Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Синтеза наночастиц 68Ga Core легированных оксида железа для двойной позитронно-эмиссионная томография / (Т1) магнитно-резонансной визуализации

Published: November 20, 2018 doi: 10.3791/58269
Automatic Translation
1, 2, 1, 3
1Nanobiotechnology, Molecular Imaging and Metabolomics Lab, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), 2CIC biomaGUNE and CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES). Ikerbasque, Basque Foundation for Science, Universidad Complutense de Madrid (UCM), 3Advanced Imaging Unit, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES)

Summary

Здесь мы представляем протокол для получения68легированный основной оксид железа наночастиц Ga через быстро Микроволновая печь driven синтеза. Методология предоставляет PET / (Т1) наночастицы МРТ с radiolabeling эффективность выше, чем 90% и радиохимических чистотой 99% в синтезе 20-мин.

Abstract

Здесь мы описываем микроволновой синтеза для получения наночастиц оксида железа, ядро легированного 68микроволновой Ga. технология позволяет быстро и воспроизводимые синтетических процедур. В этом случае начиная с FeCl3 и цитрат тринатрия соль, наночастиц оксида железа покрытием с лимонной кислотой получены в течение 10 минут в микроволновке. Эти наночастицы представляют небольшой основной размер 4,2 ± 1,1 Нм и гидродинамические размером 7,5 Нм ± 2,1. Кроме того они имеют значение высокой продольной relaxivity (р1) 11,9 мм-1·s-1 и значение скромный поперечные relaxivity (r2) 22.9 мм-1·s-1, что приводит к низкой r 2 /r1 коэффициент 1,9. Эти значения позволяют поколения положительных контраст в магнитно-резонансная томография (МРТ) вместо того, чтобы негативные контраст, обычно используется с наночастиц оксида железа. Кроме того, если 68GaCl3 элюции от 68Ge /68Ga генератор добавляется исходными материалами, получается нано радиоиндикаторных легированного 68га. Продукт получается с radiolabeling высокодоходных (> 90%), независимо от первоначального активности используется. Кроме того, один очистки шаг делает нано radiomaterial готов быть используется в естественных условиях.

Introduction

Сочетание методов обработки изображений для медицинских целей вызвало в поисках различных методов, чтобы синтезировать смешанных зондов1,2,3. Из-за чувствительности позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) сканеры и пространственным разрешением МРТ ПЭТ/МРТ комбинации, как представляется, быть одной из самых привлекательных возможностей, обеспечивая анатомической и функциональной информации на же время4. В МРТ T2-взвешенный последовательности могут быть использованы, потемнение в ткани, в которых они накапливаются. T1-взвешенный последовательности также могут быть использованы, производить осветление на специфическом накоплении расположение5. Среди них позитивные контраст параметр часто наиболее адекватные, как отрицательные контраст делает его гораздо труднее отличить сигнал от эндогенных hypointense областей, включая те, которые часто представлены органами таких легких6. Традиционно на основе Gd молекулярные датчики были использованы для получения положительных контраст. Однако на основе Gd контрастного вещества представляют большой недостаток, а именно их токсичности, что имеет важное значение у пациентов с почечной проблемы7,8,9. Это имеет мотивированных исследования в синтезе биосовместимых материалов для их использования как T1 контрастного вещества. Интересный подход является использование наночастиц оксида железа (IONPs), с очень небольшой, базовый размер, которые обеспечивают положительный контраст10. Вследствие этого чрезвычайно малые ядра (~ 2 Нм), большинство из Fe,3 + ионы находятся на поверхности, с 5 неспаренных электронов. Это увеличивает значения продольной времени релаксации (р1) и урожайность значительно ниже поперечного/продольной (r2/r1) коэффициенты, по сравнению с традиционными IONPs, производит желаемых позитивных контраст11.

Чтобы объединить IONPs с Позитрон излучатель для Питомца, существует два ключевых вопросов принять во внимание: радиоизотопные выборы и наночастиц radiolabeling. Что касается первого вопроса, 68Ga-заманчивый выбор. Он имеет относительно короткий период полураспада (67,8 мин). Его период полураспада подходит для пептида маркировки, поскольку он соответствует общим пептид накопление раз. Кроме того, 68га производится в генератор, позволяя синтеза в скамейке модулей и избежать необходимости циклотрон поблизости12,,1314. Для того, чтобы radiolabel наночастиц, маркировки поверхности радиоизотопных включение является распространенной стратегией. Это можно сделать с помощью лиганд, chelates 68га или воспользовавшись сродства radiometal к поверхности наночастиц. Большинство примеров в литературе, касающейся IONPs использовать хелатором. Есть примеры использования гетероциклических лигандов например 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic кислоты (DOTA)151,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic кислоты (NOTA)16,17и 1,4,7- triazacyclononane, 1-глутаровая кислота-4,7-уксусной кислоты (NODAGA)18и использование 2,3-dicarboxypropane-1,1-кислота (СРП), тетрадентатными лигандом 19. Madru и др. 20 развитых хелатором бесплатный стратегии в 2014 году лейблом IONPs, с помощью хелатором, свободной метод, используемый другим кзади группы21.

Однако основные недостатки этого подхода включают в себя высокий риск в vivo transmetalation, низкий radiolabeling урожайности и длительных протоколы неподобающе для короткоживущих изотопов22,23,24. По этой причине, Wong et al. 25 разработал первый пример наночастиц, ядро легированный, управление для включения 64Cu в ядре IONPs в 5-мин синтеза, с использованием микроволновой технологии.

Здесь мы описываем быстрой и эффективной процедуры для включения радионуклида в ядро наночастиц, увиливая многие из недостатков, представлена традиционными методами. Для этой цели мы предлагаем использование микроволновой driven синтеза (MWS), который значительно уменьшает время реакции, увеличивает урожайность и улучшает воспроизводимости, критически важные параметры в IONP синтезе. Изысканный производительность MWS достигается благодаря Диэлектрический нагрев: быстрый пример, Отопление как молекулярные диполи пытаются согласовать с переменное электрическое поле, полярных растворителей и более эффективным для этого типа синтеза реагентов. Кроме того, использование лимонной кислоты в качестве сурфактанта, вместе с микроволновой технологии, приводит к чрезвычайно малых наночастиц, производить двойной T1-взвешенная МРТ/PET26 сигнал, здесь обозначается 68Ga Core-легированной железа оксид наночастицы (68Ga-C-IONP).

Протокол сочетает в себе использование микроволновой технологии, 68GaCl3 как Позитрон эмиттера, железа хлорид, натрия цитрат и гидразин гидрат, что приводит к двойной T1-взвешенный МРТ/PET nanoparticulate материал в едва ли 20 мин. Кроме того он дает устойчивые результаты в диапазоне 68Ga деятельности (37 MBq, 111 MBq, 370 MBq и 1110 MBq) без значительных эффектов на основные физико-химические свойства наночастиц. Воспроизводимость метода с использованием высокой 68Ga деятельности расширяет поле возможных применений, включая большие модели животных или человека исследования. Кроме того существует единый очистки шаг включен в методе. В процессе любой избыток свободного галлия, железа хлорид, натрия цитрат и гидразин гидрат удаляются путем фильтрации геля. Ликвидация всего бесплатно изотопов и чистоты образца обеспечить отсутствие токсичности и повышения разрешающей. В прошлом мы уже продемонстрировали полезность такого подхода в целевых молекулярной визуализации27,28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Реагент подготовка

  1. 0,05 М HCl
    1. Подготовить 0,05 М HCl, добавив 208 мкл 37% HCl 50 мл дистиллированной воды.
  2. Высокая производительность жидкостной хроматографии элюента
    1. Подготовьте элюента высокопроизводительных жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), растворяя 6,9 г натрия дигидроген фосфата моногидрата, 7.1 g динатрия гидрогенфосфат, 8,7 г натрия хлорида и 0,7 г азид натрия в 1 Л воды. Хорошо перемешать и проверить рН. Пройти элюента 0,1 мкм фильтр отсечки стерильные и Дега перед использованием. Принятие диапазон: рН 6,2-7.0 (если нет, настроить с NaOH [1 М] или HCl [5 М]).

2. синтез наночастиц оксида железа цитрат покрытием

  1. Растворите 75 мг FeCl3·6H2O и 80 мг лимонной кислоты тринатрия соли дигидрат 9 мл воды.
    Примечание: Эти количества обеспечивают 12 мл последний очищенный наночастиц ([Fe] ~1.4 mg·mL-1). Количествах может быть уменьшен до получения окончательного объема 2,5 мл.
  2. Поместите смесь в Микроволновая печь адаптированных колбу.
  3. Загрузите динамический протокол в микроволновой печи. Установите температуру до 120 ° C, то время до 10 мин, давление до 250 psi и мощность 240 Вт.
  4. Добавьте 1 mL гидразин гидрат реакции.
    Примечание: Гидразин гидрат начинает железа. Таким образом наблюдается изменение внешнего вида решения, от светло-желтого до коричневого.
  5. Начните Микроволновая протокол.
  6. Тем временем Промойте гель фильтрации опреснительной столбец с 20 мл дистиллированной воды.
  7. По окончании протокол позволяют настой охладить при комнатной температуре.
  8. Пипетка 2,5 мл окончательный смеси на столбец и отбросить потока через.
    Примечание: СВЧ останавливает протокол при 60 ° C; наночастицы могут быть добавлены непосредственно в столбце фильтрации геля при температуре 60 ° C.
  9. Добавьте в столбец 3 мл дистиллированной воды и собирать наночастиц в стеклянный флакон.
    Примечание: Наночастицы могут храниться при комнатной температуре за 1 неделю. После этого времени появляется наночастиц агрегации, увеличивая их гидродинамические размер.

3. синтез наночастиц Core легированных оксида железа 68га (68Ga-C-IONP)

  1. Положите 75 мг FeCl3·6H2O и 80 мг лимонной кислоты тринатрия соли дигидрат в Микроволновая печь адаптированных колбу.
  2. Элюировать 68Ge /68Ga генератор с помощью рекомендуемый объем и концентрации HCl, по данным производителя (в нашем случае, 4 мл 0,05 М HCl). После введения этого тома в самостоятельной экранированный генератор GaCl3 (4 мл) 68полученные, готовы к использованию без дальнейшей обработки.
    Примечание: Выполните соответствующие меры безопасности радиоактивности шаги 3.2-3.12. 68 GA — Позитрон и гамма-излучателя изотоп. Применение соответствующих мер безопасности во избежание воздействия радиации, оператор имеет решающее значение. Исследователи должны следовать Алара (как низко как разумно достижимые) протокол, используя типичные защитные и процедуры обработки радионуклидов. Кроме того использование кольцо, тело значки и детектор загрязнения является обязательным.
  3. Добавьте 4 мл 68GaCl3 Микроволновая печь адаптированных колбу. Этот объем может быть меньше, в зависимости от активности генератора и желаемой деятельности окончательного наночастиц.
  4. Пипетка 5 мл дистиллированной воды в колбу и хорошо перемешать.
  5. Загрузите динамический протокол в микроволновой печи. Установите температуру до 120 ° C, то время до 10 мин, давление до 250 psi и мощность 240 Вт.
  6. Добавьте 1 mL гидразин гидрат реакции.
    Примечание: Гидразин гидрат начинает железа. Таким образом наблюдается изменение внешнего вида решения, от светло-желтого до коричневого.
  7. Начните Микроволновая протокол.
  8. Тем временем Промойте гель фильтрации опреснительной столбец с 20 мл дистиллированной воды.
  9. По окончании протокол позволяют настой охладить при комнатной температуре.
  10. Пипетка 2,5 мл окончательный смеси на столбец и отбросить потока через.
    Примечание: СВЧ останавливает протокол при 60 ° C; наночастицы могут добавляться непосредственно в столбце фильтрации геля при температуре 60 ° C.
  11. Добавьте в столбец 3 мл дистиллированной воды и собирать наночастиц в стеклянный флакон.
  12. Рассчитайте radiolabeling эффективности, с использованием детектора NaI хорошо типа. Этот параметр обычно измеряет активность 68Ga включены в реакции. После очистки и синтетические процессы измеряется активность очищенный образца. За короткий период полураспада 68Ga первоначальной деятельности должна быть исправлена в времени (t). Нормализация со временем следует стандартное уравнение:
    NT = N0 · e-λt
    Здесь,
    NT: подсчитывает время (t)
    N0: подсчитывает время (t) = 0
    Λ: константа распада
    t: затраченное время
    Equation
    Примечание: Radiolabeling эффективность должна быть 90% - 95%.

4. анализ наночастиц Core легированных оксида железа 68га (68Ga-C-IONP)

  1. Динамическое рассеяние света
    1. Используйте динамическое рассеяние света (DLS) для измерения гидродинамические размер 68Ga-C-IONP. Пипетка 60 мкл пример в кювет и выполняют три размер измерения на сэмпл. Для обеспечения воспроизводимости результатов, это следует повторить с несколькими пакетами наночастиц.
  2. Коллоидная стабильность
    1. Оценить коллоидной стабильности 68Ga-C-IONP, измеряя гидродинамические размер образца после инкубации в разных буферов (PBS, засоленные и мышь сыворотки) для разных времен, начиная от 0 до 24 ч. Инкубируйте 500 мкл образца в каждом буфере 37 ° C. В выбранное время, принять 60 мкл аликвоты и Пипетка их в кюветы DLS измерить их гидродинамические размер.
  3. Электронная микроскопия
    1. Проанализировать основные размер 68Ga-C-IONP с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ТЕА) и кольцевой темно поля изображений (СТЕБЕЛЬ-HAADF) (ref ТЕА протокол: NIST - NCL Совместный протокол Assay, PCC-X, измерение размера наночастиц с помощью передачи электронов Микроскопия).
  4. Гель для фильтрации радио Хроматограмма
    1. Фракционировать элюции в 500 мкл аликвоты на этапе очищения геля фильтрации и измерения радиоактивности, в каждый из них с помощью activimeter; Таким образом оказание Хроматограмма гель фильтрации.
  5. Радиохимический стабильность 68Ga-C-IONP
    1. Инкубировать 68Ga-C-IONP в сыворотке мыши на 30 минут при 37 ° C (повторить 3 раза). После этого времени очищают наночастиц ультрафильтрацией и измерения радиоактивности в наночастиц и фильтрата. Нет активности должны быть обнаружены в различных фильтратами.
  6. Relaxometry
    1. Измерения продольного (Т1) и поперечные (T2) времена релаксации в релаксометр 1,5 Т и 37 ° C. Следует измерять четыре различных концентраций 68Ga-C-IONP (2 мм, 1 мм, 0,5 мм и 0,25 мм). Участок релаксации ставки (r1= 1/T1, r2= 1/T2) против концентрации железа. Наклон кривой полученные отображает значения r1 и r2 .
  7. Г-н и PET фантомных изображений
    1. Приобрести в situ MR (T1-взвешенный последовательности) и ПЭТ фантомных изображений для серию разведений 68Ga-C-IONP (0 мм, 1 мм, 6,5 мм и 9,0 мм) для наблюдения за увеличение сигнала в корреляции с PET деятельность и МРТ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

68 GA-C-IONP синтезированы путем объединения FeCl3, 68GaCl3, лимонная кислота, вода, и гидразин гидрат. Эта смесь была введена в микроволновую печь на 10 мин при 120 ° C и 240 W под контролируемого давления. После того, как образец охлаждают до комнатной температуры, наночастиц были очищены путем фильтрации гель для устранения непрореагировавшего видов (FeCl3, цитрат, гидразин гидрат) и свободный 68Ga (рис. 1).

Гидродинамические размер 68Ga-C-IONP была измерена с помощью динамического рассеяния света (DLS). Это показали узкий гранулометрический (PDI 0,2) и среднее гидродинамические размер 7,9 Нм. Измерения в пяти различных синтезов оказался метод воспроизводимость (Рисунок 2a). Зета потенциал нескольких 68Ga-C-IONP синтез был измерен для анализа поверхности наночастиц заряда; среднее значение, полученное был -36,5 мВ. 68 GA-C-IONP был инкубировали в различных средствах массовой информации при 37 ° C в различное время для обеспечения стабильности наночастиц в биологических решений. Гидродинамические размер был измерен в разное время, раскрывая гидродинамические размер 68Ga-C-IONP страдает никаких существенных изменений, то есть образец стабилен в разных буферов и сывороток (рис. 2b). Из-за быстрого нагрева достигается с помощью микроволновой технологии, наночастицы представляют ультра-малых основных размеров около 4 Нм. Электронная микроскопия изображения показали однородной основные размеры и отсутствие агрегирования (рис. 2 c). Хроматограмма фильтрации геля 68Ga-C-IONP показывает основные радиоактивности пика, соответствующего наночастиц, а затем снижение пик, который соответствует бесплатно 68Ga (Рисунок 2d). Radiolabeling доходность рассчитывается после очистки образца 92%. Этот отличный radiolabeling урожайность была переведена на удельной активностью по отношению к количество 7.1 ГБк/ммоль Fe железо. Потенциал 68Ga-C-IONP как контраст агент для МРТ была проверена путем измерения продольного (р1) и времена релаксации поперечных (r2). Они были измерены для пяти различных 68Ga-C-IONP синтеза при 37 ° C и 1,5 т. Были получены отлично среднее r1 значение 11,9 мм-1·s-1 и значение скромный r2 22,9 мм-1·s-1 , уступая средняя r2/r1 коэффициент 1,9, смысл 68Ga-C-IONP идеально подходит для T1-взвешенный МРТ (Рисунок 2e). Для подтверждения этой гипотезы, 68Ga-C-IONP возможность производить T1 контраст МРТ и PET сигнал был проверен с приобретением ПЭТ и г-н фантомных изображений в концентрации различных 68Ga-C-IONP. С увеличением концентрации железа, так же положительные контраст в MR фантом. Растущая концентрация железа подразумевает рост 68Ga концентрация также; Таким образом сигнал PET является все более интенсивными (Рисунок 2f).

Figure 1
Рисунок 1: синтетические шаги в протоколе. Прекурсоры добавляются в колбе микроволновой и представил в микроволновую печь на гидразин гидрат сложения на 120 ° C на 10 минут, после чего получаются наночастиц. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: 68Ga-C-IONP характеристика. () Эта группа показывает гидродинамические размер распределение (средневзвешенная) из пяти различных синтезов 68Ga-C-IONP. (b) Эта группа показывает гидродинамические размер (максимальный пик в объеме, среднее ± SD) 68Ga-C-IONP в PBS, физиологический и мышь сыворотки (при t = 0 h до t = 24 h). (c) это СТЕБЕЛЬ-HAADF (слева) и ТЕА (справа) образы 68Ga-C-IONP. Масштаб гистограммы являются 20 Нм. (d) группа показывает гель фильтрации радио хроматограммы. (e) Эта группа показывает продольной (р1) и поперечных (r2) relaxivity значения и r2/r1 соотношение для пяти синтезах ( 68Ga-C-IONP означать ± SD). (f) это Мистер и PET фантомных изображений концентраций различных 68Ga-C-IONP. (g) это таблица, резюмирующая характеристики основных 68Ga-C-IONP. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Наночастицы оксида железа являются установившимися контрастного вещества для T2-взвешенный МРТ. Однако, из-за недостатков такого рода контраст для диагностики некоторых патологий, T1-взвешенный или яркий контраст является предпочтительным во много раз. Наночастицы, здесь представлены не только преодолеть эти ограничения, предлагая положительные контраст МРТ, но также предлагают сигнал в функциональной изображений технике, таких как PET, через 68Ga включения в их ядре. Микроволновой технологии усиливает синтез этот воспроизводимый наночастиц, значительно уменьшает время реакции в общей сложности около 20 минут (включая шага очистки). Она также позволяет радиоизотопные включения одновременно в ядре наночастиц; подавление дополнительный шаг в поверхности маркировки подход, который бы заметно расширить время реакции. Это большое преимущество, особенно при работе с короткой полураспада изотопы как 68Ga (t1/2 = 68,8 мин). Кроме того radiolabeling доходность получены (92%) является почти втрое полученные новаторское исследование, используя этот наночастиц radiolabeling подход (Wong et al. 25). Это также представляет собой значительное улучшение в отношении предыдущих подходов, как и в менее чем 20 минут неразрывно radiolabeled наночастиц с отличным radiolabeling урожайность может быть получен; Таким образом устраняя в естественных условиях радиоизотопные отряд или transmetalation риска и обеспечение получения Питомца сигнал исходит от nano радиоиндикаторных и не от бесплатно 68га. Это облегчит их потенциального использования в качестве контрастного вещества.

Как стабильная в различных средах физиологических температуре 68Ga-C-IONP, не агрегации в естественных условиях будет проходить; Поэтому представляем длинные кровь циркулирует раз. Шаг очищение фильтрации геля устраняет бесплатно 68Ga фракция, которая не была включена в наночастиц ядер, гарантируя PET сигнала обеспечивается полностью 68Ga-C-IONP. Выдающийся r1 значение, вместе с низкой r2/ коэффициентr1 , radiolabeling высокодоходных и конкретной деятельности, позволит 68Ga-C-IONP дозы, которая требуется для получения соответствующего сигнал в ПЭТ и контраст МРТ быть умаленным.

Нано радиоиндикаторных представленные здесь показывает, что сочетание нанотехнологий и радиохимии можно сделать новый инструмент, который может использоваться для обнаружения в vivo биологических процессов или различных патологий с помощью ПЭТ и T1- взвешенная МРТ. Она уже используется успешно в обнаружении PET и МРТ ангиогенеза в мышиных модели с помощью РГД пептид как ориентация группу в составе27. 68 GA-C-IONP был также нанят, в сочетании с рецептор пептидов формил 1 (Куд-1) антагонист, чтобы целевой нейтрофилов в обнаружении воспаления легких питомца в неинвазивным способом28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Это исследование было поддержано грант от испанского министерства экономики и конкурентоспособности (MEyC) (номер гранта: SAF2016-79593-P) и от Карлоса III здравоохранения научно-исследовательский институт (номер гранта: DTS16/00059). CNIC поддерживается Ministerio де наук, Декабрь y Innovación) и Фондом Pro CNIC и Северо Очоа центр передового опыта (премия SEV-2015-0505 МЭПТ).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Iron (III) chloride hexahydrate POCH 2317294
Citric acid, trisodium salt dihydrate 99% Acros organics 227130010
Hydrazine hydrate Aldrich 225819
Hydrochloric acid 37% Fisher Scientific 10000180
Sodium dihydrogen phosphate monohydrate Aldrich S9638
Disodium phosphate dibasic Aldrich S7907
Sodium chloride Aldrich 746398
Sodium Azide Aldrich S2002
Sodium dihydrogen phosphate anhydrous POCH 799200119
68Ga Chloride  ITG Isotope Technologies Garching GmbH, Germany 68Ge/68Ga generator system
Microwave Anton Paar Monowave 300
Centrifuge Hettich Universal 320
Size Exclusion columns GE Healthcare PD-10

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jennings, L. E., Long, N. J. 'Two is better than one'--probes for dual-modality molecular imaging. Chemical Communications. (24), Cambridge, UK. 3511-3524 (2009).
  2. Lee, S., Chen, X. Dual-modality probes for in vivo molecular imaging. Molecular Imaging. 8 (2), 87-100 (2009).
  3. Louie, A. Multimodality Imaging Probes: Design and Challenges. Chemical Reviews. 110 (5), 3146-3195 (2010).
  4. Judenhofer, M. S., et al. Simultaneous PET-MRI: a new approach for functional and morphological imaging. Nature Medicine. 14 (4), 459-465 (2008).
  5. Burtea, C., Laurent, S., Vander Elst, L., Muller, R. N. Contrast agents: magnetic resonance. Handbook of Experimental Pharmacology. (185 Pt 1), 135-165 (2008).
  6. Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 14 (1), 210-220 (2014).
  7. Cheng, W., et al. Complementary Strategies for Developing Gd-Free High-Field T 1 MRI Contrast Agents Based on Mn III Porphyrins. Journal of Medicinal Chemistry. 57 (2), 516-520 (2014).
  8. Kim, H. -K., et al. Gd-complexes of macrocyclic DTPA conjugates of 1,1′-bis(amino)ferrocenes as high relaxivity MRI blood-pool contrast agents (BPCAs). Chemical Communications. 46 (44), 8442 (2010).
  9. Sanyal, S., Marckmann, P., Scherer, S., Abraham, J. L. Multiorgan gadolinium (Gd) deposition and fibrosis in a patient with nephrogenic systemic fibrosis--an autopsy-based review. Nephrology, Dialysis, Transplantation: Official Publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association. 26 (11), 3616-3626 (2011).
  10. Hu, F., Jia, Q., Li, Y., Gao, M. Facile synthesis of ultrasmall PEGylated iron oxide nanoparticles for dual-contrast T1- and T2-weighted magnetic resonance imaging. Nanotechnology. 22, 245604 (2011).
  11. Kim, B. H., et al. Large-Scale Synthesis of Uniform and Extremely Small-Sized Iron Oxide Nanoparticles for High-Resolution T 1 Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents. Journal of the American Chemical Society. 133 (32), 12624-12631 (2011).
  12. Banerjee, S. R., Pomper, M. G. Clinical applications of Gallium-68. Applied Radiation and Isotopes. 76, 2-13 (2013).
  13. Breeman, W. A. P., et al. 68Ga-labeled DOTA-Peptides and 68Ga-labeled Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography: Current Status of Research, Clinical Applications, and Future Perspectives. Seminars in Nuclear Medicine. 41 (4), 314-321 (2011).
  14. Morgat, C., Hindié, E., Mishra, A. K., Allard, M., Fernandez, P. Gallium-68: chemistry and radiolabeled peptides exploring different oncogenic pathways. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals. 28 (2), 85-97 (2013).
  15. Moon, S. -H., et al. Development of a complementary PET/MR dual-modal imaging probe for targeting prostate-specific membrane antigen (PSMA). Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 12 (4), 871-879 (2016).
  16. Kim, S. M., et al. Hybrid PET/MR imaging of tumors using an oleanolic acid-conjugated nanoparticle. Biomaterials. 34 (33), 8114-8121 (2013).
  17. Yang, B. Y., et al. Development of a multimodal imaging probe by encapsulating iron oxide nanoparticles with functionalized amphiphiles for lymph node imaging. Nanomedicine. 10 (12), 1899-1910 (2015).
  18. Comes Franchini, M., et al. Biocompatible nanocomposite for PET/MRI hybrid imaging. International Journal of Nanomedicine. 7, 6021 (2012).
  19. Karageorgou, M., et al. Gallium-68 Labeled Iron Oxide Nanoparticles Coated with 2,3-Dicarboxypropane-1,1-diphosphonic Acid as a Potential PET/MR Imaging Agent: A Proof-of-Concept Study. Contrast Media & Molecular Imaging. 2017, 1-13 (2017).
  20. Madru, R., et al. (68)Ga-labeled superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) for multi-modality PET/MR/Cherenkov luminescence imaging of sentinel lymph nodes. American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 4 (1), 60-69 (2013).
  21. Lahooti, A., et al. PEGylated superparamagnetic iron oxide nanoparticles labeled with 68Ga as a PET/MRI contrast agent: a biodistribution study. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 311 (1), 769-774 (2017).
  22. Lee, H. -Y., et al. PET/MRI dual-modality tumor imaging using arginine-glycine-aspartic (RGD)-conjugated radiolabeled iron oxide nanoparticles. Journal of Nuclear Medicine. 49 (8), 1371-1379 (2008).
  23. Patel, D., et al. The cell labeling efficacy, cytotoxicity and relaxivity of copper-activated MRI/PET imaging contrast agents. Biomaterials. 32 (4), 1167-1176 (2011).
  24. Choi, J., et al. A Hybrid Nanoparticle Probe for Dual-Modality Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 47 (33), 6259-6262 (2008).
  25. Wong, R. M., et al. Rapid size-controlled synthesis of dextran-coated, 64Cu-doped iron oxide nanoparticles. ACS Nano. 6 (4), 3461-3467 (2012).
  26. Osborne, E. A., et al. Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging. Nanotechnology. 23 (21), 215602 (2012).
  27. Pellico, J., et al. Fast synthesis and bioconjugation of 68 Ga core-doped extremely small iron oxide nanoparticles for PET/MR imaging. Contrast Media & Molecular Imaging. 11 (3), 203-210 (2016).
  28. Pellico, J., et al. In vivo imaging of lung inflammation with neutrophil-specific 68Ga nano-radiotracer. Scientific Reports. 7 (1), 13242 (2017).

Tags

Биология выпуск 141 наночастиц оксида железа 68Ga позитронно-эмиссионная томография магнитно-резонансной томографии Микроволновая синтеза лимонная кислота
Синтеза наночастиц <sup>68</sup>Ga Core легированных оксида железа для двойной позитронно-эмиссионная томография / (Т<sub>1</sub>) магнитно-резонансной визуализации
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fernández-Barahona, I.,… More

Fernández-Barahona, I., Ruiz-Cabello, J., Herranz, F., Pellico, J. Synthesis of 68Ga Core-doped Iron Oxide Nanoparticles for Dual Positron Emission Tomography /(T1)Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (141), e58269, doi:10.3791/58269 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter