Waiting
Login processing...

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

Biology

Syntesen av 68Ga Core-dopade järnoxid nanopartiklar för dubbla positronemissionstomografi / (T1) Magnetic Resonance Imaging

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

Här presenterar vi ett protokoll att erhålla68Ga core-dopade järnoxid nanopartiklar via snabbt mikrovågsugn-driven syntes. Metoden gör PET / (T1) MRI nanopartiklar med radiolabeling effektivitet högre än 90% och radiokemisk renhet av 99% i en 20-minuters syntes.

Abstract

Här beskriver vi en mikrovågsugn syntes för att erhålla järnoxid nanopartiklar core-dopade med 68-Ga. mikrovågsugn tekniken gör snabba och reproducerbara syntetiska förfaranden. I det här fallet, start från FeCl3 och citrat trinatrium salt, järnoxid nanopartiklar belagd med citronsyra erhålls i 10 min i mikron. Dessa nanopartiklar presenterar en liten kärna storlek 4.2 ± 1,1 nm och en hydrodynamisk storlek 7,5 ± 2,1 Nm. Dessutom har de en hög längsgående relaxiviteten (r1) 11,9 mM-1·s-1 och en blygsam tvärgående relaxiviteten värdet (r2) 22.9 mM-1·s-1, vilket resulterar i en låg r2 /r1 förhållandet mellan 1,9. Dessa värden att positiv kontrast generationen i magnetisk resonanstomografi (MRT) istället för negativ kontrast, vanligen används med järnoxid nanopartiklar. Dessutom, om en 68GaCl3 eluering från en 68Ge /68Ga generator läggs till utgångsmaterial, en nano-radiotracer dopade med 68Ga erhålls. Produkten erhålls med en hög radiolabeling avkastning (> 90%), oavsett den ursprungliga aktiviteten används. Dessutom en enda reningssteg återger den nano-radiomaterial redo att vara används i vivo.

Introduction

Kombinationen av avbildningstekniker för medicinska ändamål har utlöst strävan efter olika metoder att syntetisera multimodala sonder1,2,3. På grund av känsligheten i positronemissionstomografi (PET) skannrar och den rumsliga upplösningen i MRI verkar PET/Mr kombinationer vara en av de mest attraktiva möjligheter, anatomisk och funktionell information på samma tid4. I MRI, T2-viktade sekvenser kan användas, mörknande vävnader där de ackumuleras. T1-viktade sekvenser kan också användas, producerar den ljusnande av specifika ackumulering läge5. Bland dem är positiv kontrast ofta det mest lämpliga alternativet, eftersom negativ kontrast gör det mycket svårare att skilja signal från endogena hypointensiva områden, inklusive de ofta presenteras av organ såsom lungor6. Gd-baserade molekylär sonder har traditionellt varit anställd att få positiv kontrast. Gd-baserade kontrastmedel presenterar dock en stor nackdel, nämligen deras toxicitet, vilket är avgörande i patienter med njur problem7,8,9. Detta har motiverad forskning i syntesen av biokompatibla material för deras användning som T1 kontrastmedel. En intressant strategi är användningen av järnoxid nanopartiklar (IONPs), med en extremt liten kärna storlek, som ger positiv kontrast10. På grund av detta extremt liten kärna (~ 2 nm), de flesta av Fe3 + joner är på ytan, med 5 oparade elektroner varje. Detta ökar längsgående avkoppling tid (r1) värden och avkastning mycket lägre transversala/längsgående (r2/r1) nyckeltal jämfört med traditionella IONPs, producerar de önska positiva kontrast11.

För att kombinera IONPs med en positron sändare för husdjur, det finns två viktiga frågor att beakta: radioisotop val och nanopartiklar radiolabeling. Angående den första frågan är 68Ga en lockande val. Den har en relativt kort halveringstid (67,8 min). Dess halveringstid är lämplig för peptid märkning eftersom det matchar vanliga peptid biodistribution gånger. Dessutom produceras 68Ga i en generator, aktivera syntesen i bänk moduler och undvika behovet av en cyklotron i närheten12,13,14. För att radiomärkas nanopartikelportföljen, är surface-märkning radioisotop införlivandet förhärskande strategin. Detta kan göras med hjälp av en ligand som kelater 68Ga eller utnyttja frändskapet av radiometal mot ytan av nanopartikelportföljen. De flesta exemplen i litteraturen om IONPs använder en kelator. Det finns exempel på användning av heterocykliska ligander som 1,4,7,10-tetraazacyklododekan-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA)15, 1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid (NOTA)16,17och 1,4,7- triazacyclononane, 1-glutaric acid-4,7-ättiksyra (NODAGA)18och användningen av 2,3-dicarboxypropane-1,1-diphosphonic syra (DPD), en tetradentate ligand 19. Madru et al. 20 utvecklat en kelator-gratis strategi under 2014 till etikett IONPs med en kelator-fri metod används av en annan grupp posteriort21.

Dock stora nackdelar med denna metod inkluderar en hög risk för i vivo transmetalation, låg radiolabeling avkastning och långa protokoll olämpliga för kortlivade isotoper22,23,24. Av denna anledning, Wong et al. 25 utvecklat det första exemplet på core-dopade nanopartiklar, hantera att införliva 64Cu i kärnan av IONPs i en 5-min syntes använder mikrovågsteknik.

Här beskriver vi ett snabbt och effektivt förfarande för att införliva radionukliden i kärnan av nanopartikelportföljen, undkommer många av nackdelarna presenteras av traditionella metoder. För detta ändamål föreslår vi användning av en mikrovågsugn-driven syntes (MWS), som minskar reaktionstider avsevärt ökar avkastningen och förbättrar reproducerbarhet, kritiskt viktiga parametrar i IONP syntes. MWS raffinerad prestanda beror på dielektrisk uppvärmning: snabb prov värme som molekylär dipoler försöker justera med alternerande elektriska fältet är polära lösningsmedel och reagenser effektivare för denna typ av syntes. Dessutom, användning av citronsyra som en tensid, tillsammans med mikrovågsteknik, resulterar i extremt små nanopartiklar, producerar en dual T1-vägda MRI och husdjur26 signal, häri betecknas som 68Ga Core-dopade järnoxid nanopartiklar (68Ga-C-IONP).

Protokollet kombinerar användandet av mikrovågsteknik, 68GaCl3 som positron emitter, järn natriumklorid, natriumcitrat och hydrazin hydrat, vilket resulterar i dubbla T1-vägt MRI/PET nanoparticulate material i knappt 20 min. Dessutom ger det konsekventa resultat över en rad 68Ga aktiviteter (37 MBq, 111 MBq, 370 MBq och 1110 MBq) med inga signifikanta effekter på de viktigaste fysikalisk-kemiska egenskaperna hos nanopartiklarna. Reproducerbarheten för metoden som använder hög 68Ga aktiviteter utökar området för möjliga tillämpningar, inklusive stora djurmodeller eller studier på människa. Dessutom finns det en enda reningssteg som ingår i metoden. I processen, något överskott av fri gallium, järn natriumklorid, natriumcitrat och hydrazin hydrat avlägsnas genom gelfiltrering. Totala gratis isotopen eliminering och renheten i provet säkerställa ingen toxicitet och förbättra imaging upplösning. Tidigare har vi redan visat nyttan av detta tillvägagångssätt i riktade molekylär imaging27,28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. REAGENSBEREDNING

  1. 0,05 M HCl
    1. Förbereda 0,05 M HCl genom att tillsätta 208 µL av 37% HCl till 50 mL destillerat vatten.
  2. Högpresterande vätskekromatografi eluent
    1. Förbereda högpresterande vätskekromatografi (HPLC) eluenten genom upplösning 6,9 g natriumdivätefosfatmonohydrat, 7,1 g dinatriumvätefosfat, 8,7 g natriumklorid och 0,7 g av natriumazid i 1 L vatten. Blanda väl och kontrollera pH-värdet. Eluenten passera ett 0,1 µm cutoff sterila filter och degas före användning. Acceptans utbud: pH 6.2-7.0 (om inte, justera med NaOH [1 M] eller HCl [5 M]).

2. Sammanfattning av citrat-belagd järnoxid nanopartiklar

  1. Lös upp 75 mg FeCl3·6H2O och 80 mg citronsyra trinatrium salt dihydrat i 9 mL vatten.
    Obs: Dessa kvantiteter ge 12 mL av slutliga renat nanopartiklar ([Fe] ~1.4 mg·mL-1). Kvantiteter kan skalas för att få en slutlig volym av 2,5 mL.
  2. Lägg blandningen i mikrovågsugn-anpassad kolven.
  3. Ladda ett dynamiskt protokoll i mikrovågsugn. Ställ in temperaturen till 120 ° C, tid till 10 min, trycket till 250 psi och befogenhet att 240 W.
  4. Tillsätt 1 mL av hydrazin hydrat till reaktionen.
    Obs: Hydrazin hydrat startar järn minskning. Därför, en förändring i utseendet på lösningen, från ljusgul till brun, observeras.
  5. Starta protokollet mikrovågsugn.
  6. Under tiden, skölj en gel filtrering avsaltning kolumn med 20 mL destillerat vatten.
  7. När protokollet är klar, Låt kolven svalna i rumstemperatur.
  8. Pipettera 2,5 mL av den slutliga blandningen på kolumnen och kassera genomflöde.
    Obs: Mikrovågsugn stannar i protokollet vid 60 ° C; nanopartiklarna kan läggas direkt till kolumnen gel filtrering vid 60 ° C.
  9. Tillsätt 3 mL destillerat vatten till kolumnen och samla nanopartiklarna i en injektionsflaska av glas.
    Obs: Nanopartiklar kan förvaras vid rumstemperatur i 1 vecka. Efter denna tid visas nanopartiklar aggregering, öka deras hydrodynamiska storlek.

3. Sammanfattning av 68Ga Core-dopade järnoxid nanopartiklar (68Ga-C-IONP)

  1. Sätta FeCl3·6H2O 75 mg och 80 mg citronsyra trinatrium salt dihydrat i mikrovågsugn-anpassad kolven.
  2. Eluera 68Ge /68Ga generator använder den rekommenderade volymen och koncentrationen av HCl, enligt leverantören (i vårt fall, 4 mL 0,05 M HCl). Efter injektionen av den volymen i egen skärmad generator är (4 mL) 68GaCl3 erhållna, redo att användas utan vidare bearbetning.
    Obs: Följ de motsvarande radioaktivitet säkerhetsåtgärderna för steg 3,2-3.12. 68 Ga är en positron och gamma emitter isotop. Användningen av de lämpliga säkerhetsåtgärderna för att undvika exponering för strålning av operatören är avgörande. Forskare måste följa en ALARA (så lågt som rimligtvis är möjligt)-protokollet använder typisk avskärmning och radionuklid-hantering. Dessutom, användning av en ring, kroppen emblem och en kontamination detektor är obligatoriskt.
  3. Tillsätt 4 mL 68GaCl3 till mikrovågsugn-anpassad kolven. Denna volym kan vara mindre, beroende på generator aktivitet och önskad aktivitet av slutliga nanopartiklar.
  4. Pipettera 5 mL destillerat vatten i kolven och blanda väl.
  5. Ladda ett dynamiskt protokoll i mikrovågsugn. Ställ in temperaturen till 120 ° C, tid till 10 min, trycket till 250 psi och befogenhet att 240 W.
  6. Tillsätt 1 mL av hydrazin hydrat till reaktionen.
    Obs: Hydrazin hydrat startar järn minskning. Därför, en förändring i utseendet på lösningen, från ljusgul till brun, observeras.
  7. Starta protokollet mikrovågsugn.
  8. Under tiden, skölj en gel filtrering avsaltning kolumn med 20 mL destillerat vatten.
  9. När protokollet är klar, Låt kolven svalna i rumstemperatur.
  10. Pipettera 2,5 mL av den slutliga blandningen på kolumnen och kassera genomflöde.
    Obs: Mikrovågsugn stannar i protokollet vid 60 ° C; nanopartiklarna kan läggas direkt till kolumnen gel filtrering vid 60 ° C.
  11. Tillsätt 3 mL destillerat vatten till kolumnen och samla nanopartiklarna i en injektionsflaska av glas.
  12. Beräkna radiolabeling effektivitet med NaI väl typ detektor. Denna parameter vanligen mäter aktiviteten av 68Ga ingår i reaktionen. Efter syntetiska och rening processer mäts aktiviteten av renat provet. På grund av den korta halveringstiden för 68Ga har den första aktiviteten rättas på tid (t). Normalisering med tiden följer den standard ekvationen:
    NT = N0 · e-λt
    Här
    NT: räknar på tid (t)
    N0: räknar på tid (t) = 0
    Λ: förfalla konstant
    t: Förfluten tid
    Equation
    Obs: Radiolabeling effektivitet bör vara mellan 90-95%.

4. analys av 68Ga Core-dopade järnoxid nanopartiklar (68Ga-C-IONP)

  1. Dynamiska ljusspridning
    1. Använd dynamiska ljusspridning (DLS) för att mäta den hydrodynamiska storleken 68Ga-C-IONP. Pipettera 60 µL av provet i en kyvetten och utföra tre storlek mätningar per prov. För att säkerställa reproducerbarhet, bör detta upprepas med flera nanopartiklar partier.
  2. Kolloidal stabilitet
    1. Bedöma 68Ga-C-IONP kolloidal stabilitet genom att mäta hydrodynamiska storleken på provet efter inkubation i olika buffertar (PBS, saltlösning, och mus serum) för olika tillfällen, allt från 0 till 24 h. Inkubera 500 µL av provet i varje buffert vid 37 ° C. På utvalda tider, ta 60-µL portioner och Pipettera dem till DLS kyvetter att mäta deras hydrodynamiska storlek.
  3. Elektronmikroskopi
    1. Analysera core storlek 68Ga-C-IONP med överföring elektronmikroskopi (TEM) och ringformiga mörkt-fält imaging (STEM-HAADF) (ref TEM protokoll: NIST - NCL gemensamt Assay protokoll, PCC-X, mäta den storlek av nanopartiklar med Transmission Electron Microscopy).
  4. Gel filtrering radio-kromatogram
    1. Fractionate elueringen in 500-µL portioner under gelfiltrering reningssteg och mäta radioaktiviteten i var och en med hjälp av en activimeter; Således gör ett kromatogram av gel-filtrering.
  5. Radiokemiska stabilitet 68Ga-C-IONP
    1. Inkubera 68Ga-C-IONP i mus serum under 30 minuter vid 37 ° C (upprepad 3 x). Efter den tiden, rena nanopartiklarna genom ultrafiltrering och mäta radioaktiviteten finns i nanopartiklar och filtratet. Ingen aktivitet bör upptäckas i olika filtraten.
  6. Relaxometry
    1. Mäta längsgående (T1) och tvärgående (T2) avkoppling gånger i en relaxometer på 1,5 T och 37 ° C. Fyra olika koncentrationer av 68Ga-C-IONP (2 mM, 1 mM, 0.5 mM och 0,25 mM) bör mätas. Rita avkoppling priser (r1= 1/T1, r2= 1/T2) mot järn koncentration. Lutningen på kurvan erhålls återger r1 och r2 värden.
  7. MR- och PET phantom bilder
    1. Förvärva i situ herr (T1-viktad sekvens) och PET phantom bilder för en serie av utspädningar av 68Ga-C-IONP (0 mM, 1 mM, 6,5 mM, och 9,0 mM) för att iaktta den ökande signalen i korrelation med PET aktivitet och MRI.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

68 Ga-C-IONP var syntetiseras genom att kombinera FeCl3, 68GaCl3, citronsyra, vatten, och hydrazin återfukta. Denna blandning introducerades in i mikron i 10 min vid 120 ° C och 240 W under kontrollerad press. När provet hade svalnat till rumstemperatur, var nanopartiklarna renas genom gelfiltrering att eliminera oreagerad arter (FeCl3, citrat, hydrazin hydrat) och gratis 68Ga (figur 1).

Den hydrodynamiska storleken 68Ga-C-IONP mättes med dynamisk ljusspridning (DLS). Detta avslöjade en smala storlek distribution (PDI 0,2) och hydrodynamiska genomsnittsstorleken på 7,9 nm. Mätningar av fem olika synteser visat metoden reproducerbarhet (figur 2a). Zeta potential av flera 68Ga-C-IONP synteser mättes för att analysera nanopartiklar ytladdning; medelvärdet erhålls var -36,5 mV. 68 Ga-C-IONP var inkuberas i olika medier vid 37 ° C under olika tider att garantera nanopartiklar stabilitet i biologiska lösningar. Den hydrodynamiska storleken mättes vid olika tidpunkter, avslöjar 68Ga-C-IONP hydrodynamiska storlek lider utan betydande ändringar, vilket innebär att provet är stabil i olika buffertar och serum (figur 2b). På grund av snabb uppvärmning med hjälp av mikrovågsteknik, nanopartiklar presentera Ultra liten kärna storlekar ca 4 nm. Elektronmikroskopi bilder avslöjade homogen core storlekar och avsaknad av aggregation (figur 2 c). Ett kromatogram för filtrering av gel 68Ga-C-IONP visar en huvudsakliga radioaktivitet-toppen som motsvarar de nanopartiklar, följt av en lägre topp som motsvarar till gratis 68Ga (figur 2d). Radiolabeling avkastningen beräknas efter provet rening var 92%. Denna utmärkta radiolabeling avkastning översattes till en viss aktivitet i förhållande till en järn mängd 7,1 GBq/mmol Fe. Potentialen hos 68Ga-C-IONP som ett kontrastmedel för MRT var kontrolleras genom mätning av längsgående (r1) och transversala (r2) avkoppling gånger. Dessa mättes för fem olika 68Ga-C-IONP synteser vid 37 ° C och 1,5 T. En utmärkt medelvärdet r1 11,9 mM-1·s-1 och en blygsam r2 värde 22.9 mM-1·s-1 erhölls, vilket ger en genomsnittlig r2/r1 förhållandet mellan 1,9, menande 68Ga-C-IONP är idealisk för T1-vägt MRI (figur 2e). För att bekräfta denna hypotes, var 68Ga-C-IONP förmåga att producera T1 kontrast i en MRI och PET signal kontrolleras med förvärvet av PET och MR phantom bilder vid olika 68Ga-C-IONP koncentrationer. Järnkoncentrationen ökar, så inte positiva kontrasten i herr phantom. En ökande järnkoncentrationen innebär en ökande 68Ga koncentration samt; PET signalen är därför allt intensivare (figur 2f).

Figure 1
Figur 1: syntetiska steg följt i protokollet. Prekursorer läggs i en mikrovågsugn kolv och införs i mikrovågsugn vid hydrazin hydrat tillägg vid 120 ° C i 10 minuter, varefter nanopartiklar erhålls. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: 68Ga-C-IONP karakterisering. (en) i denna panel att visas fördelningen av hydrodynamisk storlek (volymvägda) av fem olika synteser av 68Ga-C-IONP. (b) denna panel visar hydrodynamiska storlek (högsta topp i volym, medelvärde ± SD) 68Ga-C-IONP i PBS, saltlösning, och musen serum (från t = 0 h t = 24 h). (c) dessa är stam-HAADF (vänster) och TEM (höger) bilder av 68Ga-C-IONP. Skala barerna är 20 nm. (d) i denna panel visas ett gel filtrering radio-kromatogram. (e) i denna panel visas de längsgående (r1) och transversala (r2) relaxiviteten värden, och r2/r1 förhållande för fem 68Ga-C-IONP synteser ( (genomsnitt ± SD). (f) dessa är MR- och PET phantom bilder av olika 68Ga-C-IONP koncentrationer. (g) Detta är en tabell som sammanfattar de viktigaste 68Ga-C-IONP egenskaperna. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Järnoxid nanopartiklar är en väletablerad kontrastmedel för T2-vägt MRI. På grund av nackdelarna med denna typ av kontrast för diagnos av vissa sjukdomar, T1-vägda eller ljusa kontrast är många gånger att föredra. De nanopartiklar som presenteras här inte bara övervinna dessa begränsningar genom att erbjuda positiv kontrast i MRI men erbjuder också en signal i en funktionell imaging teknik, såsom PET, via 68Ga inkorporering i sin kärna. Mikrovågsugn-tekniken förbättrar denna reproducerbara nanopartiklar syntes, avsevärt minskar reaktionstiden till sammanlagt cirka 20 minuter (inklusive ett reningssteg). Det gör också radioisotop inkorporering samtidigt i kärnan av nanopartikelportföljen; undertrycka ett extra steg som krävs i en yta-märkning tillvägagångssätt som utökas markant reaktionstiden. Detta är en stor fördel, speciellt när man arbetar med kort halv-live isotoper som 68Ga (t1/2 = 68,8 min). Dessutom är radiolabeling avkastningen erhålls (92%) nästan tredubblades den erhållits genom banbrytande studien använder denna nanopartikel-radiolabeling metod (Wong et al. 25). Detta utgör också en avsevärd förbättring med avseende på tidigare tillvägagångssätt, som i mindre än 20 minuter egensäkra radiomärkt nanopartiklar med en utmärkt radiolabeling avkastning kan erhållas; Således, eliminerande i vivo radioisotop avlossning eller transmetalation risk och säkerställa att PET signalen erhållits kommer från den nano-radiotracer och inte från gratis 68Ga. Detta kommer att underlätta deras potentiella användning som kontrastmedel.

Som 68Ga-C-IONP är stabila i olika medier vid fysiologisk temperatur, skall ingen aggregering i vivo äga rum. Därför presenterar lång blod cirkulerar gånger. Den gel filtrering reningssteg eliminerar gratis 68Ga fraktion som inte har införlivats med nanopartiklar kärnor, säkerställa PET signalen ges helt av 68Ga-C-IONP. Värdet enastående r1 , tillsammans med den låga r2/ förhållandetr1 , radiolabeling med hög kapacitet och specifik aktivitet gör att den 68Ga-C-IONP-dos som krävs för att erhålla ett lämpligt signal i PET och kontrast i MRI ska minskas.

Den nano-radiotracer som presenteras här visar att kombinationen av nanoteknik och radiokemi kan återge ett nytt verktyg som kan användas för detektion i vivo biologiska processer eller olika patologier med hjälp av PET och T1- vägda MRI. Det har redan använts framgångsrikt för detektion av PET och MRI av angiogenes i murina modell använder RGD peptid som inriktning biexponentiellt27. 68 Ga-C-IONP har också varit anställd, kombinerat med en formyl peptid receptor 1 (FPR-1)-antagonist, att målet neutrofiler för detektion av lunginflammation av sällskapsdjur i en icke-invasiv sätt28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Denna studie stöddes av ett bidrag från det spanska ministeriet för ekonomi och konkurrenskraft (MEyC) (bevilja nummer: SAF2016-79593-P) och från Carlos III Health Research Institute (bevilja nummer: DTS16/00059). CNIC stöds av den Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) och stiftelsen CNIC Pro och är en Severo Ochoa Centre of Excellence (MEIC award SEV-2015-0505).

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

Biologi fråga 141 järnoxid nanopartiklar 68Ga positronemissionstomografi magnetisk resonanstomografi mikrovågsugn syntes citronsyra
Syntesen av <sup>68</sup>Ga Core-dopade järnoxid nanopartiklar för dubbla positronemissionstomografi / (T<sub>1</sub>) Magnetic Resonance Imaging
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