Name: Synthese von 68-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln für Dual Positronen-Emissions-Tomographie / (T1) Magnetic Resonance Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: Erfahren Sie die mikrowellengestützte Synthese von Gallium-68-kern-dotierten Eisenoxid-Nanopartikeln für hybride PET/MR-Bildgebung. Diese Methode erreicht über 90% Radiomarkierungseffizienz und 99% radiochemische Reinheit.

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Diese Studie wurde unterstützt durch ein Stipendium des spanischen Ministeriums für Wirtschaft und Wettbewerbsfähigkeit (MEyC) (Gewährungsnummer: SAF2016-79593-P) und von Carlos III Health Research Institute (Gewährungsnummer: DTS16/00059). Das CNIC wird unterstützt durch das Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) und der Stiftung Pro CNIC und ist ein Severo Ochoa Centre of Excellence (MEIC Award SEV-2015-0505).

(1) Reagenz Vorbereitung
<ol><li>
0,05 M HCl
	<ol>
<li>Vorbereiten von 0,05 M HCl durch Zugabe von 208 µL 37 % HCl in 50 mL destilliertem Wasser.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie eluent
	<ol>
<li>Bereiten Sie Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) Eluent durch Auflösen von 6,9 g Natrium Dihydrogen Phosphat-Monohydrat, 7,1 g Binatrium Wasserstoff Phosphat, 8,7 g Natriumchlorid und 0,7 g Natriumazid in 1 L Wasser vor. Gut mischen und den pH-Wert zu überprüfen. Der Eluent durch eine 0,1 µm cutoff Sterilfilter passieren und degas vor Gebrauch. Akzeptanz-Bereich: pH 6.2-7,0 (wenn nicht, stellen Sie mit [1 M] NaOH oder HCl [5 M]).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Synthese von Citrat-beschichteten Eisenoxid-Nanopartikeln
<ol><li>FeCl3·6H2O 75 mg und 80 mg Zitronensäure Trinatrium Salz Dihydrat in 9 mL Wasser auflösen. Hinweis: Diese Mengen liefern 12 mL abschließende gereinigte Nanopartikel ([Fe] ~1.4 Mg·mL-1). Mengen können zu einem Endvolumen von 2,5 mL verkleinert werden.</li>
	<li>Setzen Sie die Mischung in die Mikrowelle angepasst Kolben.</li>
	<li>Laden Sie ein dynamisches Protokoll in der Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 ° C, die Zeit, 10 min, Druck bis 250 Psi und die Kraft bis 240 w.</li>
	<li>Fügen Sie 1 mL Hydrazinhydrat zur Reaktion. Hinweis: Hydrazinhydrat startet Eisen Reduktion. Daher wird eine Veränderung des Aussehens der Lösung von hellgelb bis braun, beobachtet.</li>
	<li>Die Mikrowelle-Protokoll zu starten.</li>
	<li>Unterdessen spülen Sie eine Gel Filtration Entsalzung Spalte mit 20 mL destilliertem Wasser.</li>
	<li>Sobald das Protokoll beendet hat, erlauben Sie die Flasche bei Raumtemperatur abkühlen lassen.</li>
	<li>Pipette 2,5 mL der endgültige Mischung auf die Säule und die Durchströmung zu verwerfen. Hinweis: Die Mikrowelle stoppt das Protokoll bei 60 ° C; die Nanopartikel können hinzugefügt werden, direkt auf dem Gel Filtration Spalte bei 60 ° C.</li>
	<li>Die Spalte 3 mL destilliertes Wasser hinzu und sammeln Sie die Nanopartikel in einer Glasflasche. Hinweis: Nanopartikel können für 1 Woche bei Raumtemperatur gelagert werden. Nach dieser Zeit erscheint Nanopartikel Aggregation, deren hydrodynamischen vergrößern.</li>
</ol>3. Synthese von 68-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln (68Ga-C-IONP)
<ol><li>Die Mikrowelle angepasst Kolben FeCl3·6H2O 75 mg und 80 mg Zitronensäure Trinatrium Salz Dihydrat umgesetzt.</li>
	<li>Eluieren 68Ge /68Ga Generator mit der empfohlenen Menge und Konzentration der HCl, nach Angaben des Herstellers (in unserem Fall 4 mL 0,05 M HCl). Nach der Injektion von diesem Volume im Generator selbst abgeschirmt ist (4 mL) 68GaCl3 erhaltenen, gebrauchsfertig ohne weitere Verarbeitung. Hinweis: Befolgen Sie die entsprechenden Radioaktivität Sicherheitsmaßnahmen für die Schritte 3.2-3.12. 68 GA ist ein Positron und Gamma-Strahler-Isotop. Der Einsatz von geeigneten Sicherheitsmaßnahmen Strahlenbelastung durch den Betreiber zu vermeiden ist entscheidend. Forscher müssen eine ALARA (so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar) Protokoll mit typischen Abschirmung und Radionuklid-Behandlung Verfahren folgen. Darüber hinaus ist die Verwendung von einem Ring, Körper Abzeichen und eine Kontamination Detektor obligatorisch.</li>
	<li>Die Mikrowelle angepasst Kolben 4 mL 68GaCl3 hinzufügen. Dieses Volumen kann kleiner, abhängig von der Generator-Aktivität und gewünschte endgültige Nanopartikel sein.</li>
	<li>Pipette 5 mL destilliertem Wasser in die Flasche und gut mischen.</li>
	<li>Laden Sie ein dynamisches Protokoll in der Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 ° C, die Zeit, 10 min, Druck bis 250 Psi und die Kraft bis 240 w.</li>
	<li>Fügen Sie 1 mL Hydrazinhydrat zur Reaktion. Hinweis: Hydrazinhydrat startet Eisen Reduktion. Daher wird eine Veränderung des Aussehens der Lösung von hellgelb bis braun, beobachtet.</li>
	<li>Die Mikrowelle-Protokoll zu starten.</li>
	<li>Unterdessen spülen Sie eine Gel Filtration Entsalzung Spalte mit 20 mL destilliertem Wasser.</li>
	<li>Sobald das Protokoll beendet hat, erlauben Sie die Flasche bei Raumtemperatur abkühlen lassen.</li>
	<li>Pipette 2,5 mL der endgültige Mischung auf die Säule und die Durchströmung zu verwerfen. Hinweis: Die Mikrowelle stoppt das Protokoll bei 60 ° C; die Nanopartikel können die Gel-Filtration-Spalte bei 60 ° c direkt hinzugefügt werden</li>
	<li>Die Spalte 3 mL destilliertes Wasser hinzu und sammeln Sie die Nanopartikel in einer Glasflasche.</li>
	<li>Enzymatische Effizienz mit einem NaI-Brunnen-Typ-Detektor zu berechnen. Dieser Parameter in der Regel misst die Aktivität des 68Ga integriert in der Reaktion. Nach Kunststoff und Reinigung Prozesse ist die Aktivität der gereinigten Probe gemessen. Wegen der kurzen Halbwertszeit von 68Ga hat die erste Aktivität zum Zeitpunkt (t) korrigiert werden. Normierung mit der Zeit folgt die standard-Gleichung: NT = N0 · e-λt Hier, NT: zählt zur Zeit (t) N0: zählt zur Zeit (t) = 0 Λ: Verfall konstante t: verstrichene Zeit <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58269/58269eq1.jpg"> Hinweis: Enzymatische Effizienz sollte zwischen 90-95 %.</li>
</ol>4. Analyse der 68-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln (68Ga-C-IONP)
<ol><li>
Dynamische Lichtstreuung
	<ol>
<li>Verwenden Sie dynamische Lichtstreuung (DLS), um die hydrodynamischen Größe 68Ga-C-IONP messen. Pipette 60 µL der Probe in eine Küvette und drei Messungen pro Probe durchführen. Um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, sollte dies mit mehreren Nanopartikel Chargen wiederholt werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Kolloidale Stabilität
	<ol>
<li>Beurteilen die kolloidale Stabilität des 68Ga-C-IONP durch Messung der hydrodynamischen Größe der Probe nach der Inkubation in verschiedenen Puffern (PBS, Saline und Maus Serum) für unterschiedliche Tageszeiten, 500 µL der Probe in den einzelnen Puffern bei 37 inkubieren von 0 bis 24 h. ° C. Bei den ausgewählten Zeiten nehmen 60-µL-Aliquots und pipette sie in DLS-Küvetten, deren hydrodynamische Größe zu messen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Elektronenmikroskopie
	<ol>
<li>Analysieren Sie die Kern-Größe 68Ga-C-IONP mit Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) und ringförmige dunkel-Bereich Imaging (STEM-HAADF) (Ref TEM Protokoll: NIST - NCL gemeinsame Assay-Protokoll, PCC-X, messen die Größe der Nanopartikel mittels Übertragung Elektron Microscopy).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gel Filtration Radio-Chromatogramm
	<ol>
<li>Fraktionieren Sie der Elution in 500 µL Aliquots während der Gel-Filtration Reinigungsschritt und Messen Sie die Radioaktivität vorhanden, jeweils mit einer Activimeter; wodurch eine Gel-Filtration-Chromatogramm.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Radiochemische Stabilität von 68Ga-C-IONP
	<ol>
<li>68Ga-C-IONP im Maus-Serum für 30 min bei 37 ° C inkubieren (3 X wiederholen). Nach Ablauf dieser Frist reinigen Sie die Nanopartikel durch Ultrafiltration zu und Messen Sie die Radioaktivität in der Nanopartikel und Filtrat. Keine Aktivitäten sollten in den verschiedenen Filtrate erkannt werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Relaxometrie
	<ol>
<li>Messen Sie längs (T1) und quer (T2) Relaxationszeiten in ein Relaxometer bei 1,5 T und 37 ° C. Vier verschiedene Konzentrationen von 68Ga-C-IONP (2 mM, 1 mM, 0,5 mM und 0,25 mM) sollte gemessen werden. Plot-Entspannung-Preise (R1= 1/T1, R2= 1/T2) gegen Eisen-Konzentration. Die Steigung der Kurve erreicht wird R1 und R2 Werte gerendert.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Mr- und PET phantom Bilder
	<ol>
<li>In Situ Herr erwerben (T1-gewichteten Sequenz) und PET-phantom-Bildern für eine Reihe von Verdünnungen von 68Ga-C-IONP (0 mM, 1 mM, 6,5 mM und 9,0 mM), das zunehmende Signal in Korrelation mit der Aktivität PET und MRT zu beobachten.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Eisenoxid-Nanopartikeln sind eine gut etablierte Kontrastmittel für T2-gewichteten MRT. Aufgrund der Nachteile dieser Art von Kontrast für die Diagnose von bestimmten Krankheiten, T1-gewichtete oder hellen Kontrast wird oft bevorzugt. Die hier vorgestellten Nanopartikel nicht nur diese Grenzen überwinden, durch das Angebot positiver Kontrast im MRT, sondern bieten auch eine Signal in eine funktionell bildgebendes Verfahren wie PET, über 68Ga Einbindung in ihrem Kern. Mikrowellen-...

Die Kombination von bildgebenden Verfahren für medizinische Zwecke hat die Suche nach verschiedenen Methoden zu synthetisieren, multimodaler Sonden1,2,3ausgelöst. Aufgrund der Empfindlichkeit der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Scanner und die räumliche Auflösung der MRT scheinen PET/MRT-Kombinationen eine der attraktivsten Möglichkeiten, anatomische und funktionelle Informationen in der gleichen Zeit4sein. Im MRT T2-gewichteten Sequenzen eingesetzt werden, Verdunkelung der Gewebe, in dem sie akkumulieren. T1-gewichteten Sequenzen können auch verwendet werden, produzieren die Aufhellung der spezifischen Ansammlung Position5. Unter ihnen ist positiver Kontrast häufig die am besten geeignete Option, wie negativer Kontrast es viel schwieriger macht, Signal von endogenen Hypointense Bereiche, einschließlich derer oft präsentiert von Organen wie der Lunge6unterscheiden. Traditionell haben Gd-basierten molekularen Sonden eingesetzt worden, um positiven Kontrast zu erhalten. Gd-basierten Kontrastmitteln präsentieren jedoch einen großen Nachteil, nämlich ihrer Giftigkeit bei Patienten mit renaler Probleme7,8,9ankommt. Dies hat motivierte Forschung bei der Synthese von biokompatiblen Materialien für den Einsatz als T1 Kontrastmittel. Ein interessanter Ansatz ist die Verwendung von Eisenoxid-Nanopartikeln (IONPs), mit einem sehr kleinen Kern-Größe, die positiven Kontrast10bereitstellen. Aufgrund dieser extrem kleinen Kern (~ 2 nm), die meisten von der Fe3 + -Ionen auf der Oberfläche, mit 5 ungepaarten Elektronen sind. Dies erhöht die longitudinale Relaxationszeit (R1) Werte und viel geringeren Erträgen quer/längs (R2/R1) im Vergleich zu traditionellen IONPs, produziert das gewünschte Positive Verhältnisse Kontrast-11.
IONPs mit einer Positronen-Emitter für Haustier zu verbinden, gibt es zwei wesentliche Aspekte zu berücksichtigen: Radioisotop Wahl und enzymatische Nanopartikel. In Bezug auf die erste Ausgabe ist 68Ga eine verführerische Auswahl. Es hat eine relativ kurze Halbwertszeit (67,8 min). Seine Halbwertszeit ist geeignet für Peptid zu bezeichnen, da es gemeinsame Peptid Bioverteilung Zeiten entspricht. Darüber hinaus wird in einem Generator ermöglicht die Synthese in Bank-Modulen und Vermeidung der Notwendigkeit ein Zyklotron in der Nähe12,13,14 68Ga produziert. Um die Nanopartikel Radiomarkierung, ist Oberfläche Kennzeichnung Radioisotop Einarbeitung die vorherrschende Strategie. Dies kann mit Hilfe ein Liganden, das 68Ga zu bilden oder unter Ausnutzung der Affinität von Radiometal in Richtung zur Oberfläche der Nanopartikel. Die meisten Beispiele in der Literatur über IONPs verwenden ein Chelator. Es gibt Beispiele für die Verwendung von heterozyklische Liganden wie 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-Tetraacetic Säure (DOTA)15, 1,4,7-Triazacyclononane-1,4,7-Triacetic Säure (NOTA)16,17und 1,4,7- Triazacyclononane, 1-Glutaric Acid-4,7-acetic Acid (NODAGA)18und die Verwendung von 2,3-Dicarboxypropane-1,1-Diphosphonic Säure (DPD), ein Tetradentate-Liganden- 19. Madru Et al. 20 entwickelt ein Chelator-freie Strategie 2014 Label IONPs mit einem Chelator-freie Methode verwendet von einer anderen Gruppe nach hinten21.
Jedoch große Nachteile dieses Ansatzes beinhalten ein hohes Risiko für in Vivo Transmetallierungs-, niedrige Erträge enzymatische und langwierige Protokolle ungeeignet für kurzlebige Isotope22,23,24. Aus diesem Grund, Wong Et al. 25 entwickelt das erste Beispiel von Kern-dotierte Nanopartikeln, Geschäftsführer, 64Cu im Kern des IONPs in einer 5-min-Synthese mit Mikrowellen-Technologie zu integrieren.
Hier beschreiben wir eine schnelle und effiziente Verfahren um das Radionuklid in den Kern der Nanopartikel enthalten entzieht viele der Nachteile von traditionellen Methoden vorgestellt. Zu diesem Zweck schlagen wir die Verwendung einer Mikrowelle-gesteuerte Synthese (MWS), die Reaktionszeiten erheblich reduziert, Erträge erhöht und verbessert die Reproduzierbarkeit, kritisch wichtige Parameter bei IONP Synthese. Die raffinierte Leistung des MWS ist aufgrund der dielektrischen Erwärmung: schnelle Probenerwärmung molekularer Dipole versuchen mit elektrischen Wechselfeld, als polare Lösungsmittel und Reagenzien für diese Art der Synthese effizienter ausrichten. Darüber hinaus führt die Verwendung von Zitronensäure als ein Tensid, zusammen mit Mikrowellen-Technologie, in extrem kleinen Nanopartikel, produzieren eine doppelte T-1-gewichteten MRT/PET26 Signal, hierin bezeichnet als 68Ga Kern-dotierte Eisenoxid Nanopartikel (68Ga-C-IONP).
Das Protokoll kombiniert die Verwendung von Mikrowellen-Technologie, 68GaCl3 als Positronen-Emitter, Eisen Chlorid, Natrium-Citrat und Hydrazinhydrat, was zu doppelten T1-gewichteten MRT/PET nanopartikulären Material in kaum 20 Minuten. Darüber hinaus liefert konsistente Ergebnisse über einen Bereich von 68Ga-Aktivitäten (37 MBq, 111 MBq 370 MBq und 1110 MBq) ohne erhebliche Auswirkungen auf die wichtigsten physikalisch-chemischen Eigenschaften der Nanopartikel. Die Reproduzierbarkeit der Methode mit hoher 68Ga Aktivitäten erstreckt sich das Feld der möglichen Anwendungen, einschließlich große Tiermodellen oder Studien am Menschen. Darüber hinaus gibt es eine einzige Reinigungsstufe in das Verfahren einbezogen. Dabei werden kostenlose Gallium übersteigen Eisen Chlorid, Natrium-Citrat und Hydrazinhydrat durch Gel Filtration entfernt. Total freie Isotop Beseitigung und die Reinheit der Probe keine Toxizität sicherzustellen und verbessern Bildbearbeitung Auflösung. In der Vergangenheit haben wir bereits die Nützlichkeit dieses Ansatzes in gezielte molekulare Bildgebung27,28gezeigt.

<table><tbody><tr><td>Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat</td><td>POCH</td><td>2317294</td><td></td></tr><tr><td>Zitronensäure, Trinatriumsalzdihydrat 99%</td><td>Acros organics</td><td>227130010</td><td></td></tr><tr><td>Hydrazinhydrat</td><td>Aldrich</td><td>225819</td><td></td></tr><tr><td>Salzsäure 37%</td><td>Fisher Scientific</td><td>10000180</td><td></td></tr><tr><td>Natriumdihydrogenphosphat-Monohydrat</td><td>Aldrich</td><td>S9638</td><td></td></tr><tr><td>Dinatriumphosphat zweibasisch</td><td>Aldrich</td><td>S7907</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Aldrich</td><td>746398</td><td></td></tr><tr><td>Natriumazid</td><td>Aldrich</td><td>S2002</td><td></td></tr><tr><td>Natriumdihydrogenphosphat wasserfrei</td><td>POCH</td><td>799200119</td><td></td></tr><tr><td>68Ga Chlorid</td><td>&nbsp; ITG Isotope Technologies Garching GmbH, Deutschland</td><td>68Ge/68Ga Generatorsystem</td><td></td></tr><tr><td>Mikrowelle</td><td>Anton Paar</td><td>Monowave 300</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifuge</td><td>Hettich</td><td>Universal 320</td><td></td></tr><tr><td>Größenausschlusssäulen</td><td>GE Healthcare</td><td>PD-10</td><td></td></tr></tbody></table>

synthese von 68-ga-kern-dotierte eisenoxid-nanopartikeln für dual positronen-emissions-tomographie / (t1) magnetic resonance imaging

Synthesis of 68Ga Core-doped Iron Oxide Nanoparticles for Dual Positron Emission Tomography /(T1)Magnetic Resonance Imaging

Hier beschreiben wir eine Mikrowelle Synthese um Eisenoxid-Nanopartikeln, die Kern-dotiert mit 68Ga. Mikrowellen Technologie ermöglicht schnelle und reproduzierbare synthetische Verfahren zu erhalten. In diesem Fall ausgehend von FeCl3 und Citrat Trinatrium Salz, Eisenoxid-Nanopartikeln beschichtet mit Zitronensäure in 10 min in der Mikrowelle gewonnen werden. Diese Nanopartikel präsentieren einen kleinen Kern von 4,2 ± 1,1 nm und eine hydrodynamische Größe 7,5 ± 2,1 nm. Darüber hinaus besitzen sie eine hohe längs-Relaxivity (R1) Wert von 11,9 mM-1·s-1 und eine bescheidene transversalen Relaxivity Wert (R2) 22,9 mM-1·s-1, führt zu einer geringen r2 /R1 -Verhältnis von 1,9. Diese Werte ermöglichen positive Kontrast-Generation in der Magnetresonanztomographie (MRT) statt negative dagegen häufig mit Eisenoxid-Nanopartikeln verwendet. Darüber hinaus, wenn ein 68GaCl3 Elution von einem 68Ge /68Ga Generator wird hinzugefügt, um die Ausgangsstoffe ergibt sich ein Nano-Radiotracer mit 68Ga dotiert. Das Produkt erhält man mit einem hohen radiolabeling Ertrag (> 90 %), unabhängig von der ursprünglichen Aktivität verwendet. Darüber hinaus macht eine einzige Reinigungsstufe Nano-Radiomaterial bereit, verwendet in Vivozu sein.

68 GA-C-IONP wurden durch die Kombination von FeCl3, 68GaCl3, Zitronensäure, Wasser, synthetisiert und Hydrazin Hydrat. Diese Mischung wurde in der Mikrowelle für 10 min bei 120 ° C und 240 W unter kontrollierten Druck eingeführt. Sobald die Probe auf Raumtemperatur abgekühlt hatte, wurden die Nanopartikel gereinigt durch Gel Filtration zu beseitigen nicht umgesetzte Arten (FeCl3, Citrat, Hydrazinhydrat) und freie 68Ga (<st...

Hier präsentieren wir ein Protokoll erhalten68Ga Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikel über schnell Mikrowelle-driven Synthese. Die Methodik macht PET / (T1) MRI Nanopartikel mit enzymatische Effizienz höher als 90 % und 99 % in einer 20-min-Synthese radiochemische Reinheit.

Synthese von 68-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln für Dual Positronen-Emissions-Tomographie / (T1) Magnetic Resonance Imaging

Here, we describe a microwave synthesis to obtain iron oxide nanoparticles core-doped with 68Ga. Microwave technology enables fast and reproducible ...

Diese Methode bietet eine faszinierende Synthese von gallium-68 kerndotierten Nanopartikeln für die hybride PET/MR-Molekularbildgebung. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass die Synthese dank des Einsatzes der Mikrowellentechnologie schnell und vor allem vollständig reproduzierbar ist. Lösen Sie zunächst 75 Milligramm Eisenchlorid-Hexahydrat und 80 Milligramm Zitronensäure-Trinatriumsalz-Dihydrat in neun Milliliter Wasser auf.Übertragen Sie die Mischung in einen Mikrowellen-angepassten Kolben. Laden Sie als Nächstes ein dynamisches Protokoll in die Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 Grad Celsius, die Zeit auf 10 Minuten, den Druck auf 250 psi und die Leistung auf 240 Watt ein.Fügen Sie dem Reaktionsgemisch einen Milliliter Hydrazinhydrat hinzu. Starten Sie dann das Mikrowellenprotokoll. In der Zwischenzeit spülen Sie eine Gelfiltrationssäule mit 20 Milliliter destilliertem Wasser ab.Sobald das Protokoll fertig ist und der Kolben auf Raumtemperatur abgekühlt ist, pipette 2,5 Milliliter der endgültigen Mischung auf die Säule und entsorgen Sie den Durchfluss. Anschließend drei Milliliter destilliertes Wasser in die Säule geben und die Nanopartikel in einem Kunststoffrohr sammeln. 75 Milligramm Eisenchlorid-Hexahydrat und 80 Milligramm Zitronensäure-Trinatriumsalz-Dihydrat in eine Durchstechflasche geben.Elute den Gallium-68 Generator mit dem empfohlenen Volumen und Konzentration von Salzsäure nach dem Hersteller. Nach der Salzsäureinjektion im selbst abgeschirmten Generator werden vier Milliliter Gallium-68 Chlorid erhalten, die ohne weitere Verarbeitung einsatzbereit sind. Fügen Sie dem Mikrowellen-angepassten Kolben vier Milliliter Gallium-68 Chlorid hinzu.Dann fünf Milliliter destilliertes Wasser in den Kolben pfeifen und gut vermischen. Laden Sie nun ein dynamisches Protokoll in die Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 Grad Celsius, die Zeit auf 10 Minuten, den Druck auf 250 psi und die Leistung auf 240 Watt ein.Fügen Sie dem Reaktionsgemisch einen Milliliter Hydrazinhydrat hinzu. Starten Sie dann das Mikrowellenprotokoll. In der Zwischenzeit spülen Sie eine Gelfiltrationssäule mit 20 Milliliter destilliertem Wasser ab.Sobald das Protokoll fertig ist und der Kolben auf Raumtemperatur abgekühlt ist, pipette 2,5 Milliliter der endgültigen Mischung auf die Säule und entsorgen Sie den Durchfluss. Dann drei Milliliter destilliertes Wasser in die Säule geben und die Nanopartikel in einer Glasflasche sammeln. Um die hydrodynamische Größe der Gallium-68-Nanopartikel zu messen, pipette 60 Mikroliter der Probe in eine Küvette und führt drei dynamische Lichtstreuungsmessungen pro Probe durch.Um die kolloidale Stabilität der Gallium-68-Nanopartikel zu bewerten, inkubieren Sie 500 Mikroliter der Probe in verschiedenen Puffern bei 37 Grad Celsius für unterschiedliche Zeiten, die von null bis 24 Stunden reichen. Zu den ausgewählten Zeiten 60 Mikroliter Aliquots auf Küvetten übertragen und deren hydrodynamische Größe messen. Um ein Gelfiltrationsradiochromatogramm zu erhalten, fraktionieren Sie die Elution aus der Größenausschlusssäule während des Gelfiltrationsreinigungsschritts in 500 Mikroliter-Aliquots.Messen Sie dann die Radioaktivität, die in jedem Aliquot mit einem Aktivimeter vorhanden ist. Um die radiochemische Stabilität zu bestimmen, inkubieren Sie die Gallium-68-Nanopartikel im Mausserum 30 Minuten lang bei 37 Grad Celsius. Nach der Inkubation die Nanopartikel durch Ultrafiltration reinigen.Messen Sie dann die Radioaktivität in den Nanopartikeln und Filtrat. Hydrodynamische Größendaten für die Gallium-68-Nanopartikel ergaben eine schmale Größenverteilung und eine mittlere hydrodynamische Größe von 7,9 Nanometern. Messungen von fünf verschiedenen Synthesen erwiesen sich als methodreproduzierbar.Die hydrodynamische Größe von Gallium-68-Nanopartikeln, die in verschiedenen Medien von null bis 24 Stunden inkubiert wurden, zeigte keine signifikanten Veränderungen, was bedeutet, dass die Probe in verschiedenen Puffern und Seren stabil ist. Aufgrund der schnellen Erwärmung, die mit DerMikrowellentechnologie erzielt wird, bieten Nanopartikel ultrakleine Kerngrößen von etwa vier Nanometern. Elektronenmikroskopische Bilder zeigten homogene Kerngrößen und das Fehlen von Aggregation.Das Gallium-68-Nanopartikel-Gelfiltrationschromatogramm zeigt einen Hauptradioaktivitätspeak, der den Nanopartikeln entspricht, und einen reduzierten Peak, der dem freien Gallium-68 entspricht. Die Radiolabel-Ausbeute betrug 92%, was in einer spezifischen Aktivität im Vergleich zu 7,1 Gigabecquerel pro Millimol von Eisen entspricht. Für fünf Gallium-68-Nanopartikelsynthesen wurde ein ausgezeichneter Längsschnittwert von 11,9 und ein bescheidener Entspannungswert von 22,9 ermittelt, was ein durchschnittliches Verhältnis von 1,9 ergibt, was bedeutet, dass Gallium-68-Nanopartikel ideal für T1-gewichtete MRT sind.MR-Phantombilder bei verschiedenen Gallium-68-Nanopartikelkonzentrationen zeigen eine Erhöhung der Eisenkonzentration und einen positiven Kontrast. Eine steigende Eisenkonzentration impliziert eine steigende Gallium-68-Konzentration, und das PET-Signal wird immer intensiver. Der Einsatz der Mikrowellentechnologie ermöglicht die reproduzierbare und schnelle Synthese von Eisenoxid-Nanopartikeln für die multimodale Bildgebung.Nach diesem Verfahren haben wir einen Tracer hergestellt, der für die gezielte molekulare Bildgebung mit PET-, T1-MRT- oder Hybridansätzen eingesetzt werden kann. Nach ihrer Entwicklung ebnet diese Technik den Weg für Forscher, den Einsatz von hybrider molekularer Bildgebung in Bereichen wie Onkologie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erforschen. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit radioaktiven Verbindungen extrem gefährlich sein kann, und Strahlenschutzvorkehrungen sollten immer während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Bioimaging Methoden zur Zelle Bioverteilung von Nanopartikeln zu beurteilen sind anwendbar für therapeutische und diagnostische Überwachung von nanoformulated Verbindungen. Die hierin beschriebenen Verfahren sind sensitiver und spezifischer als durch histologische Koregistrierung beurteilt. Die Methoden liefern eine translatorische Weg von Nagetieren auf Menschen-Anwendungen.

Registrierte Bioimaging von Nanomaterialien für Diagnostische und Therapeutische Überwachung

Wir zeigen die Metallierung, Reinigung und Charakterisierung von Lanthanoid-Komplexen. Die hier beschriebenen Komplexe können konjugiert werden, um Makromoleküle, damit diese Rückverfolgung Moleküle mittels Magnetresonanztomographie.

Herstellung, Reinigung und Charakterisierung von Lanthanoidkomplexe für die Verwendung als Kontrastmittel für die Magnetresonanz-Tomographie

Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Synthese von magneto-Plasmonen-Nanopartikel mit einem starken magnetischen Moments und einer starken Nah-Infrarot (NIR)-Absorption. Das Protokoll schließt auch Antikörper-Konjugation in den Nanopartikeln durch die Fc-Teil für verschiedene biomedizinische Anwendungen, die Molekular spezifisches Targeting erforderlich.

Synthese von Immunotargeted Magneto-Plasmonen Nanocluster

Dieses Protokoll beschreibt die Synthese von biofunktionalisierten preußischblauen Nanopartikeln und ihre Verwendung als multimodale, molekulare Bildgebungsmittel. Die Nanopartikel haben ein Kern-Schale-Design, bei dem Gadolinium- oder Mangan-Ionen im Nanopartikelkern einen MRT-Kontrast erzeugen. Die biofunktionale Hülle enthält Fluorophore für die Fluoreszenzbildgebung und Targeting-Liganden für das molekulare Targeting.

Biofunktionalisierten Prussian Blue Nanopartikel für Molekulare Bildgebung Multimodale Anwendungen

Gezielte Zellverabreichung ist nützlich in einer Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen.  Das Ziel dieses Protokolls ist es, superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPION) zur Markierung von Zellen zu verwenden und dadurch magnetische Zell-Targeting-Ansätze für ein hohes Maß an Kontrolle über die Zellabgabe und -lokalisierung zu ermöglichen.

Zellmarkierung und Targeting mit superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel

Ein Verfahren zur Isolierung von EOB-DTPA und anschließende Komplexierung mit natürlichen Ga (III) und 68 Ga hier präsentiert wird, sowie eine gründliche Analyse aller Verbindungen und Untersuchungen zur Kennzeichnung Effizienz, In - vitro - Stabilität und der n- Octanol / Wasser Verteilungskoeffizient des radiomarkierten Komplexes.

Untersuchungen über die Ga (III) -Komplexes von EOB-DTPA and Its<sup&gt; 68</sup&gt; Ga Radiolabeled Analog

Um serologische diagnostische Tests für Mycobacterium tuberculosis Antigene zu verbessern, haben wir superparamagnetische Eisenoxid-Nanosonden entwickelt, um extrapulmonale Tuberkulose zu erkennen.

Synthese, Charakterisierung und Anwendung von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanosonden zur Erkennung von extrapulmonaler Tuberkulose

Diese Arbeit beschreibt Protokolle für die Herstellung von magnetischen Nanopartikeln, seine Beschichtung mit SiO2, gefolgt von seiner Aminfunktionalisierung mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (APTES) und seiner Konjugation mit Deferoxamin unter Verwendung eines Succinylmoiety als Linker. Eine tiefe strukturelle Charakterisierungsbeschreibung und ein Aufnahmebakterientest mit Y. enterocolitica für alle Zwischen-Nanopartikel und das endliche Konjugat werden ebenfalls ausführlich beschrieben.

Synthese funktionalisierter magnetischer Nanopartikel, deren Konjugation mit dem Siderophor Feroxamin und deren Bewertung für den Bakteriennachweis

Diese Arbeit beschreibt die automatisierte Herstellung von bis zu 1,7 GBq [68Ga]Ga-FAPI-46 auf dem iPHASE MultiSyn Synthesizer für die PET-Bildgebung von Fibroblasten-Aktivierungsproteinen.

Eine automatisierte Radiosynthese von [68Ga]Ga-FAPI-46 für den routinemäßigen klinischen Einsatz

Dieser Artikel beschreibt die Radiosynthese, Formulierung und Qualitätskontrolle einer neuen radioaktiv markierten Sonde (d.h. 68Ga-markierter Nanobody NM-02) und ihre Verwendung für die PET/CT-Bildgebung von Kleintieren in einem Xenotransplantatmodell.

Radiosynthese, Qualitätskontrolle und Positronenemissionstomographie von Kleintieren Bildgebung von 68Ga-markierten Nanomolekülen

Diese Arbeit beschreibt den automatisierten Prozess zur Herstellung von [68Ga]Ga-3BP-3940 mit dem GAIA V2-Synthesizer für die PET-Bildgebung von Fibroblasten-Aktivierungsproteinen. Die Ergebnisse von Qualitätskontrolltests, die an drei Testchargen durchgeführt wurden, werden ebenfalls vorgestellt.

Automatisierte Präparation von [68Ga]Ga-3BP-3940 auf einem Synthesemodul für die PET-Bildgebung der Tumormikroumgebung

Erfahren Sie die mikrowellengestützte Synthese von Gallium-68-kern-dotierten Eisenoxid-Nanopartikeln für hybride PET/MR-Bildgebung. Diese Methode erreicht über 90% Radiomarkierungseffizienz und 99% radiochemische Reinheit.

Synthese von 68-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln für Dual Positronen-Emissions-Tomographie / (T1) Magnetic Resonance Imaging (Video) | JoVE Journal

Synthese von ⁶⁸-Ga-Kern-dotierte Eisenoxid-Nanopartikeln für Dual Positronen-Emissions-Tomographie / (T₁) Magnetic Resonance Imaging

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