在此，我们介绍一种获取 68镓掺杂的氧化铁纳米颗粒 通过 快速微波驱动合成。该方法可制备 PET/(T1)MRI 纳米颗粒，标记效率高于 90%，放射化学纯度达 99%，合成时间仅需 20 分钟。
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本文内容
摘要
摘要
此处，我们描述了一种微波合成方法，用于制备核掺杂的氧化铁纳米颗粒 68微波技术可实现快速且可重复的合成过程。在此情况下，从 FeCl 开始3 以及柠檬酸三钠，通过微波处理10分钟即可获得柠檬酸包覆的氧化铁纳米颗粒。这些纳米颗粒具有较小的核心尺寸，为4.2 ± 1.1 nm，水动力学尺寸为7.5 ± 2.1 nm。此外，它们表现出较高的纵向弛豫率（r111.9 mM 的值-1·s-1 且具有适中的横向弛豫率值（r222.9 mM-1·s-1，这会导致一个较低的 r2/r1 1.9。这些数值能够在磁共振成像（MRI）中实现正性对比增强，而非常规铁氧化物纳米颗粒所常用的负性对比。此外，如果 68GaCl3 洗脱自一个 68Ge/68将镓发生器加入起始材料中，制备掺杂纳米放射性示踪剂 68Ga 获得。产物具有高放射性标记产率（> 90%），无论初始活性如何。此外，仅需一步纯化即可使纳米放射性材料达到使用标准。 体内.
引言
用于医学目的的成像技术组合推动了多种合成多模态探针方法的研究1,2,3。由于正电子发射断层扫描（PET）具有高灵敏度，而磁共振成像（MRI）具有高空间分辨率，因此PET/MRI联合成像似乎是极具吸引力的选择之一，可同时提供解剖结构与功能信息4。在MRI中，可采用T2加权序列，使探针富集区域的组织信号变暗；也可采用T1加权序列，使特定富集部位信号增强而变亮5。其中，正性对比通常是最合适的选择，因为负性对比难以将信号与内源性低信号区域（如肺部等器官常呈现的区域）相区分6。传统上，基于钆（Gd）的分子探针被用于实现正性对比。然而，基于钆的对比剂存在一个主要缺点，即其毒性问题，对肾功能不全患者尤为严重7,8,9。这促使研究人员致力于开发生物相容性材料，用作T1对比剂。一种有前景的方法是使用具有极小核尺寸的氧化铁纳米颗粒（IONPs），其可提供正性对比
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方案
1. 试剂准备
- 0.05 M HCl
- 将 208 µL 的 37% HCl 加入 50 mL 去离子水中，配制 0.05 M HCl 溶液。
- 高效液相色谱流动相
- 将 6.9 g 一水合磷酸二氢钠、7.1 g 磷酸氢二钠、8.7 g 氯化钠和 0.7 g 叠氮化钠溶于 1 L 水中，配制高效液相色谱（HPLC）流动相。充分混匀后检测 pH 值。使用 0.1-µm 孔径的无菌滤膜过滤流动相，并在使用前进行脱气处理。可接受范围：pH 6.2 - 7.0（若超出范围，用 NaOH [1 M] 或 HCl [5 M] 调节）。
2. 柠檬酸盐包被的氧化铁纳米颗粒的合成
- 将75 mg FeCl3·6H2O 和 80 mg 柠檬酸三钠二水合物溶解于9 mL水中。
注意：上述用量可制备约12 mL纯化后的纳米颗粒溶液（[Fe] ~1.4 mg·mL-1）。可按比例缩小用量以获得2.5 mL终体积。 - 将混合液转移至微波反应专用烧瓶中。
- 在微波反应仪中加载动态程序，设定温度为120 °C，时间为10 min，压力为250 psi，功....
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结果
68Ga-C-IONP 通过将 FeCl3、68GaCl3、柠檬酸、水和水合肼混合制备而成。该混合物在受控压力下，于微波中 120 °C、240 W 条件下反应 10 分钟。待样品冷却至室温后，通过凝胶过滤纯化纳米颗粒，以去除未反应的物质（FeCl3、柠檬酸根、水合肼）以及游离的 68Ga（图 1）。
流体动力学尺寸 68使用动态光散射（DLS）对 Ga-C-IONP 进行了粒径测定，结果显示其粒径分布较窄（PDI 0.2），平均水合粒径为 7.9 nm。对五次不同合成批次的测量结果验证了该方法的可重复性（图2a）。几种物质的zeta电位 68通过测量Ga-C-.......
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讨论
氧化铁纳米颗粒是用于T2加权 MRI。然而，由于此类对比在诊断某些病理状况时存在局限性，T1-加权或亮对比度在许多情况下更受青睐。本文介绍的纳米颗粒不仅通过在MRI中提供正性对比克服了这些局限，还能在功能性成像技术（如PET）中产生信号。 通过 68在纳米颗粒核心中掺入镓。微波技术促进了这种可重复的纳米颗粒合成方法，将反应时间显著缩短至约20分钟（包括纯化步骤）。该技术还可一次性将放射性同位素直接掺入纳米颗粒核心，避免了表面标记法所需的额外步骤，而该额外步骤会显著延长反应时间。这一优势在使用半衰期较短的同位素时尤为突出。 68Ga (t1/2 = 68.8 分钟）。此外，本研究获得的放射性标记产率（92%）几乎是首次采用该纳米颗粒-放射性标记方法的先驱研究（Wong）所获产率的三倍。 等25）。这相较于以往的方法也有显著改进，因为可在不到20分钟内获得放射性同位素内标记的纳米颗粒，且标记产率极高，从而消除了 体内 放射性同位素解.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究获得了西班牙经济与竞争力部（MEyC）（资助号：SAF2016-79593-P）和卡洛斯三世健康研究所（资助号：DTS16/00059）的资助。国家心血管研究中心（CNIC）由科学、创新与大学部（Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades）以及Pro CNIC基金会资助，并被授予卓越“塞韦罗·奥乔亚”中心（MEIC奖项编号SEV-2015-0505）。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 六水合三氯化铁 | POCH | 2317294 | |
| 柠檬酸三钠二水合物，99% | Acros organics | 227130010 | |
| 水合肼 | Aldrich | 225819 | |
| 盐酸，37% | Fisher Scientific | 10000180 | |
| 一水合磷酸二氢钠 | Aldrich | S9638 | |
| 磷酸氢二钠 | Aldrich | S7907 | |
| 氯化钠 | Aldrich | 746398 | |
| 叠氮化钠 | Aldrich | S2002 | |
| 无水磷酸二氢钠 | POCH | 799200119 | |
| 68Ga 氯化物 | ITG Isotope Technologies Garching GmbH, Germany | 68Ge/68Ga 发生器系统 | |
| 微波反应仪 | Anton Paar | Monowave 300 | |
| 离心机 | Hettich | Universal 320 | |
| 凝胶过滤层析柱 | GE Healthcare | PD-10 |
参考文献
- 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).
- Lee, S., Chen, X. Dual-modality probes for in vivo molecular imaging. Molecular Imaging. 8 (2), 87-100....
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