例如可让血红蛋白溶液流过有膜墙的扩散室，在血红蛋白流动中氧气可透过膜但血红蛋白不能透过膜。惰性气体沿相对于血红蛋白的膜墙循环，从而除去氧气并转化溶液中的血红蛋白成为脱氧状态。最好是，脱氧血红蛋白在硝基氧化合物标记，交联，聚合化或结合期间保持在一个基本上无氧的环境中。除去任何结合的氧之后，硝基氧化合物被共价连接到血红蛋白上。正常情况下，至少有一个，最好是一个以上，硝基氧化合物共价连接到一个血红蛋白分子上。硝基氧化合物可共价连接到血红蛋白分子的几个部位的任何一个部位，包括(a)在一个或多个游离巯基(-SH)，例如在B-93位；(b)在任何活性氨基(-NH2)部位，例如β链的Val-1的DPG部位和/或β链的第82位赖氨酸和/或α链的第99位赖氨酸；(c)在任何非专一性表面氨基上(-NH2)或羧基上(-COOH)；硝基氧化合物还可结合到任何醛基，环氧基或涉及交联和聚合化血红蛋白的二价或多价交联物的活化羧基上，或结合到一种药剂的任何活化基团上如用于结合血红蛋白的葡聚糖(Dx)或羟乙基淀粉(HES)或聚氧乙烯(POE)。如上述反应式[1]所描述的，在存储期间，HBOC溶液中的血红蛋白自动被氧所氧化形成高铁血红蛋白和超氧化物阴离子。然而，在作为本发明主题的HRCS存储期间如此形成的超氧化物阴离子将还原硝基氧化合物成为羟胺衍生物，并且超氧化物阴离子将通过下述反应被氧化形成分子氧。反应式[4]中描述的超氧化物阴离子转化成分子氧防止了超氧化物阴离子的积累和随后过氧化氢的形成。此活性，即本文描述为“超氧化物氧化酶”的活性，将在组合物中初始氧含量保持最小的情况下效力最高，此药存放在基本无氧环境中并且硝基氧化合物浓度足以防止形成超氧化物阴离子和过氧化氢。因此HRCS最好存放在基本无氧的容器中。使溶液保存在无氧环境的容器系统是众所周知的，因为许多非基于血红蛋白的静脉注射溶液对氧都敏感。例如，在封装过程中清除氧的玻璃容器是可以使用的。还有，现在使用的柔性塑料容器可以严密包装防止氧气的进入。基本上说，任何防止氧气与溶液中血红蛋白反应的容器都可以使用。为证明硝基氧化合物的“超氧化物氧化酶”活性，将溶液中的硝基氧化合物标记血红蛋白样品保持在加速的氧化储存状态，并且对硝基氧化合物的氧化还原状态用电子自旋共振波谱进行超时研究。例如，将已标记有4-氨基-TEMPO的o-棉子糖聚合血红蛋白溶液以氧化态保存在封闭玻璃容器中(图1A)。在这种状态下，溶液中的超氧化物阴离子和高铁血红蛋白生成速率足以将硝基氧化合物转化成其羟胺衍生物。这个过程可方便的观察到(见反应式[4]并参照图1A和1B)。反应式4表示硝基氧化合物转化为其反磁性羟基衍生物的转化过程与超氧化物阴离子逆转成分子氧的过程相偶联。支持这一转化的”实验证据“如图1A和1B所示。共价连接到血红蛋白上的TEMPO的电子自旋共振波谱(图1A)转化成其反磁性衍生物的波谱，样品在4℃下保持30天后共振波谱峰完全消失(图1B)。硝基氧化合物被认为是在血红蛋白存在下，当它被转化成其羟胺衍生物时已经执行了“超氧化物氧化酶”样的功能。在HBOC溶液中的硝基氧化合物的“超氧化物歧化酶”活性通过显示羟胺衍生物逆转化成硝基氧化合物(见反应式[5]和反应式[4])得到证明。已知在图1A和1B的实验条件下，硝基氧化合物完全转化成羟胺(见反应式[4]，硝基氧化合物可通过仅提供更多的超氧化物阴离子，如图5所示，得到再生。为证明此反应机制，通过用等体积未标记血红蛋白稀释图1A中的样品增加血红蛋白(和超氧化物阴离子)对硝基氧化合物的相对浓度。图1A与1C比较显示由于稀释效应，硝基氧化合物信号强度减少约50％。另一方面，在4℃下冷东保存30天后，如反应式[5]所示，硝基氧化合物得到部分再生(见图1D)。这个现象与羟胺衍生物逆转化成硝基氧化合物同时偶联从超氧化物阴离子生成过氧化氢的反应相一致。综合反应式[4]和[5]得到上述反应证明硝基氧化合物在“HBOC”溶液中起低分子量，无金属，SOD模拟物作用。硝基氧化合物的电子自旋共振波谱检测(图1D)与超氧化物阴离子和羟胺(RN-OH)反应致使形成硝基氧化合物和过氧化氢(H2O2)的结果相一致。最近，有人提出氧代铵阳离子作为一种中间产物参与超氧化物的硝基氧化合物催化的歧化作用。(Krishnaet.a1.，Proc.Nat.Acad.Sci.USA895537-5541(1992))。本文介绍的HRCS制剂将减轻现有HBOC溶液的超氧化物阴离子发生过程中产生的氧化应力，并且在输入时减少一氧化氮的破坏作用，后者是由内皮系统得到的松弛因子(EDRF)。如果防止了EDRF破坏作用，在给病人注入现有的HBOC溶液时所观察到的血管收缩和系统高血压问题就会得到大大的缓解。每个血红蛋白分子的硝基氧化合物的数目范围约在1到40之间或任何整数值或取其间的数值，并且，若为专一性标记最好是2。当用作多组分系统的一个成分时，硝基氧化合物对血红蛋白的摩尔比可以大约是3到60或任何整数值或取其间的数值。例如，硝基氧化合物，3-马来酰亚胺-PROXYL通过首先制备硝基氧化合物的100mM乙醇溶液作为载体溶液，共价结合到溶液中的血红蛋白上。两个(2)摩尔当量的硝基氧化合物直接加入到血红蛋白中并与乳酸化Ringer’s中的DCL-Hb(8g/dl)混合。使反应混合物在22℃下搅拌反应直到90％以上的硝基氧化合物共价结合到DCL-Hb上，时间通常在一个小时以内。然后用叉向流动膜过滤系统除去未反应的硝基氧化合物，以分子量30,000道尔顿为截点用10体积的乳酸化Ringer’s液洗三(3)次。RETANTATE血红蛋白浓度调整到7-14g/dl之间，灭菌，过滤，并储存在4℃。在输注后，当HRCS被完全氧化时，硝基氧化合物的功能将起SOD模拟物的作用，其次起着过氧化氢酶模拟物的作用。作为SOD模拟物，它歧化超氧化物阴离子成过氧化氢(见反应式[2])，结果是防止内皮系统中的硝基氧化合物的破坏，从而防止血管变窄。作为过氧化氢酶模拟物，它防止通过转化过氧化氢成为无害的水来防止过氧化氢的毒害作用(见反应式[3])。如上所述，硝基氧化合物被共价结合到血红蛋白上以研究血红蛋白本身所具有的氧结合属性。然而，硝基氧化合物还没有与稳定化的血红蛋白溶液一起使用，即与生理相容的交联，或聚合，包裹，或结合式血红蛋白溶液一起使用。还没有含硝基氧化合物聚合物被用于标记天然血红蛋白。血红蛋白和硝基氧化合物的已知化学特点表明，化学交联或重组交联技术建立的硝基氧化合物标记血红蛋白的类似功能是可以实现的，而这些交联技术是通过选择血红蛋白分子上一些可用部位，即那些没有被用作稳定化，聚合化，或结合血红蛋白分子的特殊化合物所封闭的部位进行的。因为某些下面要讲到的血红蛋白稳定化和聚合化形式通常涉及到临床实验，下面介绍一下将硝基氧化合物连接到这些稳定化和聚合化基于血红蛋白的氧载体上的方法以便证明本发明的氧解毒功能可应用到现有的血红蛋白溶液中。在硝基氧化合物-HBOC的实例中证实的硝基氧化合物标记技术易于应用到依靠有用的抗氧化剂和酶模拟物活性生产其他硝基氧化合物标记的大分子中，例如硝基氧化合物标记的血清白蛋白和硝基氧化合物标记的免疫球蛋白。易于用此技术做硝基氧化合物标记的血清白蛋白的形式是单体血清白蛋白(正常的情况)，和白蛋白同源二聚体以及寡聚体以及各种情况下的集结物和多肽片段。本文所谓的蛋白质或大分子包括片段，即蛋白质的多肽片段。由于应用上的不同，本文介绍的组合物可以一起使用或分开使用。例如，在治疗和诊断心脏重灌注损害时或血管系统的局部缺血损害时，理想的是取本发明的数个方面的长处，如氧传递，保护系统免受氧化应力，免受重灌注损害的局部化保护作用和改进成像功能。在这种情况下，可结合使用本文介绍的组合物如现有的HBOC，硝基氧化合物标记的白蛋白和可同时给药或顺序给药的低分子量硝基氧化合物，后者给药情况依治疗目的或诊断目的而定。关于选择按本发明给药的具体制剂和施用方法，取决于具体的应用。选用能接受低分子量膜通透性物质的电子的基于硝基氧化合物的化合物，可根据具体应用进行补充。可根据具体应用中所期望的位点专一性保护，选择使用几种可用的施用方法和优选制剂。避免输注上文介绍的基于血红蛋白的氧载体时产生的氧化应力是按本发明选用制剂和施用方法以便提供免受自由基毒性的特殊保护，避免HBOC输注时的毒副作用的一个主要实例。位点专一性保护或活性的理想部位是皮肤和内皮层，优选化合物是TOPS，因为它相对较小并且是膜通透性的。专一性保护作用或活性的理想部位是胃肠道。优选化合物是多硝基氧化合物葡聚糖，因为它在胃肠道中不易于被酶解消化。在这种应用中，推荐使用口服或直肠给药。静脉注射或血管内区域被认为是给药的专一性保护或活性适合部位，如脑血管或心血管系统，多硝基氧化合物白蛋白是优选的化合物因为白蛋白是主要的血浆蛋白质，耐受性强，易于给药，并表现出较长的血浆半衰期。这类应用还包括基于血红蛋白的氧载体或多硝基氧化合物衍生物。应用于腹膜内或皮内的道理是相同的。正如几个实施例所显示的，本发明化合物的给药可施用于身体或直接用于一个细胞群或一个组织。特别是，用作移植的组织可通过在移出身体前后输注多硝基氧化合物白蛋白来达到保存目的。例如，心脏移植中，PNA被用于选择性灌注到心脏，即通过浓缩的静脉注射给药，继之以将器官移出身体。器官也可用PNA方法移植和储存以防被诸如脂肪的过氧化作用和氧化应力等作用而腐败。而且在移植手术后当器官受到氧化血的重灌注时，器官将得到与本文证明的心脏和脑的局部缺血性重灌注损伤同样的保护方式。如果对肺的专一性保护是理想的，可选用多硝基氧化合物白蛋白的气溶胶形式从而可以铺满肺气管。这种形式对于这方面的专家是显而易见的，因此选用的制剂可根据具体应用而定。如上所述，上述制剂是接受电子化合物的优选制剂。关于膜通透性电子供体化合物，优选化合物的选用也取决于应用和施用方法。制剂和施用方法应该按相应受自由基物质所累的具体系统或组织来分类，而这些自由基是由相关的生理条件或受损伤或受治疗的区域产生的。例如，在脓毒症中，观察到循环系统的大规模萎陷伴随系统的自由基生成现象增加。类似的，全身性辐射会导致在全身产生自由基。在这种情况下，可口服或静脉注射给予小分子量膜通透性电子供体硝基氧化合物如TEMPOL以保证全身分布的剂量用药。相应这种施用方法应伴随同样可以做全身分布的电子受体药物的使用，如多硝基氧化合物白蛋白。在自由基产生的区域更加局部化，最好通过选用接受电子的物质使用局部化的保护和活性方法因为膜通透性物质易于在给药时呈全身性分布，即使对皮肤进行膜通透性物质给药可以产生更加局部化的效果。基于本文公开的内容，专业人员能够选择最有效的制剂和施用方法以满足使用本发明的具体应用的需要。例如，为达到胃肠道系统成像的改进，可选择多硝基氧化合物葡聚糖的口服药作为电子受体并使用TEMPOL口服和/或静脉注射给药。进一步举例，为治疗牛皮癣即一种产生自由基的皮肤局部化特征所表现疾病，可选择局部使用的TOS作为电子受体合并局部使用膜通透性TEBPOL。按类似道理，使用本发明的其他有自由基存在的疾病，诊断或治疗的制剂可提供位点专一性保护或活性。因此，下面的实施例将公开几种制剂的详细说明，这些制剂可以依本发明的应用，以任意组合形式使用。实施例一--含有硝基氧化合物和硝基氧化合物标记的化合物的容器和滤器已有可能将本发明的氧解毒功能提供给现有的静脉注射溶液，如HBOC溶液，而无须对现有制剂做化学修饰。通过将可与游离硝基氧化合物合并使用的多硝基氧化合物大分子包括在内，或通过共价结合硝基氧化合物到存放有HBOC的管的内表面，将减轻用现有制剂观察到的氧毒性产生的不良生理效应。容器与含血红蛋白的本发明主题溶液一起使用应该是生理相容的，具有任何用于静脉注射液体容器相类似的特点。典型的说，玻璃或生物相容性塑料容器是适合的。对本发明的内容来说，静脉注射溶液放置在容器中达任意长的时间，容器应是无氧的，并且应能密封以将氧隔绝在外。使用玻璃，传统的塞子和封闭器具就足够了。然而，目前使用的一些柔性塑料容器是氧通透性的。这种情况下，可用锡箔密封或用其他密封办法以防止氧接触到溶液。为将硝基氧化合物加到容器内表面，将硝基氧化合物聚合体的非过滤层或涂有硝基氧化合物的共聚体直接罩在内表面。含硝基氧化合物聚合体可通过许多已知聚合原理的技术制造出来只要在制造过程中一直保持自由基的稳定性。HBOC容器内表面还可修饰成含有一层能结合硝基氧化合物的物质，如亲水性肼化物基团，它能与丙酮或硝基氧化合物上的醛基反应形成稳定的腙衍生物。这个罩化反应是直向前进行的。例如，硝基氧化合物(100Mm)的醋酸缓冲液pH5.0加入到活化的肼化物塑料容器中加速腙键的形成。一旦容器制备好，就加入生理相容性溶液。这种溶液可以是本文介绍的稳定的和纯化的HBOC或HRCS，也可包括任何静脉注射胶体或类晶体溶液，它们与血红蛋白一起注入是理想的。然后将此溶液保存在无氧环境。除处理容器的内表面外，要用到一种带有路厄锁出入口的滤器模式盒，它含有固定化硝基氧化合物的胶体或固体基质，以便在血红蛋白溶液流经此盒时除去氧相关性物质。对这种给药技术，可将多硝基氧化合物大分子加入到滤器室中，溶液通过此滤器室直接注入病人体内与先前注入的溶液反应。低分子量硝基氧化合物也可包括在内。在这些应用中，硝基氧化合物也可结合到软或硬凝胶基质上，其功能上作为一种无菌的在管线中的滤器，在注入前使用。在亲和层析技术中已知有各种方法将小的配位体连接到固体基质上，如硝基氧化合物，以便在化学上修饰玻璃或塑料的表面。已知有几种类型的基质与无菌溶液是相容的，包括琼脂糖凝胶，聚砜类材料，胶乳和其他物质。在滤器盒方法中，固体基质与硝基氧化合物共价结合并包含在滤器室中或其他此类装置中，以至溶液如血红蛋白能够流过装置并在注入病人体内时与硝基氧化合物接触。一种实践的方法是用通常使用的活化琼脂糖凝胶作为基质并将此凝胶装入无菌的路厄锁盒。在输注含血红蛋白的溶液时，此盒再简单的插入到液体给药管线中。实践中，含有硝基氧化合物并且血红蛋白可以由此通过的滤器室组成的结构可用各种已知技术建成。见美国专利5,149,425。现在参考图12，室1含有硝基氧化合物标记的琼脂糖凝胶。例如，4-溴乙酰氨基-TEMPO标记的ω-氨己基-琼脂糖(见图2A)1，4-双(2，3-环氧丙基)丁烷琼脂糖偶联4-氨基-TEMPO(见图2B)。其他化合物(未给出)可包含在滤器室中。输注时，含有此溶液的静脉输注管线将连接到路厄入口2，使其进入室1，在那里血红蛋白溶液与含有结合在基质4上或位于室内的化合物的硝基氧化合物相遇。在此过程中，含硝基氧化合物的组分将被注入并可反应以便从溶液中除去有毒的氧相关物。然后，血红蛋白溶液流出盒，经过路厄出口3，并直接输给病人。4-氨基-TEMPO标记的环氧琼脂糖的电子共振波谱在图2A给出。另一种方法是，ω-氨己基-琼脂糖可与4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO反应形成TEMPO标记的琼脂糖。其电子自旋共振波谱如图2B所示。一种替换物通过碳氨键将4-羧基-TEMPO偶联到有碳化二亚胺的氨基琼脂糖上。相反，用碳化二亚胺容易将4-氨基-TEMPO偶联到琼脂糖凝胶上。例如，1-乙基-3-(3-二甲氨基-丙基)碳化二亚胺。用4-氨基-TEMPO标记的盒的制备方法是在室温下将100mM4-氨基TEMPO(西格玛化学公司)在乳酸化Ringers溶液中循环通过一种醛即AvidChromCartridge(UnisynTech.Inc.)1小时，然后用氢硼化氰还原6小时。盒室内部用乳酸化Ringers药剂彻底清洗。用3-氨基-PROXYL标记的盒可用类似方法制备，即按照上述方法将4-氨基-TEMPO用3-氨基-PROXYL替换。实施例二--硝基氧化合物标记的稳定化血红蛋白为防止血红蛋白解离成亚单位，通过其亚单位的化学或重组子交联技术使血红蛋白分子内部稳定化。血红蛋白“稳定化”在本文是指对由化学或重组子交联法稳定的血红蛋白单体的描述也是指对二聚体，三聚体和更大的聚合体的描述，它们组成的血红蛋白分子经过环葡聚糖及其硫酸盐衍生物的作用交联。将硝基氧化合物连接到稳定的血红蛋白上的优选技术是通过共价结合将硝基氧化合物连接到稳定的血红蛋白两个β-链的β-93位的巯基上。虽然在这个位置上专一性标记已在天然人血红蛋白构像研究中得到证明(见MeConnell等人的综述，Quart.Rev.Biophys.391(1970))，交联血红蛋白的这种专一性标记还一直没有报道。如上所述，几种血红蛋白交联的氧载体已经开发出来，它们通过化学交联法稳定化，例如，DBBF交联血红蛋白和用o-棉子糖稳定化和寡聚化的血红蛋白。在我的美国专利4,857,636中描述的开环式蔗糖生产出从双糖，寡糖或更好一些的是从三糖如棉子糖得到的多价醛。这些化合物的功能是即提供分子内的稳定性(发生交联)又提供分子内的聚合化。通过控制在我早期专利所公开的反应，多价醛可用于生产“稳定化”血红蛋白而不发生聚合化反应。在另一种情况下，硝基氧化合物可以共价结合到稳定化血红蛋白或聚合化血红蛋白上。因此，在此实施方案中多价醛稳定的基于血红蛋白的溶液被当作“稳定化”血红蛋白，而在随后的实施方案中被当作聚合化血红蛋白。为了证明经过化学修饰的血红蛋白不会变得空间上硝基氧化合物接触不到，将结果表示出来以肯定硝基氧化合物是可以共价结合到DBBF-HbDEβ-93位上的。在此实施方案中，DBBF-Hb与两种类型的硝基氧化合物(TEMPO和PROXYL)反应，它们含有两种巯基专一性基团并且具有下列结构分子式4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO3-马来酰亚氨基-PROXYL通过已知技术用双(3，5-二溴水杨基)富马酸从溶液中交联纯化的脱氧血红蛋白制备DBBF-Hb，得到的产物用柱层析纯化。3-马来酰亚胺(2，2，5，5-四甲基吡咯烷-N-氧基)[3-马来酰亚胺-PROXYL]的共价连接通过将2摩尔当量的此硝基氧化合物加入到1毫升浓度为约100mM的DBBF-Hb乳酸化Ringer’s溶液中来完成，反应中用甲醇作为载体溶剂在3-马来酰亚胺-PROXYL浓度为100mM的条件下进行。在22-23℃下混合使DBBF-Hb反应30分钟。交联程度从没反应的硝基氧化合物的电子自旋共振信号强度判断。为除去没反应的硝基氧化合物，反应混合物用10体积强的乳酸化Ringers洗三次，条件是Filtron搅拌池，截止分子量为30道尔顿正常分子量限度(NMWL)，聚乙烯砜(PES)膜(FiltronTechnologyCo.)。硝基氧化合物标记的血红蛋白的电子自旋共振检测用BrukerESR波谱仪测定。图3A显示4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO标记的DBBF-Hb的电子自旋共振波谱。DBBF-Hb的电子自旋共振波谱与3-马来酰亚胺-PROXYL在图3B中显示的相同。在此实施方案中，硝基氧化合物共价连接到血红蛋白的两个β球蛋白链的单巯基上。因此，此在99.00％脱氧血红蛋白的情况下硝基氧化合物对血红蛋白结合氧的比例是大约200比1，因为有两个硝基氧化合物连到血红蛋白的两个β-球蛋白链上。然而在输注后，脱氧血红蛋白HRCS在肺部与氧结合而且在100％氧化情况下，硝基氧化合物与血红蛋白结合氧的比例成为1比2，因为有四个氧分子结合到血红蛋白的四个球蛋白链上，留下两个硝基氧化合物在β-球蛋白链上。若使用比例为1比2的血红蛋白对硝基氧化合物，90％以上的硝基氧化合物共价连接到DBBF-Hb上。DBBF-Hb还可以共价连接到共振波谱类似于图3B的马来酰亚胺和PROXYL之间的间隔基上(即剩余的甲基)。值得注意的是，硝基氧化合物可共价连接到DPG结合部位的专一性氨基上(即β-Val-1β-Lys-82和α-Lys-99)或可连接到血红蛋白的其于40-正表面赖氨酸ε-氨基上。TEMPO异硫氰酸盐衍生物和PROXYL硝基氧化合物也可与氨基反应。例如，4-异硫氰酸盐-TEMPO可以约为10∶1的摩尔比加入到血红蛋白中。在其他部位标记硝基氧化合物的血红蛋白共振波谱(未显示)类似于图3A显示的共振波谱。在DBBF-Hb的几个部位连接硝基氧化合物的能力表明用α-球蛋白二聚体稳定的重组血红蛋白(D.Lookeret.al.NATURE356258(1992))可类似的用硝基氧化合物标记。也可制备硝基氧化合物标记的交联剂如TEMPO标记的琥珀酸盐(见美国专利4,240,797)。图4是(A)2-(溴乙酰氨基)-TEMPO，(B)2-(溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC和(C)15ND17TEMPOL(TEMPOL4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯烷-1-氧基)在室温下乳酸化Ringer′s溶液中的ESR波谱。图4A和4B的差别表现小分子量硝基氧化合物的运动性与共价连接到大分子如血红蛋白上的硝基氧化合物的运动性的差别。图4C显示具有1/2核自旋的稳定同位素氮产生两个共振峰，并显示具有1个核自旋天然同位素氮产生三个共振峰(与(4A到4C相比)。在本文描述的这套实验中，共振峰的分离用于证明酶模拟物和体内、体外大分子量硝基氧化合物的氧化还原反应。用不同硝基氧化合物对血红蛋白摩尔比的硝基氧化合物标记的HBOC可制备如下。2、4和8摩尔当量的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO，以固体粉末的形式直接加入到清洁通风厨的中的三个分开的15毫升真空容器中。在换掉橡胶隔膜后，将4-(2-溴乙酰氨基)TEMPO溶解在200微升的氯仿中。然后将真空容器通过一个27号口径穿过橡胶隔膜的针连接到高真空中(5毫米Hg)并排除氯仿，在真空容器的下半部表面留下一薄层4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO。用无菌转移器穿过橡胶隔膜引入适量的HBOC，此溶液在室温下用间歇涡流法间隔5分钟混合1/2小时(在硝基氧化合物对血红蛋白摩尔比为4和8中的固体物没有完全溶解)，然后将真空容器放在4℃冰箱内过夜。次日晨，恢复到室温再涡流混合1/2小时直到在真空容器表面完全看不到固体4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO。然后将反应混合物和对照转移到无菌透析管中并用乳酸化Riners液进行透析直到检测不到未标记的游离4(2-溴乙酰氨基)-TEMPO电子自旋共振(ESR)信号。4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO对Hb的摩尔当量为2、4和8的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC的ESR波谱分别在图5A-5C给出。在2摩尔当量的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO对血红蛋白时，无论有无透析，ESR波谱基本上是相同的，说明共价标记是定量的。在β球蛋白链是的两个SH-在HBOC的情况似乎位于共价结合处(这可通过选择性封闭N-乙基-马来酰亚胺标记的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO或用反相高效液相层析做球蛋白链分析得到证实)。值得注意的是，ESR信号强度(峰Mo)比例是2、4、8的情况几乎与按比例降低仪器敏感度所记录的波谱比例相同。而且，期望4-(2-溴乙酰氨基)-TEMP在体内甚至会以更高的摩尔比例连接到Hb上，例如作为体内辐射防护剂。在血液替代制剂中，优选的硝基氧化合物对血红蛋白的摩尔比是8∶1，特别优选的摩尔比是18，按如下制备方法以产生多硝基氧化合物血红蛋白(PNH)。PNH的优选组合物是碳化一氧基，CO-PNH，CO结合到稳定PNH血红素基团的PNH上，已经表明CO-PNH在60℃是稳定的。因此，CO-PNH不需要冷冻并可存放在室温下较长时间。而且当注入体内时，CO的存在提高了PNH的血管舒张的活性，已知CO在体内起舒张血管因子的作用。当CO从PNH上卸载时，PNH通过传递氧到组织中和通过起硝基氧化合物调节的血管舒张作用继续发挥治疗药物的功能，参照图6，4-(2-溴乙酰氨基)-TENPO-标记的HBOC和15ND17-TEMPOL混合物的ESR波谱的4-(2-溴乙酰氨基)TEMPO(向下箭头所示)中间峰和15ND17-TEMPOL(向上箭头指示的)的高磁场强峰被调节到相似的强度。共振峰的分开使得可以同时检测体内(MURINE)和体外反应中涉及小分子量硝基氧化合物(TEMPOL)和大分子共聚物的自由基或酶模拟物活性。例如，两种硝基氧化合物的体内血浆半衰期通过参考不同硝基氧化合物的特有波谱特征进行比较。特别是体内基于血红蛋白的溶液的ESR研究在用小鼠作实验时用硝基氧化合物对血红蛋白比例为8∶1(见图5C)以便取其高ESR信号强度的优点。首先，通过制备小分子量硝基氧化合物(15N17-TEMPOL见4C)和大分子量4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPOL-标记的HBOC(见图4B)混合物并调整ESR信号强度到大致相同的水平来确定它们大致的血浆半衰期(见图6)。在麻醉状态下，将0.4毫升的此混合物注入热灯下小鼠扩张的血管中。小鼠尾插入ESR腔中记录注射后十分钟内的波谱(见图7A)。然而，参照图7A，7B，7C，检测不到15ND17-TEMPOL信号，4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO标记的HBOC明显被分解(见图7B，和7C，血浆半衰期的研究，其中7C是7B的延续)。由于据报道在给大鼠大量注射HBOC的第一个5到15分钟内HBOC的血管收缩作用得到充分发挥，在小鼠体内检测到硝基氧化合物标记的HBOC在注入后立刻参与自由基氧化还原反应。在麻醉状态下，给雌性CH3小鼠尾静脉插管输入80％的硝基氧化合物，20％的氧和3％的异萤烷。在热灯下可见到小鼠尾静脉扩张，由30号口径的皮针套管连接到一英尺长的聚乙烯管上，插入尾静脉并用氰基丙烯酸胶固定。在体内ESR检测时将插管小鼠在麻醉状态下转移到50毫升椎形离心管中使其尾部从离心管端伸出让管的开口端的麻醉气体继续流动。小鼠尾插入塑料离心管，然后将管固定在TE102腔中以保证其开放。插管靠近鼠尾的根部并保持在ESR腔外以便在大量注射后立刻能检测到来自尾部的纯信号。通过插管注入0.5毫升样品(见图8)调整波谱仪重复扫描模式在1/2分钟间隔处(见图8A和8B)。在图8A中，磁场强度增加两高斯，在图8B中，磁场强度降低两高斯，两者都加在共振波谱上。注射后2.5分钟内，15ND17-TEMPOL信号消失。在此期间，4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPOL-标记的HBOC也以同样速率降低。然而，硝基氧化合物-HBOC信号在血浆中显示是稳定的(图8B)。因此，图8B与图7的结果共同显示硝基氧化合物标记到大分子上如HBOC，与小分子量硝基氧化合物(即15N17-TEMOL)相比显著延长了半衰期。自由基反应观察到的性质涉及两个途径1.快速状态似乎涉及硝基氧化合物的自由基(即超氧化物)氧化反应成为其氧代氨阳离子中间产物，继之以氧代氨阳离子还原成为硝基氧化合物稳定的羟胺衍生物。此还原反应涉及血管腔内的一个或两个还原当量(即NADH)。在8∶1摩尔比的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC代表HBOC上的大约25％的4-(2-溴乙酰氨基)TEMPO的情况下，氧化物还原成羟胺形式将导致ESR信号强度的迅速降低。这个状态涉及小分子和大分子硝基氧化合物。2.慢速状态(见图8B)似乎表现为HBOC上其余75％的4-(2-溴乙酰氨基)TEMPO的抗氧化剂酶模拟物活性与硝基氧化合物参与的游离循环自由基反应，例如SOD模拟物反应机制相关。其中硝基氧化合物自由基作为SOD模拟物基本上不消耗，降低ESR信号强度的慢速率主要归因于上述反应机制其次归因于HBOC浓度降低，这是由其血浆半衰期的性质从血管腔中逐渐消失造成的。这个结果证明了多硝基氧化合物大分子，在此例中为TEMPO标记的HBOC，在体内使自由基解毒的应用性。此应用性定义为通过硝基氧化合物在体内起酶模拟物的作用提供短期的(以分钟计)清除自由基并不断防止氧化剂反应的能力。通过此实施例以及与含血红蛋白溶液的有关的每个实施例中，能够理解未结合的低分子量硝基氧化合物可以加入到制剂中以增加透过血管膜，进入肠道和细胞周围的环境的活性硝基氧化合物的浓度。本文表示的结果因而能鉴别低分子量硝基氧化合物简单加入到本发明的多硝基氧化合物大分子药物成分中的效果。本发明用多硝基氧化合物大分子与分子量硝基氧化合物一起使用的多成分系统的特殊优点强调如下。基于图8的波谱分析，氧化/还原(氧化还原)循环反应涉及大约73％保持其自由基状态的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-标记的HBOC。这表明TEMPOL参与限于血管内的体内氧化还原反应。为研究基于血红蛋白的溶液的血管收缩效应，检测被修饰的人血红蛋白溶液在整个大鼠体内产生的效应。应用于人的方法总是可以用于任何实验动物中。在实验前7天，用酮胺(40毫克/公斤i.m.)和乙酰噻吩嗪(0.75mg)，或巴比妥钠(20毫克/公斤i.p.)麻醉雄性Sprague-Dawley大鼠。将医用级聚乙烯微孔(0.05ID，.03OD)插入股动脉和静脉。将插管从腹内取出并装入肝素处理的葡萄糖，用不锈钢针封好。经2-3天的恢复，有知觉的动物放入塑料动物笼中。手术后需要恢复七(7)天以保证换输液前创口的恢复。因为手术可能引起少量流血，恢复是很重要的以便手术引起的少量流血不会与换血的副作用搅在一起。用输液泵进行50％换液以便分别从两个来源同时输入和抽出实验液和血液。除去的血液体积(12-15毫升，根据总体积而定)用实验溶液替换，时间大约在20分钟到30分钟以上。终点是血球容量计降低到初始一半时的数值。换输液后用连接到图表记录仪上的压力传感器测量并记录动脉血压5小时。计算平均动脉压为1/3脉搏压。根据血压扫描图据确定心跳速率。实施例三--硝基氧化合物标记的稳定的血红蛋白聚合体从交联单体产生稳定血红蛋白二聚体的同时，还可从稳定的或天然血红蛋白产生血红蛋白聚合体。血红蛋白聚合体溶液含有单体，二聚体，三聚体，四聚体和其他寡聚体。一般用作HBOC的含有聚合血红蛋白的溶液具有较长的血浆循环时间并且与稳定单体血红蛋白相比有较高的氧承载能力。这种聚合化的血红蛋白可由几种不同的聚合化药剂通过几个不同途径制备。(见美国专利4,001,200，4,857,636和4,826,811)。将硝基氧化合物引入聚合血红蛋白溶液的优选方法还是通过共价结合硝基氧化合物到血红蛋白的两个β-93巯基上。这些巯基尚不知与稳定化和聚合化过程有牵连。结果，最好在血红蛋白单体稳定化和聚合化之前将硝基氧化合物共价结合到血红蛋白上。例如，按照本发明在上面第二个实施例中介绍的方法将硝基氧化合物共价结合到DBBF-Hb上，继之以按Sehgal等人在美国专利4,826,811中介绍的方法用戊二醛进行聚合化。图4B是用3-马来酰亚胺-PROXYL标记并用戊二醛聚合化的DBBF-Hb的电子自旋共振波谱。同样的，用戊二醛聚合的DBBF-Hb可以用4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO经同样方法进行标记。用类似方法，聚合血红蛋白中间物，如戊二醛聚合的，o-棉子糖聚合的，或o-环葡聚糖聚合的血红蛋白中间物，后者含有无活性的醛基，可用于将4-氨基-TEMPO或3-氨基-PROXYL通过还原性氨化反应进行共价结合以生成硝基氧化合物标记的血红蛋白聚合体。对还原性氨化反应来说，反应顺序和时间是重要的。在完成聚合化反应后但在导致硝基氧化合物共价结合到聚合血红蛋白的还原反应前将4-氨基-TEBPO加入到戊二醛-聚合的血红蛋白上。同样，对o-棉子糖聚合血红蛋白进行硝基氧化合物标记可通过在还原性氨化反应前加入4-氨基-TEMPO或3-氨基-PROXYL来完成。例如，按照我的美国专利4,857,636介绍的方法制备4-氨基-TEMPO标记的o-棉子糖聚合血红蛋白，方法不同之处是在聚合反应后和在用20摩尔强的甲硼烷二甲胺混合物进行还原反应前加入6摩尔当量的4-氨基-TEMPO。如本文所介绍的，血红蛋白可用从双糖得到的多价醛或开环蔗糖包括寡糖或最好是三糖如o-棉子糖进行交联和聚合。同样，单糖可用于稳定化和聚合血红蛋白虽然最好用高分子量的蔗糖。透析和清洗o-棉子糖聚合的4-氨基-TEMPO标记的血红蛋白共振波谱如图9A所示。为增加聚合血红蛋白的血红蛋白寡聚物(Hbn，其中n＝2-4)的产量，最好用α-环葡聚糖，β-环葡聚糖和γ-环葡聚糖以及它们的衍生物增加交联剂的聚合醛价键，这些衍生物是6-，7-和9-环葡萄糖分子，开环α-环葡聚糖，β-环葡聚糖和γ-环葡聚糖，它们分别有12，14和16活性醛基。这些开环交联剂可用于交联和聚合血红蛋白以生成富集寡聚体的聚合血红蛋白。无活性的醛，如上面提到的，可用于共价连接到氨基-硝基氧化合物上，例如4-氨基-TEMPO或3-氨基-PROXYL。还有，开环硫酸盐衍生物，例如α-环葡聚糖硫酸盐，将因为两个原因成为一种有效的交联剂(1)硫酸盐基团在降低交联血红蛋白的氧亲和力方面将模拟DPG的活性，因此改进氧的传输属性，并且(2)硫酸盐基团将作为亲和标记，它将多级(即n＝2-4)血红蛋白复合化而开始形成一种“簇”。一旦“簇”复合物形成，环葡聚糖上的醛基将向DPG结合部位的邻近NH2基靠近，由此促进血红蛋白的亚单位内部共价键形成和分子内部的交联从而增加血红蛋白寡聚体的产量。除抗氧化剂酶模拟物活性外，环葡聚糖聚合并硝基氧化合物标记的血红蛋白与o-棉子糖和戊二醛聚合的血红蛋白相比还促进产量和改进制剂。实施例四--硝基氧化合物标记的脂质体包裹的血红蛋白脂质体是由疏水性分子集结成双层结构而形成的颗粒，双层结构构成空心球状，极性部位面向空心球内的水区和球外的水区。本领域上有几种形成脂质体的可行方法。典型的说，分子如二棕榈酰卵磷脂形成水溶液中的脂质体。形成脂质体时可以用胆固醇增加稳定性还可包括其他物质如中性脂质，表面调节剂如正电荷或负电荷化合物。优选的脂质体是小双层单位膜球形壳。在脂质体中包裹血红蛋白的方法也是已知的(见Farmer等人的美国专利4,911,921)。为本发明之目的，许多方法可将基于硝基氧化合物的氧解毒功能引入脂质体包裹的血红蛋白溶液中。例如可用硝基氧化合物标记的天然血红蛋白或上面介绍的硝基氧化合物标记的稳定化血红蛋白作为起始物，然后通过已知技术进行硝基氧化合物标记血红蛋白的脂质体包裹加工。在此实施方案中，纯化的血红蛋白还可与膜不通透性硝基氧化合物包襄在一起，如Hsia等人的美国专利4,235,792发表的用于电子自旋共振免疫检测的氯化TEMPO-胆碱。而且，任何纯化的血红蛋白可用脂质体包裹，这种脂质体含有硝基氧化合物标记的脂肪酸(即7-DOXYL-硬脂酸盐，12-DOXYL-硬脂酸，和16-DOXYL-硬脂酸盐)，胆甾烷，胆固醇类似物(即，3-DOXYL-胆甾烷)，或磷脂(即，12-DOXYL-硬脂酸盐-标记的卵磷脂)。将血红蛋白包裹在含有标记的3-DOXYL-胆甾烷的脂质体中的制备方法类似于在Tabushietal.，(J.Am.Chem.Soc.106219(1984))中介绍的方法。首先将5毫升含脂肪成分的氯仿溶液，其中包括DOXYL标记的硬脂酸和/或胆甾烷像下面具体介绍的那样在氮气中干燥以除去溶剂。然后残余物在真空中干燥并将得到的膜悬浮在2毫升的血红蛋白(24g/dl)的乳酸化Ringers溶液上。这种分散开的浓脂肪有100mM。然后旋转这种脂质体包裹的血红蛋白并最好在37℃温浴直到全部脂质扩散形成多层囊。然后按照Cook等人的方法让这种含多层囊脂质体包裹血红蛋白的溶液和游离未包裹的血红蛋白加压通过微量流化器以形成0.2微米的脂质体(见美国专利4,533,254)。脂质体中，二棕榈酰卵磷脂∶胆固醇∶二棕榈酰磷脂酸∶3-DOXYL-胆甾烷的摩尔比是0.5∶0.4∶0.02∶0.07。产生的3-DOXYL-胆甾烷标记的脂质体包裹的血红蛋白共振波谱如图10A所示。在这种构像中，硝基氧化合物插入到脂质体膜中并且在脂质双层水交界的内外表面都能见到。用16-DOXYL-硬脂酸代替脂质成分中的3-DOXYL-胆甾烷，如图10A所示产生的电子共振波谱在图10B给出。如共振波谱所反映的硝基氧化合物的运动性与主要存在于脂质双层的疏水内层的硬脂酸的DOXYL的表现相一致。以等摩尔比加入3-DOXYL-胆甾烷和16-DOXYL-硬脂酸到脂质成分中，这种双硝基氧化合物标记的脂质体包裹的血红蛋白共振波谱如图10C所示。图10C的共振波谱是由图10A和10B构成，因为在这个实施方案中硝基氧化合物位于膜水界面和疏水脂质双层内部。通过将硝基氧化合物放置在这两个部位，此方案在脂质双层疏水内部和膜水交界面都提供了氧解毒功能，因而为包裹的血红蛋白提供了额外储存氧解毒功能的好处。实施例五--硝基氧化合物标记的结合血红蛋白结合血红蛋白的生理相容性溶液是通过形成血红蛋白与用作血浆膨胀剂的生物相容性大分子的结合物而产生的。血浆膨胀剂如葡聚糖(Dx)，聚氧乙烯(POE)，羟乙基淀粉(HES)用于增加血红蛋白在体内循环的半衰期。在这种情况下，血红蛋白分子与生物相容性大分子都被认为是血红蛋白结合物。有许多方法将硝基氧化合物结合到血红蛋白结合物中。例如，可以简单的将想要结合的血红蛋白用硝基氧化合物标记的血红蛋白如TEMPO标记的DBBF-Hb替换。这可通过用3-马来酰亚氨基-PROXYL-DBBF-Hb或4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO-DBBF-Hb在制备结合血红蛋白时替换血红蛋白或吡哆酰血红蛋白来完成。4-氨基-TEMPO标记的葡聚糖结合血红蛋白按照Tamet.al.，(Proc.Natl.Acad.Sci，732128(1976))中介绍的方法制备。一开始，将pH7.4含8％血红蛋白的0.15MNaCl和5mM的磷酸盐缓冲溶液与高碘酸氧化葡聚糖结合形成Schiff-碱中间物。向血红蛋白中加入20摩尔当量的4-氨基-TEMPO在硝基氧化合物和葡聚糖的剩余反应醛基之间形成Sciff-碱。4℃下保持30分钟后加入50摩尔当量的二甲胺硼酸盐水溶液。此溶液在4℃下再保持两小时。此后，对此溶液做透析并用乳酸化Ringers缓冲液再生，然后用Filtron膜过滤单元(FiltronTechnologyCo.)无菌过滤。4-氨基-TEMPO标记的葡聚糖结合血红蛋白的电子自旋共振波谱是尖锐的不对称三重线，反映了高度的运动自由性(见图11)。当和紧密折叠的血红蛋白分子相比时，与葡聚糖共价结合的TEMPO增加的运动性与硝基氧化合物连接到柔性多糖葡聚糖链上是一致的(见图3A和3B)。因此图11的共振波谱证明已制备出新的硝基氧化合物标记的葡聚糖结合的血红蛋白。实施例六--硝基氧化合物标记的白蛋白本发明的优选实施方案是用硝基氧化合物标记的生物相容性大分子与低分子量膜通透性硝基氧化合物结合以提供持久的抗氧化剂体内活性。最好是，硝基氧化合物标记到生物相容性大分子上就像本文使用的那样，术语“蛋白质”包括片段和相关衍生物。硝基氧化合物标记的蛋白质最好使用大部分氨基酸基团被标记的蛋白质。例如，这种理想的生物相容性大分子是人血清白蛋白(HAS)。此外，标记二硫键能增加硝基氧化合物对蛋白质的摩尔比例。如此标记的蛋白质，创造了酸性微环境，它能促进游离硝基氧化合物和与大分子结合的硝基氧化合物之间的相互作用，由于不同物质的稳定性差异促进了电子自旋的传递。这类共价标记的硝基氧化合物连接成二硝基氧化合物，三硝基氧化合物，或多硝基氧化合物羧基共聚物，其分子量在5000到7000。因此硝基氧化合物对白蛋白的摩尔比可增加到大约400并且可通过本文公开的标记策略进行变更以达到一个必要的的值或值的范围达到400。在白蛋白的情况，还有可能将硝基氧化合物共价结合到原胆红素的白蛋白结合部位，可使用诸如带有此部位专一性结合亲和力的硝基氧化合物活化衍生物，即TOPS。通过选用大分子上的结合部位，修饰硝基氧化合物的反应性并且这种修饰可用于改变这类化合物的反应性。血清白蛋白是带有多配位体结合部位的血浆蛋白质并且是血液中许多配位体的运输蛋白质。硝基氧化合物可专一性结合到人血清白蛋白的许多配位体结合部位或与之非专一性结合。这类结合可能是非共价的，或者是通过活化硝基氧化合物共价结合。硝基氧化合物-白蛋白即可单独使用也可与低分子量硝基氧化合物化合物结合使用如TEMPOL，TOPS，以及TOPS的单或二酯，用于口服，胃肠外给药和局部治疗用药。硝基氧化合物标记的白蛋白还用作白蛋白的一种“改进”形式(即具有抗氧化剂活性的改进形式)，可用于目前常规使用血红蛋白用途的任何方面，包括红细胞保存剂，胃肠外胶体溶液，生物材料中，生物相容性表面膜等以及抗氧化剂应用如保存细胞用化合物，即器官移植时保存器官用和输血时保存血细胞用。白蛋白可从血浆中得到或可通过遗传重组方法生产。HAS有各种使用形式，包括单体(正常的血浆形式)，同源二聚体，寡聚体，和集合物(中心球和白蛋白微泡)。此外，白蛋白可用聚乙二醇处理产生免疫原性。通过使用对蛋白质的相关部位有结合专一性的活性硝基氧化合物衍生物，硝基氧化合物专一性标记的白蛋白可到达几种结合部位，包括血红素，FFA，吲哚，或Cu++结合部位，一个优选实施例是共价结合到HAS的原血红素结合部位的2，2，6，6-四甲基-1-氧-4-亚哌啶琥珀酸(TOPS)硝基氧化合物。白蛋白的非专一性标记可达大约50个能接触到的氨基。温度和化学处理白蛋白能增加硝基氧化合物对白蛋白的摩尔比。用天然白蛋白摩尔比在7以上并可达到60。用硝基氧化合物标记的白蛋白达60摩尔，通过用硝基氧化合物标记白蛋白的35个潜在的巯基硝基氧化合物对白蛋白的摩尔比可达到95。这种共价标记的硝基氧化合物以二硝基氧化合物，三硝基氧化合物或具有分子量5000到7000的硝基氧化合物羧基共聚物的形式结合。因此，硝基氧化合物对白蛋白的摩尔比可增加到400并且可通过本文公开的标记策略给以改变以达到一个必要的数值或数值范围达到400。为证明活性硝基氧化合物在体内再生，将4-羟基-2，2，6，6-四甲基-哌啶-N-氧基(N-TPL)的磷酸缓冲盐水注入麻醉的小鼠(体重40克)尾静脉作为对照。尾端插入电子共振波谱(ESR)仪的样品管中。在注射前小鼠尾不显示电子共振波谱信号。在注射0.5毫升6mMTEMPOL后检测到电子共振波谱信号并很快消退，在30秒间隔内能见到三个连续的扫描波谱(见图18A)。这个结果表明TEMPOL减少到无法用电子共振波谱检测到并且成为没有催化活性的N-羟胺(R-NOH)衍生物(TEMPOL-H或TPH)。为检测小鼠尾的TEMPOL血浆半衰期，连续检测高磁场强峰强度8分钟(图19)。8分钟后，重复注射TEMPOL。在大约10秒钟内在小鼠尾部得到与TEMPOL(TPL)浓度相对应的最大峰强度，接着衰减到基线，结果TPL在体内半衰期是大约50秒(图19)。通过两种方法确定TPL的半衰期即，扫描间隔时段的整个波谱和连续记录高磁场强峰强度。为制备多硝基氧化合物白蛋白(PNA)，让人血清白蛋白(HAS，5％溶液，BaxterHealthcareCorp)与60摩尔当量的Br-TEMPO(Sigma)在60℃下混合反应10小时。得到的反应混合物，即在Vacutainer管中含15毫升的HAS和165毫克的Br-TEMPO用0.22微量滤器除菌过滤并转移到150毫升的配备有10kda-截止超滤膜的搅拌池中(StirredCellDevice)。用Ringer′s液(McGawInc.)清洗直到滤物中用电子共振波谱检测到的游离Br-TEMPO含量小于1微摩尔。得到的亮橙黄色物浓缩到含HSA25％，再用0.22微量滤器除菌过滤进入10毫升无菌试管(AbbottLaboratories)并在4℃下储存直到使用。大分子多硝基氧化合物的电子共振波谱如图15C所示。为增加硝基氧化合物在多硝基氧化合物白蛋白中的摩尔比，在脲的存在下将二硫基团还原成巯基乙酸钠并加入过量的Br-TEMPO以便标记打开的二硫键。用这种方法平均增加大约10个摩尔比，这个结果类似于Chen等人在“硝基氧化合物标记白蛋白作为磁共振成像和波谱造影剂的可能性”中介绍的方法的结果，BiconjugateChemistry，1990，Vol.1，32-36页。在烧瓶中将多硝基氧化合物白蛋白溶液浓度调到17.5毫克/毫升。此溶液用脲稀释到8M并搅拌直到完全溶解。加入2％碳酸钠调pH到8.2。调pH后的溶液彻底脱气15分钟。然后充满氩气。在另一个烧瓶中制备3M的巯基乙酸盐溶液，脱气并充满氩气。此巯基乙酸钠加入到多硝基氧化合物白蛋白中使终浓度为0.3M。得到的溶液进行脱气和充满氩气并在室温，黑暗和氩气条件下混合并放置20小时。然后用3升脱气的pH8.4的磷酸缓冲溶液(2％碳酸钠调pH)室温，氩气条件下透析5小时。加入过量的Br-TEMPO并在氩气下再混合搅拌24小时。最终的溶液在PBS，pH7.4条件下透析5小时以除去未反应的硝基氧化合物。可用EPR波谱测定自旋电子强度和用Biuret方法测定蛋白质浓度。典型结果陈述如下，这是三次实验的平均结果1蛋白质浓度氨基标记的多硝基氧化合物白蛋白53.0mg/ml＝0.78mM氨基加二硫化物13.9mg/ml＝0.20mM2.自旋密度氨基标记的多硝基氧化合物白蛋白(PNA)33mM氨基加二硫化物10.5mM3.结合到蛋白质上的硝基氧化合物摩尔比计算氨基标记的多硝基氧化合物白蛋白33mM/0.78mM＝42硝基氧化合物/白蛋白氨基加二硫化物10.5mM/0.20mM＝52硝基氧化合物/白蛋白二硫化物基团的还原使此实施例中的硝基氧化合物对白蛋白摩尔比增加了10个。用于产生本文介绍的实例PNA使用的方法和用于证明本发明多硝酰化生物相容性分子的治疗，诊断和功能性用途所使用的方法易于应用到生产其他化合物中如多硝酰化HBOC(或PNH)，多硝酰化葡聚糖(PND)和许多其他的PNA制剂中如在下面图表中给出的硝基氧化合物种类，结构，蛋白质浓度自旋电子强度和白蛋白上可用基团的结合百分数。为证明上述多硝基氧化合物标记的白蛋白功能上促进低分子量膜通透性硝基氧化合物的体内活性，将人血清白蛋白用4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO(BR-TEMPO)做共价标记并在TEMPOL给药后进行输注，观察到它已被转换成还原态。在上述实施例中注射TEMPOL两小时后，小鼠尾部显示无esr信号。在向尾部静脉注射0.2毫升多硝基氧化合物白蛋白时，4分钟内TEMPOL信号再次出现。TEMPOL信号强度持续2小时以上。半衰期大约是40分钟(见图18)。从它们特有的图谱看，TEMPOL信号可与多硝基氧化合物白蛋白信号区分开。TEMPOL信号以其特殊的高磁场强峰强度被检测到。硝基氧化合物对白蛋白摩尔比为27表现了同样的反应活性。注射多硝基氧化合物白蛋白后检测到esr信号仅是由于在大分子上的硝基氧化合物与大分子解离的可能性由下述实验排除。实验的进行与上相同只是使用[15N]-TEMPOL和白蛋白-[14N]-TEMPOL。不同的氮提供了鉴别游离的esr信号和大分子硝基氧化合物的信号的方法。结果(图18A)证实来自再生硝基氧化合物的信号是从同位素15N得到的，因此低分子量膜通透性[15N]-TEMPOL的抗氧化剂活性在加入大分子多硝基氧化合物后得到再生。如此所述，两种含硝基氧化合物物质之间的供体/受体关系提供了在体内维持硝基氧化合物保护作用的能力。在几个实施方案中描述的PNA和TPL的相互作用仅是本发明提供的附加结合制剂的一个实施例。参考图18B(1)，(2)和(3)，多硝基氧化合物白蛋白表现出TOPS活性。50mM的TOPS本身(图18B(1))和43mM的PNA本身(图18B(2))反映出相对低的峰强度，而两者结合，在磷酸钠缓冲液中(pH7.8)表现明显提高的峰强度(图18B(3))。同样，在图18C，多硝酰化HBOC表现为活性TOPS，在图18D，B3T标记白蛋白表现为活性TOPS。因此，如本文其他地方提到的，多组分方案可用不同的硝基氧化合物或具有不同自由电子稳定性的基于硝基氧化合物的化合物来组方。实施例七--硝基氧化合物标记的免疫球蛋白如上述实施例中所述某些硝基氧化合物静脉注射时表现出很短的血浆半衰期。由于期望得到具有长血浆半衰期的抗氧化剂酶模拟物，硝基氧化合物可连接到免疫球蛋白上以便提供长效抗氧化剂酶模拟物活性。免疫球蛋白是一类在免疫系统的B细胞中产生的血浆蛋白质，它们的特点是具有两个专一性配位体结合位点(抗原结合部位)。过去硝基氧化合物已经在研究初级免疫和次级免疫应答时免疫球蛋白的半抗原结合专一性和亲和力中用作探针。正如上述实施方案中描述的硝基氧化合物标记的白蛋白那样，在以上硝基氧化合物-HBOC实例中介绍的硝基氧化合物标记技术容易应用于生产硝基氧化合物标记免疫球蛋白。由于免疫球蛋白具有专一结合及循环半衰期长的优点，本发明的这种化合物的酶模拟物活性可以作用于特定的组织并具有延长的活性。硝基氧化合物标记的免疫球蛋白可在体内使用，通过与活动的氧物质反应提供保护细胞免受损伤的作用。硝基氧化合物标记的免疫球蛋白可单独使用或与低分子量硝基氧化合物结合使用提供延长的抗氧化剂活力和延长的血浆半衰期。硝基氧化合物标记的免疫球蛋白可用专一性标记免疫球蛋白自身或共价标记在半抗原结合部位来制备。为避免将硝基氧化合物标记的免疫球蛋白作为身体的天然免疫应答部分被清除，一种方法是使用免疫球蛋白片段，例如按已知非专一性标记技术切开免疫球蛋白所产生的(Fab)2，优选的硝基氧化合物免疫球蛋白摩尔比可高达60∶1。硝基氧化合物标记的免疫球蛋白是用于将模拟酶作用指向特定目标的向导的优选物质。例如通过筛选对炎症抗原的专一性抗体或其他这类病理学专一性抗体。本发明的成像促进和治疗优越性可被导向特定部位。实施例八--生物结构和自由基反应的EPR成像在大多数情况下，自由基反应发生的太快以至于EPR-成像(ERI)是很困难的。然而由于稳定自由基的存在，硝基氧化合物可用电子页磁共振波谱检测到。随着先进成像仪器的开发，完整生物组织和器官的成像可基于检测自由基浓度而得到。生物相容性硝基氧化合物是成像促进剂的侯选化合物。因为硝基氧化合物在给药后数分钟内在体内被还原成无活性的衍生物，它们的用途受到限制。按照本发明，体内的活性硝基氧化合物水平可以维持一段较长的时间使得与低分子量膜通透性硝基氧化合物本身相比改进了成像对比度和较长的信号持续时间。电子顺磁共振波谱(EPR)是一种通过检测磁场存在下的未配对电子的能量状态改变观察自由基的行为。这种技术对自由基是专一的因为只有未配对电子才被检测到。用现有的测量电子顺磁共振装置，可得到宏观物体的实时图像，包括活组织。EPR成像(ERI)提供了多维图像(包括波谱-空间图像)为诊断和研究之用。电子顺磁共振成像(ERI)用硝基氧化合物作为造影剂主要对医学成像是有价值的方法，特别是对局部缺血组织。然而，这个技术的发展因硝基氧化合物在体内迅速还原成无顺磁性的物质而受到限制。表面上引用硝基氧化合物的应用方面已证明在体内作为EPR造影剂有较低的分辨率。(L.J.Berliner，″EPR体内应用″pp.292-304，EPRIMAGINGANDINVIVOEPR，G.R.Eaton，S.S.Eaton，K.Ohno，editors；CRCPress(1991)。重要的是，Subramanian和他的合作者分析了检测自由基物质和体内成像的无线电频率傅立叶变换EPR波谱(J.Bourgetal，JMag.Res.B102，112-115(1993)。按本发明制备的多硝基氧化合物白蛋白(PNA)已证明分布于血管和其他细胞外间隙。虽然本发明的化合物的浓度范围可以改变，优选的范围是每dl5-25克标记的PNA和0.1到200mMTEMPOL。电子顺磁共振(EPR)波谱测定的抗氧化剂活性和可检测性是唯一目的。此外，当与温和剂量的小分子量膜通透性硝基氧化合物同时给药时，硝基氧化合物在体内较长时间内维持活性自由基状态。用于ERI成像的优选组合物是人血清白蛋白(1.0到25.0g/dl)用高摩尔比硝基氧化合物(7比95，硝基氧化合物比白蛋白)。如本文其他地方所述，多硝基氧化合物白蛋白(PNA)能接受来自硝基氧化合物羟胺形式的未配对电子(即TPH)再生活动硝基氧化合物成自由基状态(即TPL)。这种多组分基本优点是当大分子或物质在细胞外时，小的膜通透性硝基氧化合物和其还原型(羟胺)衍生物自由分布于细胞外和细胞内空间。这造成一种循环，在此循环中硝基氧化合物自由基能在还原前在细胞内被检测到，然后通过大分子物质(细胞外)再生。因此，在体内较长时间内保持理想浓度的波谱可检测到的硝基氧化合物。延长体内较短的硝基氧化合物半衰期帮助克服了硝基氧化合物为基础的成像方法和医学治疗的发展障碍。就成像而言，JohnsHopkinsUniversity的EPR实验室已开发出连续波EPI仪器，用硝基氧化合物作为造影剂研究心脏局部缺血和重灌注的过程。然而，硝基氧化合物本身有限的半衰期意味着无法研究重灌注状态。在这些研究中，硝基氧化合物在大鼠心脏的三维波谱空间EPR成像由于硝基氧化合物的还原作用遇到了自由基信号迅速衰减的麻烦。虽然大鼠心脏的横截面二维空间EPR图像已经从三维波谱空间数据中建立起来，这是以12分钟的探测期间内EPR信号不断衰减的基础上建立的。硝基氧化合物在心外膜，中层心肌和心内膜有不同的还原速率，由于持续局部缺血的作用进一步减小了心脏截面图像的清晰度。按照本发明，这种ERI图像是可以改进的。延长体内硝基氧化合物的活性半衰期使得能对重灌注状态成像并且提供了有关局部缺血性损伤在组织和器官的发展过程的额外信息。本发明的制剂提供了稳定的硝基氧化合物信号，适合给药后10分钟内的成像并可至少持续约2小时。(见图25)。作为比较，仅来自游离硝基氧化合物的信号在给药后20分钟内功效消失。(图24)。关于治疗用途，安全的保持活性硝基氧化合物水平的能力代表着提供延长抗氧化剂效力的能力，这有助于防止局部缺血/重灌注损伤，和防止来自有毒氧的自由基成为细胞损伤物质的病理学过程(见图26和图27)。用基本上相同于Kuppusamy等人介绍的方法，Proc.Natl.Act.Sci.，USAVol.91，pgs.3388-3392(1994)，用多硝基氧化合物白蛋白(PNA)在浓度为4克白蛋白/dl和2mM15N-TEMPOL时检测大鼠心脏图像。参考图24，15N-TEMPOL在多硝基氧化合物白蛋白存在时的信号强度可在分离的大鼠心脏见到。EPR信号是双相位稳定并且强度逐渐下降。当单独使用小分子量膜通透性硝基氧化合物时，信号强度双相位迅速下降(图24)。在EPR成像研究中，大鼠心脏用含有硝基氧化合物的溶液灌注同时可伴有多硝基氧化合物白蛋白或没有多硝基氧化合物白蛋白，随后终止灌注流造成局部缺血。图24显示在局部缺血期间，有或无多硝基氧化合物白蛋白存在下，分离的大鼠心脏中的[15N]-TEMPOL的总信号强度。可见到信号强度经历了双相衰减并且多硝基氧化合物白蛋白显著减慢信号强度的衰减。通过如此的TEMPOL信号稳定化过程，多硝基氧化合物白蛋白使得在一个较长的时间内得到高质量的EPR图像。参考图22-23，局部缺血性心脏的三维EPR图像经过156分钟的普遍局部缺血后仍能得到。图22A显示心脏的断面观。如图23中所示，三维图像还可从横切面观察。这显示了TEMPOL信号在局部缺血性心脏的差别分布作用；这在图28作了量化。图25显示一系列图像如在图23中125分钟内的普遍局部缺血期间一系列连续时间点所得到的图像。这说明PNA的存在使得成像在分辨率和信号持久性方面要比TEMPOL单独存在时所可能有的结果要好的多。本发明的一个特殊的优点是能够通过选择组合物找出图像改进的办法，被选择的制剂选择性分布于要观察物的结构中和/或通过选择施用方法达到上述目的，所选择的施用方法促进特定结构或系统的图像的改进。例如，心血管系统的图像改进能够通过静脉输注有较长血浆半衰期的多硝基氧化合物大分子得到，并且最好是静脉注射低分子量膜通透性硝基氧化合物。另一种方法，即可通过口服给予这些化合物的一种来改进胃肠道的图像。同样，通过局部施用悬浮在稳定载体中的多硝基氧化合物大分子并结合口服或静脉注射额外的硝基氧化合物获得皮肤不连续区域的图像的改进。另外，按照本发明多基于硝基氧化合物的组合物根据应用情况，能用作皮肤给药。实施例九--辐射防护活的有机体暴露在电离辐射下受到的有害作用能在高剂量辐射下致死，最近的证据表明辐射通过破坏DNA引起细胞损伤。在DNA总的破坏中，辐射诱导的水源自由基和其次的碳类自由基造成的伤害高达80％。国防部已筛选了40,000氨基硫醇化合物寻找体内辐射防护因子。虽然药剂(WR-2721)显示了选择性辐射防护效果，WR-2721在人的临床实验中却不能展示出辐射防护作用。硝基氧化合物(即TPL)是非-硫醇辐射防护剂，但正如本文所述，(PTL)在体内的半衰期很短。其他化合物是天然来源的大分子化合物(超氧化物歧化酶，白细胞介素-1，和GM-CSF)。然而，由于它们的分子-大小，其中每一种提供细胞内自由基清除能力都是有限的。国立癌症研究院试图用硝基氧化合物的化合物Tempol作为辐射防护剂以便使癌症病人能接受高剂量水平的辐射治疗。研究人员们很快发现小分子量硝基氧化合物很快还原成无活性的形式并且没有安全的给药剂量。基于本文公开的发明，结合到大分子化合物起酶模拟物作用的硝基氧化合物能够与低分子量硝基氧化合物一起使用通过与在细胞内为自由基解毒的膜通透性硝基氧化合物化合物相互作用使血管腔中的氧自由基解毒。按照本发明延长辐射防护作用的期限，使得可以用硝基氧化合物化合物防止医学应用如癌症治疗和偶然性受到有害辐射源照射中的受控辐射的有害作用。根据国立癌症研究院开发的辐射剂量表，将中国仓鼠细胞培养在防辐射化学药剂存在下暴露在电离辐射下。图16显示中国仓鼠细胞V79在12Gray照射下的存活率。实验对照是结合硝基氧化合物大分子(PNA)，和还原型硝基氧化合物(TPHHH)表现类似的存活率。然而，TPH预先与PNA混合导致转化成辐射防护剂TPL(见图17)后者促进V79细胞的存活(见图16)。低分子量膜通透性硝基氧化合物，即TPL已证明在C3H小鼠中能提供体内的辐射防护作用。在这些研究中，发现最大TPL腹膜内给药耐受剂量是275毫克/公斤。从而导致注射后全血5-10分钟内，TPL最高水平是(～150微克/毫升)。小鼠在无或有TPL(275毫克/公斤)存在下给药后接受全身辐射5-10分钟。30天内使50％的TPL处理的小鼠死亡的辐射剂量是9.97Gray，而对照小鼠相应的剂量是7.84Gray。因为TPL的防辐射作用来自未配对电子，当TPL由于失去未配对电子而被还原成羟胺时，便成为无活性的。按照本发明，有效的防辐射剂在体内以其活性状态保持TPL的治疗浓度，同时又能克服当单独使用时，需要较高来维持治疗水平却具有毒性。图19显示腹膜内注射给药275毫克/公斤的TPL后(◇)，2mMTPL单独静脉内给药后(□)和100毫克/公斤TPH+1毫升PNA(○)后，TPL的最大血浆水平。结果显示TPL最大血浆水平大约是PNA存在下(0.5毫升/小鼠在白蛋白浓度为20g/dl并且每摩尔白蛋白有42摩尔TPL时)腹膜内注射约100毫克/公斤TEMPOL后所观察到的1/4。因此，TPL血浆水平在PNA存在下增加了10倍以上。TPL血浆水平的增加影响细胞内的TPL水平对细胞和细胞核水平的辐射防护是有作用的。这种增强防护作用由基于小鼠的30天存活实验的全身辐射得到证明。图20显示通过在TPL浓度(200毫克/公斤)存在下加入PNA对辐射防护作用的促进。结果显示PNA存在时的TPL有较强的辐射防护效果。十个小鼠中的八个(80％)在10Gray致死剂量照射下存活，而相比之下TPL单独使用时十个小鼠存活一个(10％)。在对照实验中，没有TPL或只有PNA，全部小鼠在15天或前后死亡。因此，膜不通透性PNA表现为无辐射防护作用并且不能防止细胞内水平上的辐射损伤。参考图21，实验数据显示PNA能在TPL中还原达到类似的辐射防护效果。在这个实验中，当单独使用PNA(0.5毫升/小鼠)时，全部小鼠在15天时死亡。图20中使用了四分之一的TPL，TPL浓度从200毫克/公斤降低到50毫克/公斤，PNA的存在保护了十分之二的小鼠免于致死性辐射(10Gray)。这些结果证明PNA可用于减少TPL剂量四分之一达到同样良好的辐射防护作用。由于能够提供系统的或生理的局部防辐射效果，使用本发明制剂对保护接受辐射治疗的病人有特殊的好处。例如，膜通透性硝基氧化合物的全身或局部给药。可与多硝基氧化合物白蛋白在辐射流进入身体的部位局部给药结合使用。在一项具体应用中，含多硝基氧化合物白蛋白的局部用药膏用于接受头盖肿瘤治疗的病人头皮。此外，膜通透性硝基氧化合物目前通过适当的方法给药，包括诸如局部药膏悬浮法。当辐射剂量被应用时，皮肤和发囊将受到保护免受氧载体代谢相关的十分有害的减轻氧化应力过程。这种来自于含硝基氧化合物化合物的生物学作用，包括当按本发明体内给药时防止活性氧化物的细胞毒性的功能在内，起到额外的复合抗氧化剂酶模拟物活生。如上所述，当静脉注射时，TEMPOL已经显示出具有很短的半衰期。由于其分子大小和电荷特点，它容易离开血管腔。在许多医学应用中，在血管腔中保持酶模拟物作用是理想的。按照本发明这可通过将硝基氧化合物结合到大分子上如血红蛋白和白蛋白来实现结合物在生物学上是安全的并有理想的半衰期，膜通透性硝基氧化合物如TPL在游离自由基状态时在体内和体外表现出具有酶模拟物活性。然而，在体内，主要在细胞内，它通过生物还原药剂如NADH迅速还原成无活性的羟胺衍生物(TPH)。先前，这种活性TPL还原成无活性的TPH反应基本上是化学计量学上不可逆的。因此它的作为治疗和诊断工具的作用受到限制。按照本发明，多组分含硝基氧化合物制剂作为第一成分都有膜通透性硝基氧化合物，后者存在于TPL(活性)和TPH(无活性)动力学平衡之间。在体内，无活性TPH占主导(＞90％)。两种物质(TPL和TPH)都易于穿过细胞膜并分布于细胞内外空间。第二成分是可透膜的，分布于细胞外空间的大分子多硝基氧化合物主要分布于血管腔。第一和第二成分表现出另一种先前未知的体内酶模拟物功能，即合成还原型硝基氧化合物氧化酶功能。例如，本文描述的多硝基氧化合物白蛋白作为多组分系统的一部分通过自旋电子传递反应氧化TPH和TPL，起还原型硝基氧化合物氧化酶的作用。因此，大分子多硝基氧化合物白蛋白起酶模拟物的作用，转变TPL/TPH平衡使细胞内外空间的TPL达到约90％。这种酶模拟物功能对在必要的水平上防辐射，局部缺血等所必须的高剂量TPL是特别有用的，这些辐射和局部缺血通过占绝对优势的氧化还原反应对细胞产生毒性。例如，在一定剂量的γ射线照射下，当照射剂量升高时，提供有射线防护效应的小分子量膜通透性硝基氧化合物所必要的量可能变的很大以至于细胞的氧化还原状态处于崩溃而导致毒性。为克服毒性障碍，本发明多组分系统再生还原型TPH成TPL。这个系统可用于在体内需要活性硝基氧化合物的任何应用。TPL，TPH和多硝基氧化合物白蛋白的EPR波谱在图15A，15B和15C中分别给出。还原型硝基氧化合物氧化酶活性的证明是通过TPH(不活动EPR图15B)再氧化成大分子多硝基氧化合物(图15C)并将其转换成TPL(活动EPR)(图15A)，反应进行如下(1)等摩尔比的TPH对大分子多硝基氧化合物在室温下温浴30分钟；(2)反应混合物离心通过10kd截止的滤膜；(3)记录滤物的EPR波谱如图15B。TPH到TPL的转化量在图17中给出。合成的还原型氧化酶(多硝基氧化合物白蛋白)的制备方法是让人血清白蛋白(HAS，25％BaxterHealthcare)与40摩尔当量的4-(2-溴乙酰氨基)-TEMPO或Br-TEMPO在60℃下混合反应10小时。得到的混合物含15毫升HAS和165毫克或Br-TEMPO在真空容器管中，将此化合物用0.22微量滤器除菌并转移到150毫升配有10kd截止滤膜的搅拌池中(FiltronTechnologyCorp.)。滤得的反应混合物用Ringers液洗直到ESR波谱检测到的滤得物中游离TEMPO含量小于1微摩尔。得到的亮橙黄色物浓缩到含HSA25％，再用0.22微量滤器除菌过滤进入10毫升试管并在4℃下储存直到使用。为证明体内TPH向TPL的酶样转换，将TPL的15N稳定同位素类似物注射进入插管小鼠的尾静脉并直接检测尾部的EPR信号。直接给麻醉的小鼠静脉注射0.5毫升TPL(40mM)溶液证明TPL的血浆半衰期大约是2分钟。参考图18，用含有大分子多硝基氧化合物和稳定同位素15NTPL的混合物继续注射(～30分钟后)，出现15NTPL的峰强度的双相变化。一开始，15NTPL信号强度的降低是由于TPL扩散到血管外。接着进行其细胞内的还原反应。扩散速率最初比TPH再氧化成TPL的反应速率快，由于图18中的15NTPL信号强度再现较慢。虽然TPH再氧化成TPL的反应比初始扩散/还原速率慢，它比TPL的稳定状态细胞内还原反应速率要快。因此，图18显示的TPL信号的再现测定了TPH再氧化成TPL，由此证明了合成产生的还原型硝基氧化合物氧化酶在小鼠体内的活性。见图18B-18D。实施例十一--局部缺血与重灌注损伤一中风中的脑血管局部缺血如上所述，含硝基氧化合物化合物可应用于医学成像。一种特别应用是获得心脏或其他地方的局部缺血组织的图像等，因为有关氧代谢的有价值的信息和在通透损伤的有价值的信息都可获得。然而，游离硝基氧化合物在体内的迅速还原限制了游离硝基氧化合物在这方面的应用。然而按照本发明，有可能改进专门解决对心脏局部缺血组织的成像能力，检测心肌局部缺血的发展情况，研究心肌重灌注相的发展情况，和观察组织或器官的实时乏氧状态。参考图22，23和25，表现了分离大鼠心脏灌注15NTEMPOL和多硝基氧化合物白蛋白后的ERI图像在图24中，EPR信号的强度表现为局部缺血期间的一个函数。在下侧的曲线中，2mMTEMPOL灌注到局部缺血心脏中。上部曲线描绘出2mMTEMPOL与多硝基氧化合物白蛋白(4g/dl白蛋白，每摩尔白蛋白对42摩尔TEMPOL)一起使用时的初始强度。此数据证明当使用本发明制剂时此信号强度明显增大并能够保持住。图25显示局部缺血组织的三维空间图像的成像变化。图像连续描绘大约125分钟期间内的局部缺血情况。除了证明诊断用途外，多硝基氧化合物白蛋白和TEMPOL结合使用保护心脏免受局部缺血性重灌注损伤。图26显示硝基氧化合物本身与PNA结合使用时不影响冠状血流的恢复。然而，图27显示在30分钟的局部缺血继之以45分钟的血液流动之后RPP(调血压药物)的明显改善恢复情况的作用只有在两者都存在时才能观察到。而且，由局部缺血/重灌注损伤造成的心脏水肿得以预防。参考图28，局部缺血心脏的各种解剖区域中的15N-TPL浓度在100分钟的局部缺血期间上升。TPL组织浓度的上升可归因于PNA对心脏功能的保护(图27)。为证明PNA保护大脑和中枢神经系统不受局部缺血/重灌注损伤(如上所述)，将3月龄的CD-1小鼠，体重35-40克，用1.5％异荧烷在连续30％氧/70％硝基氧化合物流下进行麻醉。此动物经中度脑动脉闭合术并用Yang等人的方法重灌注(Stroke25165-170，1994)伴随IPSI侧颈总动脉闭合术(CCA)。在临MCA闭合术一小时前(局部缺血前)或局部缺血后重灌注刚结束后(重灌注后)静脉注射PNA或人血清白蛋白对照溶液。静脉注射剂量是体重，v/w)的0.5％。手术期间体温保持在36.5-37.5℃。检测四个动物的平均动脉压和血气以保证对照组的可靠性。重灌注24小时后，将动物解剖做神经学缺陷评估，方法如Bederson等人所介绍(Stroke17472-476，1986)。神经学缺陷按下述等级评分0+无可见缺陷，1+不能伸展右前足，2+向右转圈，3+向右倾斜，4+不能自主行走。神经学评估后，为评估血管梗塞，在脑前端每隔0.5毫米作冠状切面并用甲酚紫染色。梗塞体积按梗塞大小的加和计算(在连续切面中以平方毫米计算计量)。参考图30，或在局部缺血发病前或在刚刚重灌注后用PNA-处理明显降低了重灌注后24小时检测到的神经学缺陷(n＝7)。现在参考图31，在大脑局部缺血前或刚刚重灌注后用PNA处理明显降低重灌注后24小时检测到的梗塞体积。在局部缺血发病前处理动物，PNA处理的动物梗塞体积是6.956立方毫米±4.910，而对照组动物是62.636立方毫米±12.372。图32和32A分别显示梗塞值的百分数和梗塞面积的百分数，它们是从梗塞体积和IPSI侧半球体积计算得到。在局部缺血前PNA处理的动物中，梗塞值百分数是5.148％±3.237，其对照组则是42.462％±5.001。重灌注后立刻处理的动物中，用PNA处理的动物的这些数值是9.210％±4.080，其对照组数值是37.782％±8.030(均值±SEM，N+7)。图33显示在局部缺血前或刚刚重灌注后用PNA处理明显降低重灌注后24小时测量的脑半球肿大。局部缺血前处理的动物显示基本没有肿大现象(0.094％±0.094)，而其对照组显示13.916％±3.491肿大现象。在重灌注开始时PNA处理的动物显示3.056％±2.053肿大，而其对照组数值是22.994％±8.562。图30-33显示局部脑局部缺血前或刚刚重灌注后用PNA处理从统计学意义上得到防止神经学缺陷所检测到的中风损伤，梗塞体积，梗塞百分数，和脑半球肿大。正如所能看到的，神经学缺陷评分与大脑水肿和血管梗塞的组织学测量有密切关系。为确定与其他化合物相比PNA所提供的保护作用相对水平，即功能上减轻血管腔中的自由基级联反应，进行一项研究来比较PNA在正常小鼠中产生的保护作用和超表达SOD在SOD-1Tg小鼠中严生的高水平保护作用。Chan，P.H.，C.J.Epstein，H.Kinouchi，H.Kamii，G.Yang，S.F.Chen，JGafniandE.Carlson(1994)。SOD-1转基因小鼠作为研究中风和脑损伤的神经保护模型。Ann.N.Y.Acad.Sci..73893-103。Chan，P.H.，C.J.Epstein.H.Kinouchi，S.Imaizumi，E.Carlson，andS.F.Chen(1993)。在局部缺血性脑损害中超氧化物歧化酶的作用减小转基因小鼠继局部脑局部缺血后的脑水肿和血管梗塞。在MolecularMechanismsofIschemicBrainDamage，K.KogureandB.K.Siesjo，eds.AmsterdamElsevier.pp.97-104.Konouchi，H.，C.J.Epstein，T.Mizui，E.Carlson，S.F.ChenandP.H.Chan(1991)。超表达CuZn超氧化物歧化酶弱化转基因小鼠中的局部脑局部缺血损伤。Proc.Natl.Acad.Sci.USA8811158-11162.Imaizumi，S，V.Woolworth，andR.AFishman(1990)。脂质体包裹的超氧化物歧化酶减少大鼠大脑局部缺血中的脑梗塞。Stroke211312-1317.Liu，T.H.，J.S.Beckman，BA.Freeman，E.L.Hogan，andC.YHsu(1989)。聚乙二醇调节的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶减少局部缺血性脑损伤。Am.J.Physiol.256H586-H593.Chan，P.H.，SLongar，andR.A.Fishman(1987)。脂质体包裹的超氧化物歧化酶对损伤后大脑水肿的预防作用。Ann.Neurol.21540-547.1％体重v/w(20克小鼠200微升)的PNA静脉注射给麻醉小鼠。十分钟后，用尼龙线缝合中冠状动脉(MCA)。局部缺血一小时后重灌注，重灌注24小时后评价动物的神经功能并解剖和进行血管梗塞和脑水肿的组织学测定。参考图34A和34B，取对照组和处理组小鼠的代表性脑冠状切片用甲苯紫染色这种染料染正常组织，局部缺血损害的区域不吸收染料。对照组大脑显示受累脑半球的大量局部缺血损伤，并且与同脑对侧脑半球比较显示出大量脑水肿。相反处理过的小鼠受累大脑半球是正常的并与对侧脑半球大小，形状和染色密度均一致。图34C显示的连续切片表明局部缺血损伤边布于代表对照组动物大脑，而代表性对照组动物的大脑显示正常。在对照组动物与PNA处理组动物的梗塞区在图32A给出定量表示，表明PNA处理为防止动物模型的血管梗塞提供了基本完整的保护。下表总结了处理小鼠的神经缺陷，梗塞百分比(由连续切片的梗塞面积计算出)和脑半球肿大的减少。因此灌注PNA提供的保护作用要比转基因SOD超表达的三倍剂量效果还强。<在经过肺心旁路手术和其他由栓塞和/或高血压引起的手术中局部缺血性损伤伴随紧接其后的重灌注损伤的重大发病率的例证也在不断增加。主要侵犯的器官是脑，心脏和肾。作为近乎有效的中风调整方面的预防性治疗模型，PNA施用于MCA闭合术前和重灌注后的小鼠。因为单独使用白蛋白可为脑局部缺血提供一定的防护作用。取HAS和生理盐水作为PNA实验的对照。参考图35和36，图35显示用生理盐水处理的大鼠有大量损伤，而图36的PNA处理的大鼠大致上看不出梗塞现象。组织学分析显示(图37A和37B)生理盐水处理的大鼠梗塞体积的平均值是192±17立方毫米。用白蛋白处理得到小得多的梗塞平均值，81±26立方毫米。而用PNA处理得到得数值比单独使用白蛋白减小两倍，其平均值是18±223(p＜0.05vs白蛋白，p＜0.01vs.生理盐水)。在大鼠MCAO模型中与组织学分析相对应的，磁共振成像研究表明当MCA闭合开始的时候，PNA减慢大脑局部缺血期间的影响扩散成像的高强度显影过程(图39)。此外，PNA提供的对再扩散性损伤的防护表现为DWI高强度于重灌注后迅速消失。除了本文证明的小鼠大脑局部缺血的防护作用外，本发明化合物已经显示出在大鼠中风模型中的功效。参考图35a和35b，用通常的生理盐水处理的大鼠大脑代表性冠状切面(图35)和用PNA处理的大鼠(图36)大脑的冠状切面显示在生理盐水实验组有明显的组织坏死，而PNA处理的实验组几乎没有组织坏死。给大鼠实施2小时的MCA缝合闭塞术然后，进行22小时的重灌注。按总剂量为体重的1％(v/w)给VI组用药或用生理盐水，分为1/2总剂量在MCA闭合术前5分钟给药1/4总剂量在除掉缝线允许MCA重灌注前5分钟给药；和最后1/4总剂量于重灌注后2小时给药。脑切片用TTC染色。参考图37A和37B，经受短暂MCA闭合和生理盐水、人血清白蛋白(按25g/dl溶液，总剂量为体重的1％)、或PNA处理的大鼠其梗塞百分比和梗塞体积的组织学分析显示了对大脑组织的抗局部缺血/重灌注损伤的防护作用。用PNA处理的动物显示大约2±3％的梗塞；用白蛋白处理的动物显示11±4％的梗塞；用生理盐水处理的动物显示22±4％的梗塞。单独使用白蛋白产生的保护效应大约是使用PNA得到的效应的50％，这个事实说明了中风治疗中血浆膨胀的潜在作用。因此，高渗生理盐水中的PNA可进一步促进其对中风的治疗作用。白蛋白在本实验中给予基本的防护作用，这个事实说明血浆膨胀对中风治疗有潜在的益处。PNA的保护作用大约是白蛋白的两倍说明多硝基氧化合物化合物可增加高渗或HYPERONCOTIC治疗中风的效果。参考图38，由于在体内缺少大量的天然产生的顺磁性物质，结合PNA的活性硝基氧化合物浓度可通过体内EPR波谱检测。在这个实验中，用PE50聚乙烯管法给大鼠实行股动静脉分流术。管的一部分放置于EPR波谱仪腔中，使得可以测量流经分流处的血液自旋电子密度。通过对侧股静脉导液管注入PNA，取随PNA注入后时间为函数测量血液自旋电子密度。与标准曲线(未显示)作对照表明每间隔2小时注入3次PNA的EPR信号的血液中水平保持在1-6mM硝基氧化合物范围达5小时。参考图39，扩散影响的磁共振成像(DWI)已给出表示水的表观扩散系数(ADC)。中风时，DWI超强度被认为是局部缺血期间大脑损伤过程的实际时间标志。扩散影响的成像(PWI)在本实验用于确定MCA的闭合和重灌注(图像未给出)。此图显示在大鼠的MCA闭合1.5小时时期前，中和后的DWI图像，每一行表现同一大脑的三个阶段的图像。A行表示MCA闭合前没有DWI超强度。B行表示MCA闭合后30分钟，DWI超强度开始出现并在MCA闭合后1小时被清楚的确定(C行)。作为比较，在对照图像中(未给出)明显的DWI图像典型的表现在5-10分钟MCA闭合期间。因此，在在局部缺血出现前，PNA能够显著减慢大脑局部缺血损伤的进程。D行显示重灌注后8分钟产生的图像；DWI图像已经基本消失，表明发生在局部缺血期间的ADC变化在PNA存在下重灌注时迅速消失。作为比较，典型的对照图像显示重灌注后DWI图像的过程，反映了重灌注损伤。E行和F行分别表现重灌注后1小时和2小时产生的图像，确定了没有DWI图像存在。此实验动物在MCA闭合后24小时进行解剖，从组织学上发现在基神经节处有小的梗塞，在皮质层没有梗塞现象。实施例十二--基于血红蛋白的红细胞替代物(HRCS)的血管舒张和对血管无作用制剂图13显示本发明的基于血红蛋白的氧载体(HBOC)，特别是DBBF-Hb的血管收缩作用。这种血管收缩作用在清醒大鼠中经过测量灌注10％v/v的最高承载此溶液的平均动脉压(MAP)的增加而得到证明。参考图13，虚线表明HBOC灌注后作为时间函数的平均动脉压。按照本发明，同样的PNA和TPL溶液用作辐射防护，ERI和局部缺血/重灌注损伤防护表现在具有广泛的酶模拟物作用和辐射解毒功能。PNA或TPL当亘独与HBOC一起注射时发现没有抗高血压作用。而且，PNA(5g/dl)或TPL(100mM)单独使用，10％v/v最高承载时清醒大鼠中不产生明显的血管舒张作用。然而，PNA(5％/dl)/TPL(100mM)10％最高承载时，观察到了产生的明显和持久的血管舒张作用(图29)。这个血管舒张作用与这些大鼠的持久的TPL水平相吻合(图14)。在没有PNA时，这些大鼠的TPL血浆半衰期小于60秒。因此，通过混合等体积的PNA(5g/dl)/100mMTPL与DBBF-Hb7.8g/dl并且这些大鼠中的最高负载为20％v/v，得到对血管无作用HRCS组合物(图13)。在图29中观察到的低血压作用与血管平滑肌的TPL持续上升相吻合，后者防止硝基氧化合物的分解(即由超氧化物产生的内皮系统来源的舒张因子(EDRF))，由此促进血管舒张和降低大鼠中的MAP(图29)。在对血管无作用HRCS组合物中(图13)，HBOC和PNA/TPL的血管收缩活性与血管舒张活性在体内的硝基氧化合物上发生的作用相互抵消。因此，HRCS的这个组合物是目前临床HBOC开发方面的一个明显的促进，它基于对自由基和氧化应力的全面防护。实施例十三--脂类氧化作用的抑制脂类氧化作用牵涉到重灌注损伤和动脉粥样硬化以及大脑和中枢神经系统的组织损伤。本发明的硝基氧化合物标记的大分子证明能减轻脂质氧化。从健康，不吸烟男性采集大约60毫升肝素化血液。EDTA(1毫克/毫升)-抗凝静脉血经4℃2000g离心20分钟后制备血浆LDL。在柔和灯光下的冰上做血液，血浆和LDL实验以抑制LDL抗氧化剂的光氧化作用。从血浆中通过速度区带密度梯度超离心的方法分离LDL。加入5克KBr到10毫升的血浆中使血浆密度上升到1.3克/毫升。在TIPPER上轻轻混合10到15分钟使KBr溶于血浆。每份KBr血浆样品在23毫升冰冻0.9％NaCl覆盖下在EasySeal同质异晶聚合物超离心管中分层。密封离心管在50,000rpm(302,000g)4℃下离心3小时。离心后，用针穿透管底将密度梯度分段，将Fluorinert以5毫升/分钟的速率泵入管中。从管的顶部收集各组分分流到组分收集器中。弃去第一个12毫升的成分含有极低密度脂蛋白。收集随后1.2毫升的六个组分的每个组分。暗黄色的LDL峰值一般是在第四个组分。收集LDL峰值组分和其后的一个组分以及其前的两个组分到一起。琼脂糖凝胶电泳得到一条β-迁移带即LDL，这表明LDL没有受到其他脂蛋白的污染。用前LDL样品在6升HBSS缓冲液中透析三次。分离到的脂蛋白样品存放在暗处冰上。LDL含量由Peterson-Lowry法测定，以牛血清白蛋白为标准。脂质氧化用氯高铁血红素和过氧化氢氧化LDL进行测定。将200微克/毫升LDL加入到含有5微摩尔氯高铁血红素和50微摩尔过氧化氢的小杯中。最终检测体积是2到3毫升在HBSS缓冲液中，pH7.4。检测从加入过氧化氢开始。在一些实验中，PNA加TPL用HBSS以1∶100，1∶1000和1∶10,000稀释。在每个时间点，除去样品并检测丙二酰硫脲还原物(TBARS)的测量值。这通过加入样品到500微升的丙二酰硫脲药剂中后者包括丙二酰硫脲，三氯乙酸和蒸馏水，加入终浓度为0.1毫克/毫升的丁基羟甲苯的DSMO溶液以抑制在随后的加热步骤中TBARS的自发形成。在100℃加热15分钟，使样品在室温冷却并以10,000g离心10分钟。透明上清液用分光光度法在532nm消光系数1.56x105摩尔/升-1厘米-1进行分析，结果表示为每毫克LDL蛋白微微摩尔TBARS。图35a-35b表示与高铁血红素过氧化氢有关的LDL脂蛋白氧化的时间过程。在这四个分开的实验中，PNA存在下并以1∶100，1∶1,000，1∶10,000的比例加入TPL的情况下LDL的氧化时间受到有力的制约。在一两个实验中光密度的增加反映了TBARS的形成由于以1∶100和1∶10,000的比例在PNA中加入TPL而被阻断。实施例十四--白细胞激活的抑制白细胞与内皮细胞和血小板的相互作用是反映一些不良生理学病症的微循环指标，范围包括从局部和全身局部缺血/重灌注损伤，器官移植的排异反应和对有机体的应答反应到各种发生氧化反应的新物质。见LehretaI.，PNAS，7917688(1984年6月)。反应性氧物质的调节因子作用已在许多体内和体外模型中被引用，结果抗氧化剂和自由基清除剂被用于抗白细胞活化、聚集和向内皮细胞附着以及随后发生的微循环功能障碍。用SyrianGolden仓鼠背侧皮皱室模型研究两种不同的硝基氧化合物载体对吸烟诱导的白细胞转动和附着到小动脉和小静脉的内皮细胞上的抑制作用，以及对白细胞/血小板在血流中聚集形成的抑制作用(Lehretal.，PNAS917688，1994)证明了HBOC(DBBF-交联血红蛋白)与生理盐水处理的对照相比对白细胞活化没有作用。然而，多硝酰化HBOC基本上完全抑制白细胞活化，已知白蛋白提共一定的保护作用，如下表所见到的那样，在剂量达到一定水平它抑制白细胞活化。然而，这个表显示PNA也有抑制活化作用，并且此表显示的HBOC和多硝酰化-HBOC的实验结果预示PNA的防护作用比低蛋白质浓度的白蛋白要好。如上所述，多硝酰化白蛋白和多硝酰化，稳定化基于血红蛋白的氧载体有效的防止了有害的白细胞与内皮细胞和血小板的相互作用，正如下表中表示的那样。</tables>实施例十五--对皮肤病，特别是牛皮癣的局部应用大多数研究针对一些皮肤病的潜在病因，自由基水平上升或有自由基级联反应发生的部位是在真皮。牛皮癣的情况是多原因的，然而，炎症过程的最终起作用因素似乎是超氧化物和其他有毒氧基。具报道皮肤细胞和白细胞都是引起牛皮癣病理自由基水平的原因。已有报道说牛皮癣病人的受损和未受累皮肤成纤维细胞都比正常对照组高(分别高150％和100％)。Er-RakiA，CharveronM，andBonafeJL1993。牛皮癣病人的皮肤成纤维细胞中超氧化物阴离子生成的增加。SkinPharmacol6253-258。已有报道说多形核白细胞(PMNs)能增加牛皮癣区域的超氧化物生成。MiyachiYandNimaY1983。多形核白细胞在牛皮癣区域氧调节生成方面的作用。Arch.Dermatol.Res.27523-26。据报道，牛皮癣病人的PMNs中的SOD水平显著低于正常人。DoganP，DoyuerU，andTanrikuluG1989。牛皮癣病人的多形核白细胞中超氧化物歧化酶和髓过氧化物酶活性铜水平。Br.J.Dernatol.120239-244。已有报道，牛皮癣皮肤的超氧化物歧化酶mRNA和免疫活性酶增高，可能反映补偿自由基水平上升的的一种倾向。KobayashiT，MatsumotoM，IizukaH，SuzukiK，andTaniguchiN1991。牛皮癣中的超氧化物歧化酶，鳞状细胞瘤和基底细胞皮肤瘤免疫组化研究。Br.J.Dermatol.124555-559。由于已有报道说自由基清除剂对牛皮癣的实验研究提供便利，可遵循自由基解毒药剂通过防止自由基在牛皮癣损伤部位的细胞毒性，可阻断炎症反应。HaseloffRF，BoasioIE，NeffertH，andEbertB.1990。苯甲酸及其衍生物的羟基清除作用和抗牛皮癣活性。FreeRadicalBiol.Med.9111-115。将体内EPR波谱应用于小鼠，可从皮内注射PNA和静脉注射15N-TPL的药物动力学分析确定本发明化合物的作用。定做的桥式环形-间隙表面共振仪，即吸收微波桥以1.25GHz(L-波段)用于小鼠体内EPR波谱测定。这个仪器用于测量小鼠身体特定部位的局部TPL和PNA浓度。麻醉小鼠放在夹板中间使其被固定在环形-间隙表面共振仪上，吸收微波桥按仰卧姿势放置以测量脑后的波谱或按伏卧姿势放置以测量腹部波谱。尾静脉插管用于静脉输注15N-TEMPOL；此注射部位要远离共振仪。图40A显示皮内注射PNA的EPR波谱(100微升10g/dlPNA溶液)，测定动物背部注射部位。图40B显示PNA皮内注射和15N-TPL静脉注射的混合物波谱，测量动物背部的皮内PNA注射部位。宽阔，不对称中间峰只反映PNA浓度，而左侧的尖锐低场强峰只反映15N-TPL浓度。经尾静脉注射15N-TPL后1分钟，得到此波谱。15N-TPL剂量是15N-TPL储液重量的1％(20毫克/毫升或～115mM，在Ringer’s液中)，使血液浓度达到约1.15mM。为调整15N-TPL信号，图40B以大约为图40B使用的仪器增益的1/5做记录。图40C显示在尾静脉注射15N-TPL后30分钟时产生的EPR波谱。这个特殊的15N-TPL和PNA峰保持清楚可辩。PNA皮内注射部位的15N-TPL药物动力学在图41中给出，以15N-专一性峰强度对时间作图。在尾静脉注射后，15N-TPL信号立刻增强，注射后不到2分钟达到最大，然后衰减到稳定状态水平。假设在整个体内水分中的扩散是完全的，残留物的稳定状态水平则相当于15N-TPL初始浓度的17％。开始衰减反映众所周知的TPL还原成顺磁性的(EPL-无活性形式)TPH。残留物的15N-TPL信号的持续是由于15N-TPH被皮内注射的PNA再氧化成15N-TPL。参照图42A和42B，为确认皮内的PNA再氧化作用，检测了15N-TPH的局部药物动力学，显示出半衰期为30秒。没有皮内PNA时，15N-TPL完全转变成15N-TPH。皮肤内存在的15N-TPH通过在腹部皮内注射PNA得到证明。皮内注射PNA(100微升，10g/dl)在注射部位再生并保持15N-TPL在局部。15N-TPH的体内再还原药物动力学通过图42A和图42B表示出来。皮内注射PNA后A+5分钟时，15N-TPH再氧化反应基本完成。实施例十六--自由基毒性--肾损伤在横纹肌溶解动物模型中，注射大剂量甘油进入主要肌肉中引起血红素诱导的肾损伤。在以白蛋白为对照的存活实验中，多硝基氧化合物白蛋白表现为减少甘油诱导的肾损伤。体重约为275克的雄性Sprague-Dawley大鼠在经过基本肌酸酐测定后脱水过夜(16小时)。次日晨，通过尾静脉注射1.25毫升多硝基氧化合物白蛋白和TEMPOL(10g/dl)或白蛋白(10g/dl)。注射后立刻肌内注射甘油(50％水v/v，10毫升/公斤)，1/2剂量进入前股肌。第-次注射两小时后，通过尾静脉再做一次等剂量注射。参考图43，在10天内检测存活率和血清肌酸酐。到第十天全部被检测大鼠或死亡或显示复康迹象(血浆肌酸酐下降)。本文给出的具体实施例是指导性的，不应该解释为对应用的限制，所述应用是本领域技术人员能够用本发明实现的。本领域技术人员可以进行改进和其他应用，这些改进和其他应用包括在本发明的实质之中，所述实质是由下面的权利要求的范围限定的。所有上述引用的参考文献和出版物在本文中引入作为参考。权利要求1.一种促进硝基氧化合物的羟胺形式在体内转化为顺磁形式的方法，其包括将羟胺形式的第一硝基氧化合物与第二硝基氧化合物反应，所述第二硝基氧化合物提供如同羟胺氧化酶的酶模拟活性，其中酶模拟化合物是含硝基氧化合物的化合物，它具有硝酰基基团，其稳定性低于以自由基形式存在的第一硝基氧化合物。2.权利要求1的方法，其中酶模拟物是生物相容性多硝基氧化合物大分子。3.权利要求2的方法，其中多硝基氧化合物大分子是合成的硝基氧化合物聚合体。4.权利要求3的方法，其中多硝基氧化合物大分子选自葡聚糖、羟乙基淀粉、脂质体、血红蛋白或白蛋白。5.一种局部增加自由基形式的硝基氧化合物的体内浓度的方法，其包括施用膜通透性第一硝基氧化合物；施用局部化剂量的第二硝基氧化合物，它具有硝酰基基团，该基团能从羟胺形式的第一硝基氧化合物接受电子。6.权利要求5的方法，其中第二硝基氧化合物是含多硝基氧化合物标记的生物相容性大分子的化合物，所述生物相容性大分子选自白蛋白、血红蛋白、脂质体、葡聚糖或羟乙基淀粉。7.权利要求6的方法，其中多硝基氧化合物大分子是以摩尔比大约为7到95标记的多硝基氧化合物白蛋白。8.权利要求7的方法，其中第一硝基氧化合物选自TEMPOL、PROXYL或DOXYL，并且标记的大分子的第二硝基氧化合物选自相同的物组。9.一种组合物，其包含一种生物相容性多硝基氧化合物大分子，它存在于药用给药载体中。10.权利要求9的组合物，其中生物相容性分子选自血红蛋白、白蛋白、羟乙基淀粉、葡聚糖或环葡聚糖。11.权利要求10的组合物，其中硝基氧化合物选自TEMPOL、PROXYL或DOXYL。12.权利要求11的组合物，其中组合物是硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比在大约7和95之间的多硝基氧化合物白蛋白。13.一种生物相容性组合物，其包含膜通透性第一硝基氧化合物；和具有能从第一硝基氧化合物接受电子的硝酰基基团的第二硝基氧化合物。14.权利要求13的组合物，其中第二硝基氧化合物是基本上膜不通透性的多硝基氧化合物生物相容性大分子。15.权利要求14的组合物，其中多硝基氧化合物生物相容性大分子是多硝基氧化合物白蛋白。16.权利要求15的组合物，其中硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比在大约7和95之间。17.权利要求14的组合物，其中第一硝基氧化合物选自TEMPOL、DOXYL或PROXYL。18.权利要求17的组合物，其中硝基氧化合物是其羟胺衍生物。19.权利要求14的组合物，其中多硝基氧化合物生物相容性大分子选自天然血红蛋白、交联血红蛋白、聚合血红蛋白、结合血红蛋白、脂质体包裹的血红蛋白、羟乙基淀粉、葡聚糖或环葡聚糖。20.一种改进生物结构的电子顺磁共振或核磁共振图像的方法，其包括施用膜通透性第一硝基氧化合物，施用具有能从第一硝基氧化合物接受电子的硝酰基基团的第二硝基氧化合物，并获得生物结构的图像。21.权利要求20的方法，其中膜通透性硝基氧化合物选自TEMPOL、PROXYL或DOXYL，并且第二硝基氧化合物是选自血红蛋白、白蛋白、葡聚糖、环葡聚糖、羟乙基淀粉或脂质体的生物相容性大分子。22.权利要求21的方法，其中多硝基氧化合物大分子是硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比在大约7到95之间的白蛋白。23.权利要求20的方法，其中第二硝基氧化合物大分子的施用方法对在某个部位进行图像增强作用的定位是有效的，所述部位邻近膜通透性第一硝基氧化合物和第二硝基氧化合物的反应。24.一种获得心脏或大脑局部缺血的EPR或MRI图像的方法，其包括静脉内施用膜不通透性多硝基氧化合物大分子。25.权利要求24的方法，其中膜不通透性硝基氧化合物是多硝基氧化合物标记的大分子，它选自血红蛋白、白蛋白、羟乙基淀粉、脂质体、葡聚糖或环葡聚糖，并且硝基氧化合物选自TEMPOL、PROXYL或DOXYL。26.权利要求25的方法，其中多硝基氧化合物膜不通透性大分子是基于多硝基氧化合物血红蛋白的氧载体。27.一种减轻局部缺血性重灌注损伤的方法，其包括施用治疗剂量的多硝基氧化合物大分子。28.权利要求27的方法，其中多硝基氧化合物大分子选自白蛋白、血红蛋白、葡聚糖、环葡聚糖、羟乙基淀粉或脂质体，并且硝基氧化合物选自TEMPOL、DOXYL或PROXYL。29.权利要求28的方法，其中多硝基氧化合物大分子是硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比大约为7比95的多硝基氧化合物白蛋白。30.权利要求27的方法，其进一步包括施用膜通透性硝基氧化合物。31.权利要求27的方法，其中多硝基氧化合物大分子是静脉内施用的，用于治疗脑血管或心血管系统的局部缺血或重灌注损伤。32.权利要求27的方法，其中第一和第二硝基氧化合物中至少有一种被局部施用，以治疗皮肤层的局部缺血或重灌注损伤。33.一种保护生物体免于电离辐射危害的方法，其包括施用膜通透性第一硝基氧化合物，和施用具有能从第一硝基氧化合物接受电子的硝酰基基团的膜不通透性第二硝基氧化合物。34.权利要求33的方法，其中第二硝基氧化合物是硝基氧化合物标记的大分子，所述大分子选自白蛋白、血红蛋白、葡聚糖、羟乙基淀粉、脂质体或环葡聚糖。35.权利要求34的方法，其中多硝基氧化合物大分子是用硝基氧化合物以摩尔比大约为7到95标记的白蛋白，所述硝基氧化合物选自TEMPOL、DOXYL或PROXYL。36.一种用治疗剂量的电离辐射治疗有生理病症的生物体的方法，其包括施用膜通透性硝基氧化合物，施用具有能从第一硝基氧化合物接受电子的硝酰基基团的第二硝基氧化合物，并将生物体暴露在电离辐射下。37.权利要求36的方法，其中膜通透性硝基氧化合物选自TEMPOL、DOXYL或PROXYL，并且第二硝基氧化合物是硝基氧化合物标记的大分子，它选自羟乙基淀粉、白蛋白、血红蛋白、脂质体、葡聚糖或环葡聚糖。38.权利要求37的方法，其中硝基氧化合物标记的大分子是硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比在大约7到95之间的多硝基氧化合物白蛋白。39.权利要求36的方法，其中根据第二硝基氧化合物的浓度对某一部位施加一定剂量的电离辐射。40.权利要求39的方法，其中多硝基氧化合物白蛋白存在于适合局部应用的载体中，并且该方法进一步包括在暴露于辐射的部位局部应用多硝基氧化合物。41.权利要求40的方法，其中在辐射治疗引发前，静脉内施用至少一种膜通透性硝基氧化合物或多硝基氧化合物白蛋白。42.一种在生物系统中降低自由基毒性的作用的方法，其包括施用治疗活性量的膜通透性第一硝基氧化合物，和施用催化活性量的第二硝基氧化合物，其中第二硝基氧化合物具有能从第一硝基氧化合物接受电子的硝酰基基团。43.权利要求42的方法，其中第一硝基氧化合物选自TEMPOL、DOXYL或PROXYL，并且第二硝基氧化合物是选自白蛋白、羟乙基淀粉、葡聚糖、脂质体、血红蛋白或免疫球蛋白的多硝基氧化合物大分子。44.权利要求43的方法，其中多硝基氧化合物大分子是硝基氧化合物与白蛋白的摩尔比在大约7和95之间的多硝基氧化合物白蛋白。45.权利要求42的方法，其中的作用与下列疾病状况有关脓毒症、溃疡、白内障、暴露于辐射、炎症、脱发、局部缺血/重灌注损伤、封闭性脑损伤、创伤、烧伤、牛皮癣、衰老、中风或肾衰竭。46.权利要求42的方法，其包括施用基于血红蛋白的氧载体。全文摘要本文公开了减轻自由基毒性的药物组合物及方法,它们是基于硝基氧化合物与生理相容性大分子的结合应用。具体地说,本文描述了基于血红蛋白的红细胞替代物,其特征是有稳定的硝基氧化合物自由基,可用于无细胞血红蛋白溶液,包裹的血红蛋白溶液,稳定的血红蛋白溶液,聚合血红蛋白溶液,结合血红蛋白溶液,硝基氧化合物标记的白蛋白和硝基氧化合物标记的免疫球蛋白。本文描述与自由基反应的制剂,它们可作为抗氧化剂酶模拟物,可使硝基氧化合物在体内保持其活性形式。本文描述的应用有:血液替代物,抗辐射剂,造影剂,抗局部缺血和重灌注损伤(特别是中风时的脑局部缺血)的药剂,以及其它体内酶模拟物等。文档编号C07K16/00GK1186431SQ96194321公开日1998年7月1日申请日期1996年3月29日优先权日1995年3月31日发明者夏任长申请人:辛西姆技术有限公司