Name: הכנה במבחנה אפיון חומרי ניגוד מבוססי dendrimer עבור דימות תהודה מגנטית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: למד הכנה ואפיון של סוכן ניגוד MRI דנדרימרי המבוסס על צלטים מקרוציקליים מסוג cyclen עם יוני גדוליניום פרמגנטיים. השיטה מדגימה הגברת אות MRI משמעותית במבחנה בהשוואה לסוכן מונומרי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

התמיכה הכספית של אגודת מקס פלאנק, משרד החינוך הלאומי הטורקי (מלגת דוקטורט ל-S.G.), והשירות האקדמי הגרמני לחילופי סטודנטים (DAAD, מלגת דוקטורט ל-T.S.) זוכים להכרת תודה.

<ol><li>Merbach, A. E., Helm, L., Tóth, É <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMerbach%2C+AE+%22The+chemistry+of+contrast+agents+in+medical+magnetic+resonance+imaging.+2nd+ed%22">The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging. 2nd ed</a>. , Wiley. (2013).</li>
<li>Geraldes, C. F. G. C., Laurent, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Classification+and+basic+properties+of+contrast+agents+for+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Classification and basic properties of contrast agents for magnetic resonance imaging.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 4 (1), 1-23 (2009).</li>
<li>Caravan, P., Ellison, J. J., McMurry, T. J., Lauffer, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gadolinium%28III%29+chelates+as+MRI+contrast+agents%3A+Structure%2C+dynamics%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: Structure, dynamics, and applications.</a> Chem. Rev. 99 (9), 2293-2352 (1999).</li>
<li>Villaraza, A. J. L., Bumb, A., Brechbiel, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macromolecules%2C+Dendrimers%2C+and+Nanomaterials+in+Magnetic+Resonance+Imaging%3A+The+Interplay+between+Size%2C+Function%2C+and+Pharmacokinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Macromolecules, Dendrimers, and Nanomaterials in Magnetic Resonance Imaging: The Interplay between Size, Function, and Pharmacokinetics.</a> Chem. Rev. 110 (5), 2921-2959 (2010).</li>
<li>Langereis, S., Dirksen, A., Hackeng, T. M., van Genderen, M. H. P., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendrimers+and+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Dendrimers and magnetic resonance imaging.</a> New J. Chem. 31 (7), 1152-1160 (2007).</li>
<li>Gündüz, S., Power, A., Maier, M. E., Logothetis, N. K., Angelovski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Characterization+of+a+Biotinylated+Multivalent+Targeted+Contrast+Agent%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPlusChem%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Characterization of a Biotinylated Multivalent Targeted Contrast Agent.</a> ChemPlusChem. 80 (3), 612-622 (2015).</li>
<li>Pope, S. J. A., Kenwright, A. M., Heath, S. L., Faulkner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+luminescence+properties+of+a+kinetically+stable+dinuclear+ytterbium+complex+with+differentiated+binding+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Synthesis and luminescence properties of a kinetically stable dinuclear ytterbium complex with differentiated binding sites.</a> Chem. Commun. (13), 1550-1551 (2003).</li>
<li>Vibhute, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterization+of+pH-sensitive%2C+biotinylated+MRI+contrast+agents+and+their+conjugates+with+avidin%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Biomol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterization of pH-sensitive, biotinylated MRI contrast agents and their conjugates with avidin.</a> Org. Biomol. Chem. 11 (8), 1294-1305 (2013).</li>
<li>Vogel, A. I., Furniss, B. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVogel%2C+AI+%22Vogel%27s+textbook+of+practical+organic+chemistry.+5th+ed%22">Vogel's textbook of practical organic chemistry. 5th ed</a>. , Longman. (1989).</li>
<li>Lundanes, E., Reubsaet, L., Greibrokk, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLundanes%2C+E+%22Chromatography+%3A+basic+principles%2C+sample+preparations+and+related+methods%22">Chromatography : basic principles, sample preparations and related methods</a>. , Wiley-VCH. (2013).</li>
<li>Barge, A., Cravotto, G., Gianolio, E., Fedeli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+determine+free+Gd+and+free+ligand+in+solution+of+Gd+chelates.+A+technical+note%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">How to determine free Gd and free ligand in solution of Gd chelates. A technical note.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 1 (5), 184-188 (2006).</li>
<li>Keeler, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKeeler%2C+J+%22Understanding+NMR+spectroscopy.+2nd+ed%22">Understanding NMR spectroscopy. 2nd ed</a>. , Wiley. (2010).</li>
<li>Hillenkamp, F., Peter-Katalinić, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHillenkamp%2C+F+%22MALDI+MS+%3A+a+practical+guide+to+instrumentation%2C+methods+and+applications%22">MALDI MS : a practical guide to instrumentation, methods and applications</a>. , Wiley-VCH. (2007).</li>
<li>Peters, J. A., Huskens, J., Raber, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lanthanide+induced+shifts+and+relaxation+rate+enhancements%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Nucl.+Magn.+Reson.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Lanthanide induced shifts and relaxation rate enhancements.</a> Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 28, 283-350 (1996).</li>
<li>Averill, D. J., Garcia, J., Siriwardena-Mahanama, B. N., Vithanarachchi, S. M., Allen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation%2C+Purification%2C+and+Characterization+of+Lanthanide+Complexes+for+Use+as+Contrast+Agents+for+Magnetic+Resonance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Preparation, Purification, and Characterization of Lanthanide Complexes for Use as Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging.</a> J. Vis. Exp. (53), e2844(2011).</li>
<li>Hagberg, G. E., Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+r1+and+r2+relaxivity+of+gadolinium-based+contrast+agents+on+the+T1-weighted+MR+signal+at+increasing+magnetic+field+strengths%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Effect of r1 and r2 relaxivity of gadolinium-based contrast agents on the T1-weighted MR signal at increasing magnetic field strengths.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 8 (6), 456-465 (2013).</li>
<li>Boswell, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis%2C+characterization%2C+and+biological+evaluation+of+integrin+alpha%28v%29beta%283%29-targeted+PAMAM+dendrimers%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Pharmaceut%22%5BJournal%5D)">Synthesis, characterization, and biological evaluation of integrin alpha(v)beta(3)-targeted PAMAM dendrimers.</a> Mol. Pharmaceut. 5 (4), 527-539 (2008).</li>
<li>Sherry, A. D., Caravan, P., Lenkinski, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primer+on+Gadolinium+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Primer on Gadolinium Chemistry.</a> J. Magn. Reson. Imaging. 30 (6), 1240-1248 (2009).</li>
<li>Cakić, N., Gündüz, S., Rengarasu, R., Angelovski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+strategies+for+preparation+of+cyclen-based+MRI+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Tetrahedron+Lett%22%5BJournal%5D)">Synthetic strategies for preparation of cyclen-based MRI contrast agents.</a> Tetrahedron Lett. 56 (6), 759-765 (2015).</li>
<li>Polasek, M., Hermann, P., Peters, J. A., Geraldes, C. F. G. C., Lukes, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PAMAM+Dendrimers+Conjugated+with+an+Uncharged+Gadolinium%28III%29+Chelate+with+a+Fast+Water+Exchange%3A+The+Influence+of+Chelate+Charge+on+Rotational+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chem%22%5BJournal%5D)">PAMAM Dendrimers Conjugated with an Uncharged Gadolinium(III) Chelate with a Fast Water Exchange: The Influence of Chelate Charge on Rotational Dynamics.</a> Bioconjugate Chem. 20 (11), 2142-2153 (2009).</li>
<li>Ali, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+relaxometric+studies+of+a+dendrimer-based+pH-responsive+MRI+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Synthesis and relaxometric studies of a dendrimer-based pH-responsive MRI contrast agent.</a> Chem. Eur. J. 14 (24), 7250-7258 (2008).</li>
<li>Jackson, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+dendrimer+molecules+by+transmission+electron+microscopy+%28TEM%29%3A+Staining+methods+and+Cryo-TEM+of+vitrified+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Visualization of dendrimer molecules by transmission electron microscopy (TEM): Staining methods and Cryo-TEM of vitrified solutions.</a> Macromolecules. 31 (18), 6259-6265 (1998).</li>
<li>Jain, K., Kesharwani, P., Gupta, U., Jain, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendrimer+toxicity%3A+Let%27s+meet+the+challenge%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Pharm%22%5BJournal%5D)">Dendrimer toxicity: Let's meet the challenge.</a> Int. J. Pharm. 394 (1-2), 122-142 (2010).</li>
<li>Rudovsky, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PAMAM+dendrimeric+conjugates+with+a+Gd-DOTA+phosphinate+derivative+and+their+adducts+with+polyaminoacids%3A+The+interplay+of+global+motion%2C+internal+rotation%2C+and+fast+water+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chem%22%5BJournal%5D)">PAMAM dendrimeric conjugates with a Gd-DOTA phosphinate derivative and their adducts with polyaminoacids: The interplay of global motion, internal rotation, and fast water exchange.</a> Bioconjugate Chem. 17 (4), 975-987 (2006).</li>
<li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+improved+syntheses+of+dendrimer-based+magnetic+resonance+imaging+contrast+agents%3A+New+bifunctional+diethylenetriaminepentaacetic+acid+ligands+and+nonaqueous+conjugation+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Chem%22%5BJournal%5D)">Toward improved syntheses of dendrimer-based magnetic resonance imaging contrast agents: New bifunctional diethylenetriaminepentaacetic acid ligands and nonaqueous conjugation chemistry.</a> J. Med. Chem. 50 (14), 3185-3193 (2007).</li>
<li>Nwe, K., Bryant, L. H., Brechbiel, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28amidoamine%29+Dendrimer+Based+MRI+Contrast+Agents+Exhibiting+Enhanced+Relaxivities+Derived+via+Metal+Preligation+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chem%22%5BJournal%5D)">Poly(amidoamine) Dendrimer Based MRI Contrast Agents Exhibiting Enhanced Relaxivities Derived via Metal Preligation Techniques.</a> Bioconjugate Chem. 21 (6), 1014-1017 (2010).</li>
<li>Livramento, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+in+vivo+MRI+assessment+of+a+self-assembled+metallostar+compound+endowed+with+a+remarkable+high+field+relaxivity%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">First in vivo MRI assessment of a self-assembled metallostar compound endowed with a remarkable high field relaxivity.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 1 (1), 30-39 (2006).</li>
<li>Norek, M., Kampert, E., Zeitler, U., Peters, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+of+the+Size+of+Dy2O3+Nanoparticles+for+Optimal+Performance+as+an+MRI+Contrast+Agent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Tuning of the Size of Dy2O3 Nanoparticles for Optimal Performance as an MRI Contrast Agent.</a> J. Am. Chem. Soc. 130 (15), 5335-5340 (2008).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

הכנת חומר ניגוד MRI dendrimeric דורשת בחירה מתאימה של יחידת monomeric (כלומר, chelator לאלוקים (III)). הם מפחיתים את הרעילות של יון פאראמגנטיים זה, עד כה, מגוון רחב של אציקליות ו chelators macrocyclic לשרת מטרה זו 1-3. בין אלה, chelators DOTA מסוג macrocyclic להחזיק את היציבות התרמודינמית הגבוהה ביותר אדישות הקינטית, ומכאן, הם הבחירה המועדפת ביותר לעריכת חומר ניגוד MRI אינרטי 1,18. יתר על כן, הם נוטים טרנספורמציות סינטטיות שונות, אשר לגרום chelators ...

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא טכניקת הדמיה עוצמה בלתי מייננת בשימוש נרחב מחקר ביו לדיאגנוסטיקה רפואית בשל אופיו פולשנית והניגודיות הרקמות הרכות הפנימית מעולה. שיטות MRI הנפוצות ביותר לנצל את האות המתקבל פרוטונים במים, מתן תמונות ברזולוציה גבוהה ומידע מפורט בתוך הרקמות על בסיס הבדלים בצפיפות של אותות מים. עוצמת האות ואת הספציפיות של ניסויי MRI ניתן לשפר עוד יותר באמצעות סוכנים בניגוד (CA). אלה הם מינים פאראמגנטיים או פאראמגנטי המשפיעים על האורך (T 1) ו רוחבי (T 2) פעמים הרפיה, בהתאמה 1,2. קומפלקסים של גדוליניום lanthanide יון עם polyamino הליגנדים חומצה polycarboxylic הם את רשויות T 1 הנפוץ ביותר. גדוליניום (III) מקצר את ההרפיה T 1זמן של פרוטונים במים, ובכך להגדיל את ניגוד האות בניסויי MRI 3. עם זאת, גדוליניום יוני הוא רעיל; גודלו מדמה את הסידן (II), וזה ברצינות משפיע בסיוע סידן איתות תאי. לכן, chelates אציקליות ו macrocyclic מועסקים לנטרל רעילות זו. הליגנדים multidentate שונים פותחו עד כה, וכתוצאה מכך גדוליניום (III) קומפלקסים עם יציבות תרמודינמית גבוהה אדישות הקינטית 1. אלה המבוססים על cyclen azamacrocycle-membered 12, ב DOTA נגזרת tetracarboxylic שלה בפרט (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate) הם חקרו ביותר ויישומי קומפלקסים של המעמד אישורים זו. אף על פי כן, GdDOTA מסוג CAs הם מערכות נמוכות משקל מולקולריים, מוצגות חסרונות מסוימים כגון יעילות ניגודיות נמוכה והפרשה כליות מהר. Macromolecular ו CAs רב-ערכית עשוי להיות פתרון טוב לבעיות אלה 4. מאז CA biodistribution נקבעת בעיקר על ידי גודלם, קאש macromolecular להציג פעמי שמירה עוד הרבה זמן בתוך רקמות. לא פחות חשוב, multivalency של תוצאות סוכנים אלה ריכוז מקומי גדילה של חללית MR monomeric (למשל, מורכבות GdDOTA), באופן משמעותי לשיפור אות MR שנרכשה ואת איכות המדידה. Dendrimers הוא בין הפיגומים המועדפים ביותר לעריכת CAs רב-ערכית עבור MRI 4,5. מקרומולקולות מאוד מסועפות עם גדלים מוגדרים היטב נוטות לתגובות צימוד שונות על פני השטח שלהם. בעבודה זו, אנו מדווחים על הכנה, טיהור, ואפיון של CA dendrimeric עבור MRI המורכב פולי 4 דור (G4) (amidoamine) (Pamam) dendrimer מצמידים chelates דמוי GdDOTA (DCA). אנו מתארים את הסינתזה של נגזר DOTA מגבה הצימוד שלה אל dendrimer Pamam. עם complexation עם אלוקים (III), אפיון physicochemical תקן proceduמחדש של DCA בוצע. לבסוף, ניסויי MRI בוצעו כדי להדגים את היכולת של DCA להפיק תמונות MR עם ניגוד חזק מאלה המתקבלים CAs משקל מולקולרי נמוך.

<table><tbody><tr><td>Cyclen</td><td>CheMatech</td><td>C002</td><td></td></tr><tr><td>tert-בוטיל ברומואצטט&nbsp;</td><td>Alfa</td><td>Aesar A14917</td><td></td></tr><tr><td>N,N-דימתילפורממיד</td><td>פלוקה</td><td>40248</td><td></td></tr><tr><td>אשלגן פחמתי</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>209619</td><td></td></tr><tr><td>4-(4-ניטרופניל)חומצה בוטרית</td><td>אולדריץ'</td><td>335339</td><td></td></tr><tr><td>תיוניל כלוריד&nbsp;</td><td>Acros Organics</td><td>382662500</td><td>הערה: חומר מאכל; רעיל בשאיפה</td></tr><tr><td>ברום</td><td>Acros Organics</td><td>402841000</td><td>הערה: גורם לכוויות עור חמורות, קטלניות בשאיפה&nbsp;</td></tr><tr><td>דיאתיל אתר</td><td>כל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>נתרן גופרתי</td><td>אקרוס אורגני</td><td>196640010</td><td></td></tr><tr><td>כלורופורם&nbsp;</td><td>VWR Chemicals</td><td>22711.29</td><td></td></tr><tr><td>tert-בוטיל 2,2,2-trichloroacetimidate</td><td>Aldrich</td><td>364789</td><td>הערה: חומר דליק; מגרה לעור ולעיניים</td></tr><tr><td>בורון טריפלואוריד אתראט</td><td>Acros Organics</td><td>174560250</td><td>48% BF3. הערה: חומר דליק; גורם לכוויות בעור, קטלניות אם נשאף</td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט</td><td>Acros Organics</td><td>424270010</td><td></td></tr><tr><td>אתיל-אצטט</td><td>כל מקור</td><td></td><td>לכרומטוגרפיה של עמודות</td></tr><tr><td>n-הקסאן</td><td>כל מקור</td><td></td><td>לכרומטוגרפיה של עמודות</td></tr><tr><td>מכשיר זיקוק נורה לנורה (Kugelrohr) B</td><td>&uuml; צ'י</td><td>סוג דגם: תנור זכוכית B-585</td>סיליקצ'ל קארל רוט GmbH P090.2 מתנול כל מקור לכרומטוגרפיה של עמודה דיכלורומתאן&nbsp;<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>כל מקור</td><td></td><td>לכרומטוגרפיה של עמודות</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>VWR כימיקלים</td><td>20821.296</td><td></td></tr><tr><td>אמוניה</td><td>אקרוס אורגניקס</td><td>428381000</td><td>7 N תמיסה במתנול</td></tr><tr><td>פלדיום</td><td>אולדריץ'</td><td>643181</td><td>15%</td></tr><tr><td>מכשיר הידרוגנציה רטוב PARR PARR</td><td>PARR Instrument Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Celite 503</td><td>Aldrich</td><td>22151</td><td></td></tr><tr><td>משפך זכוכית מסונטרת</td><td>בכל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thiophosgen</td><td>Aldrich</td><td>115150</td><td>הערה: מגרה לעור; רעיל בשאיפה</td></tr><tr><td>טריאתילאמין</td><td>אלפא Aesar</td><td>A12646</td><td></td></tr><tr><td>דיכלורומתאן&nbsp;</td><td>אקרוס אורגניקס</td><td>348460010</td><td>יבש במיוחד&nbsp;</td></tr><tr><td>מערבל מגנטי</td><td>בכל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAMAM G4 Dendrimer</td><td>Andrews ChemService</td><td>AuCS - 297</td><td>10% wt. תמיסה ב- MeOH</td></tr><tr><td>Lipophylic Sephadex LH-20</td><td>Sigma</td><td>LH20100</td><td></td></tr><tr><td>לוחות כרומטוגרפיה בשכבה דקה</td><td>Merck Millipore</td><td>1.05554.0001</td><td></td></tr><tr><td>חומצה פורמית</td><td>VWR Chemicals</td><td>20318.297</td><td></td></tr><tr><td>לופיליזטור&nbsp;</td><td>כל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gadollinium (III) כלוריד הקסהידרט</td><td>Aldrich</td><td>G7532</td><td></td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד</td><td>Acros Organics</td><td>134070010</td><td></td></tr><tr><td>מד pH</td><td>כל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethylenediaminetetraacetic חומצה דיסודיום מלח דיהידראט</td><td>Aldrich</td><td>E5134</td><td></td></tr><tr><td>ספקטרומטר מסה (ESI)</td> <td>Agilent</td><td></td><td>Ion מלכודת SL 1100&nbsp;</td></tr><tr><td>חוצץ אצטט</td><td>בכל מקור</td><td></td><td>pH 5.8</td></tr><tr><td>קסילנול תפוז</td><td>אולדריץ'</td><td>52097</td><td>20 &mu; M במאגר אצטט</td></tr><tr><td>הידרופילי Sephadex G-15</td><td>GE Healthcare</td><td>17-0020-01</td><td></td></tr><tr><td>Amicon Ultra-15 יחידת סינון צנטריפוגלי</td><td>Merck Millipore</td><td>UFC900324</td><td>Ultracel-3 ממברנה (MWCO 3000)</td></tr> <tr><td>צנטריפוגה</td><td>בכל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ספקטרומטר NMR&nbsp;</td><td>Bruker</td><td></td><td>Avance III 300 MHz</td></tr><tr><td>Topspin</td><td>Bruker</td><td></td><td>גרסה 2.1</td></tr><tr><td>מכשיר ניתוח בעירה</td><td>EuroVector SpA</td><td></td><td>EuroEA 3000 מנתח יסודות&nbsp;</td></tr><tr><td>MALDI-ToF MS מכשיר</td><td>יישומי ביוסיסטמס</td><td></td><td>Voyager-STR</td></tr><tr><td>Deuteriumoxid</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>6672.3</td><td></td></tr><tr><td>tert-בוטיל אלכוהול</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>AE16.1</td><td></td></tr><tr><td>מערבל מערבולת</td><td>כל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Norell NMR צינורות</td><td>Deutero GmbH</td><td>507-HP-7</td><td></td></tr><tr><td>NMR צינור</td> <td>קואקסיאליDeutero GmbH</td><td>קואקסיאלב-5-7</td><td></td></tr><tr><td>DLS מכשיר</td><td>Malvern</td><td></td><td>Zetasizer Nano ZS</td></tr><tr><td>0.20 &mu; מסנן PTFE מ '&nbsp;</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>KC94.1</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP310</td><td></td></tr><tr><td>בקבוקוני צינור פלסטיק</td><td>כל מקור</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dotarem</td><td>Guerbet</td><td></td><td>NDC 67684-2000-1</td></tr><tr><td>סורק MRI</td><td>מגנט Bruker</td><td></td><td>BioSpec 70/30 USR (7 T). הערה: סכנות פוטנציאליות הקשורות לשדות מגנטיים גבוהים</td></tr><tr><td>סליל RF</td><td>Bruker</td><td></td><td>סליל נפח בתדר כפול (RF RES 300 1H/19F 075/040 LIN/LIN TR)</td></tr> <tr><td>Paravision (תוכנה)</td> <td>Bruker</td><td></td><td>גרסה 5.1</td></tr></tbody></table>

הכנה<em&gt; במבחנה</em&gt; אפיון חומרי ניגוד מבוססי dendrimer עבור דימות תהודה מגנטית

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

מתחמי פאראמגנטיים של גדוליניום (III) עם אציקליות או chelates macrocyclic הם סוכנים בניגוד הנפוץ ביותר (CA) עבור הדמיה בתהודה מגנטית (MRI). מטרתם היא לשפר את שיעור הרפיה של פרוטונים מים ברקמות, ובכך להגדיל את הניגוד התמונה MR ואת הספציפיות של מדידות MRI. סוכנים בניגוד נוכחיים קליני שאושרו הם מולקולות משקל מולקולארי נמוכות, נמחקות במהירות מהגוף. שימוש dendrimers כנושאי chelators פאראמגנטיים יכול למלא תפקיד חשוב בהתפתחות העתידית של סוכנים בניגוד MRI יעילים יותר. באופן ספציפי, העלייה בריכוז המקומי של תוצאות מיני פאראמגנטיים ב ניגוד אות גבוה. יתר על כן, CA זה מספק זמן שמירת רקמות כבר בשל המשקל והגודל מולקולריים גבוהים. הנה, אנחנו מדגימים הליך נוח לעריכת חומר ניגוד MRI macromolecular מבוסס על פולי (amidoamine) (Pamam) dendrimers עם monomacrochelators DOTA מהסוג מחזורי (DOTA - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate). היחידה chelating צורף על ידי ניצול תגובתיות של isothiocyanate (NCS) הקבוצה כלפי קבוצות משטח אמין של dendrimer Pamam להקים גשרים thiourea. מוצרי Dendrimeric היו מטוהרים ונותחו באמצעות ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית, ספקטרומטריית מסה, ואת ניתוח יסודי. לבסוף, ברזולוציה גבוהה תמונות MR הוקלטו ניגודי האות המתקבל מן dendrimeric המוכן וסוכני monomeric הזמינים המסחרי הושוו.

הכנת DCA מורכב משני שלבים: 1) סינתזה של chelator DOTA מסוג monomeric (איור 1) ו -2) צימוד של chelator עם dendrimer G4 Pamam והכנת הבאות של הקב&quot;ה dendrimeric (III) מורכבים (איור 2) . בשלב הראשון, chelator cyclen המבוסס DOTA מהסוג המכיל ארבע חומצות קרבוקסיליות וקבוצה מאונכת מתאימה שינויים סינטטיים נוספים הוכן. הכנת תחילתה 1 (DO3A- אסתר -butyl טרט) 7, אשר היה ...

פרוטוקול זה מתאר את ההכנה ואפיון של תהודה מגנטית dendrimeric חומר ניגוד (MRI) שנושא chelates macrocyclic המבוסס cyclen תיאום יוני גדוליניום פאראמגנטיים. בסדרת ניסויי MRI במבחנה, סוכן זה מיוצר אות MRI מוגברת בהשוואה האנלוגית monomeric הזמין המסחרי.

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

המטרה הכללית של הליך זה היא להציג את ההכנה והאפיון של קילטור פאראמגנטי דנדרימרי שיכול לשמש כחומר ניגודיות עבור דימות בתהודה מגנטית (MRI), ולהדגים את ביצועיו בניסוי דימות. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום של חומרי ניגודיות ל-MRI, כגון התכונות והיעילות של חומרי ניגודיות דנדרימריים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא הכנה נוחה של חומר ניגודיות יעיל ל-MRI בעל תנודפות גבוהה, ובכך הבטחת אפיון קל שלו.שיטה זו יכולה להתרחב למודיפיקציות מבניות נוספות ולאופטימיזציות פונקציונליות של חומרי ניגוד דנדרימריים עבור MRI, דבר בעל רלוונטיות רבה ליישומים פוטנציאליים in vivo. ההשלכות משתרעות על מחקר ביו-רפואי והדמיה אבחנתית, שכן המשקל המולקולרי הגבוה של חומרי ניגוד דנדרימריים גורם לזמני שימור ארוכים יותר ברקמות ומגביר באופן משמעותי את אות ה-MRI. ראשית, המס גרם אחד של המקדימה המקרוציקלית DO3A tributyl ester בחמישה מיליליטר של DMF.הוסף 0.67 grams של potassium carbonate וערבב בטמפרטורת החדר למשך 45 דקות. הוסף 0.87 grams של tert-butyl-2-bromo-4 4-nitrophenyl butatnoate במנות לאורך שעה והמשך לערבב את תערובת התגובה למשך 18 שעות. לאחר מכן, הסר את ה-DMF באמצעות זיקוק בוואקום ממסבוב למסבוב (bulb-to-bulb) בטמפרטורה של 40 עד 60 °C.טהר את השארית באמצעות כרומטוגרפיית עמודה של סיליקה ג'ל כדי לקבל מוצק עגול. המס גרם אחד של המוצק בתערובת של 10 milliliters אתנול ו-150 microliters של תמיסת אמוניה בריכוז שבעה נורמלי במתנול. הוסף 150 milligrams של פלדיום על פחם פעיל והצב את כס כור הריאקטור בתוך המימנוגנטור.נער את התערובת במשך 16 שעות תחת אטמוספירה של מימן בלחץ של 2.5 bar. שפוך תרחיף של אדמה דיאטומית באתנול לתוך משפך זכוכית סינטרית. סנן את תערובת התגובה דרך האדמה הדיאטומית כדי להסיר את זרז הפלדיום על פחם. הסר את הממס מהתסנין באמצעות אידור סיבובי (rotary evaporator).המס את המוצק שהתקבל ב-15 milliliters של dichloromethane וארבעה שו))], של triethylamine. לתרבית זו, הוסף 1.3 שו))], של thiophosgene וערבב את התערובת בטמפרטורת החדר למשך 16 שעות. הסר את הממס מתערובת התגובה באמצעות rotary evaporator וטהר את השארית באמצעות כרומטוגרפיית עמודה של silica gel כדי לקבל את המונימר מסוג DOTA כמוצק חום בהיר.הכינו 66.7 milligrams של דנדרימר G4 PAMAM מתמיסה בריכוז 10% במתנול, על ידי אידוי הממס במאיד סיבובי בטמפרטורה של 40 °C. המיסו את הדנדרימר ב-four milliliters של DMF. הוסיפו 0.105 milliliters של triethylamine לתמיסת הדנדרימר וערבבו במשך 45 דקות בטמפרטורה של 60 °C.לאחר מכן, הוסיפו 354 milligrams של המונומר במנות לאורך שעה אחת. המשיכו בערבוב בטמפרטורה של 45 °C למשך 48 שעות. הסירו את הממס באמצעות זיקוק בוואקום בשיטת bulb-to-bulb.ארוז עמודת כרומטוגרפיית הפרדה לפי גודל (size exclusion chromatography) על ידי ערבוב של מדיום סינון ג'ל ליפופילי במתנול למשך שלוש שעות בטמפרטורת החדר. אסוף פרקציות של מיליליטר אחד תוך שימוש במתנול כאלואנט. נתח את הפרקציות באמצעות TLC.הסר את הממס מהפרקציות המכילות את הכלטור הדנדרימרי המוגן באמצעות מאייד סיבובי (rotary evaporator). השג ספקטרום proton NMR של התרכובת ובצע אינטגרציה של האזורים הארומטיים והאליפטיים. באמצעות ערכים אלה, קבע את מספר המקרוציקלים מסוג DOTA המוגנים המחוברים לדנדרימר G4 PAMAM.כדי להסיר את קבוצות ההגנה מהמוצר, המיסו את המוצק ב-5 mL של חומצה פורמית וערבבו את התערובת בטמפרטורה של 60 °C למשך 36 שעות. הסירו את החומצה הפורמית באמצעות אידור סיבובי (rotary evaporator). ייבשו בהקפאה (freeze dry) את השארית שהוסרה מהאידור הסיבובי כדי לקבל את הצ'לטור הדנדרימרי.באמצעות NMR של פרוטונים, קבע את מספר היחידות המקרוציקליות המצומדות לדנדרימר. המס את הצ'לטור שעבר ייבוש בהקפאה במים. השתמש בנתרן הידרוקסיד בריכוז 0.1 מולרי כדי להתאים את ה-pH של התמיסה ל-7.0.הוסף טיפה אחר טיפה תמיסה של 113 milligrams Gadolinium III chloride ב-one milliliter מים לתמיסת הצ'לטור לאורך תקופה של ארבע שעות. כוון מדי פעם את ה-pH ל-7.0 באמצעות 0.05 molar sodium hydroxide. ערבב את התערובת בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות.לאחר מכן, הוסיפו 158 milligrams של EDTA במנות לאורך תקופה של ארבע שעות, תוך תיקון ה-pH חזרה ל-7.0 לפי הצורך. ערבבו למשך 24 שעות נוספות בטמפרטורת החדר. ארזו עמודת כרומטוגרפיית הפרדה לפי גודל (size exclusion chromatography) עם מדיום סינון ג'ל הידרופילי המנופח במים.רכז את תערובת התגובה, טען את התערובת על העמודה, ובצע אלוציה באמצעות מים דה-יוניים. סבב את הדגימה המטוهرة ביחידת מסנן צנטריפוגה של 3 kilodalton למשך 30 דקות ב-1,800 ×g. חזור על הסינון כחמש פעמים כדי להסיר עודפי Gadolinium ו-EDTA.אשרו את היעדרו של גדוליניום חופשי בתסננת באמצעות בדיקת xylenol orange. הסירו מרכיבים נדיפים מהדגימה המסוננת והקפיאו-ייבשו את השארית כדי לקבל את חומר הניגוד הדנדרימרי. הכינו תמיסת סטוק של DCA במים בריכוז שבין 5 ל-10 millimolar.כדי לקבוע את ריכוז ה-DCA המדויק, שלבו תחילה 360 µL מתמיסת המלאי עם 60 µL של סטנדרט D2O ו-tert-butanol. העבירו 400 µL מהדגימה לשפופרת NMR חיצונית. הכניסו לשפופרת הדגימה שפופרת NMR פנימית (coaxial insert) המכילה תמיסת ייחוס של tert-butanol ומים.השיגו ספקטרום proton NMR ומדדו את הסטייה בתדר בין אותות ה-tert-butanol של תמיסות הייחוס והדגימה. חשבו את ריכוז ה-DCA באמצעות הנוסחה המוצגת, תוך תיקון עבור ה-tert-butanol שהתווסף לדגימה. קבעו את הריכוז של תמיסת GdDOTA הזמינה מסחרית באופן דומה.העבר את תמיסאות ה-DCA וה-GdDOTA בבופר HEPES ואת ביקורת המים לשתי סדרות של מבחנות פלסטיק. סגור את המבחנות עם פקקים תוך וידוא שאין בתוכן בועות אוויר. למזרק של 60 milliliter, טען באופן אופקי את דגימות ה-DCA בריכוזים 0.01 ו-0.02 millimolar, אחת מדגימות ה-GdDOTA בריכוז 0.5 millimolar, דגימה אחת בריכוז 1.0 millimolar, ושתיים מביקורות המים.חזור על הליך זה על ידי טעינת סט הדגימות השני למזרק שני בנפח 60 milliliter. מלא כל מזרק בתמיסת GdDOTA בריכוז one millimolar וסגור את קצות המזרקים. הנח את אחד המזרקים בצורה אופקית בסורק MRI כך שהדגימות יהיו אנכיות ביחס לסורק.החליקו את המזרקים אל מרכז הסורק. בחרו בסריקה אנטומית כדי למקם את המזרק באיסו-סנטר (isocenter) של המגנט. לאחר מכן, לחצו על כפתור הרמזור כדי לבצע התאמות של פרמטרי הסריקה הראשוניים ולהתחיל בסריקה.בחרו בשיטת צילום בזווית מהירה/איטית (fast/slow angle shot) לביצוע דימוי T1-weighted, או בשיטת רכישה מהירה עם הגברת רילקסציה (rapid acquisition with relaxation enhancement) לביצוע דימוי T2-weighted. השתמשו בסריקת המיקום (localizer scan) כדי לבחור חתך קורונלי עבור הדגימות המיושרות אנכית. בצעו אופטימיזציה לפרמטרי הרכישה של יחס הניגודיות לרעש (contrast to noise) ורכשו את הדימוי.השתמשו ב-ROI מעגלי כדי לקבוע את אמפליטודת האות הממוצעת וסטיית התקן עבור הרקע ועבור כל דגימה. חשבו את יחס האות לרעש. NMR, MALDI-TOF MS ואנליזה אלמנטרית הצביעו על כך שבממוצע 49 יחידות מקרוציקליות היו מצומדות לדנדרימר G4 PAMAM.הריכוזים וזמני הרגיעה האורכיים והרוחביים של תמיסות DCA נקבעו גם הם באמצעות NMR. ערכי הרלקסיביות שהתקבלו הושוו למונומר GdDOTA הזמין מסחרית והנמצא בשימוש קליני. ביצועי ה-DCA הושוו גם הם למונומר GdDOTA.שתי קבוצות של תמיסות היו בעלות ריכוזי Gadolinium דומים, כפי שנקבע לפי מספר היחידות המקרוציקליות הצומדות, ושתי הקבוצות האחרות היו בעלות ריכוזים מולקולריים דומים. בניסוי דימות המשוקלל ל-T1 עם ריכוזי Gadolinium דומים, יחס אות לרעש היה גבוה מעט יותר עבור DCA מאשר עבור GdDOTA. כאשר לתמיסות היו ריכוזים מולקולריים דומים, יחס אות לרעש של DCA היה גבוה פי שלושה בערך מזה של GdDOTA.בניסוי של דימות משוקלל T2, יחס אות לרעש של ה-DCA היה נמוך משמעותית מזה של ה-GdDOTA בשני זוגות הריכוזים, במיוחד בריכוזי DCA גבוהים יותר. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי אופן ההכנה של חומר ניגוד ל-MRI מבוסס דנדרימר שעבר טיהור ואפיון. בהתאם לנוהל זה, ניתן להכין סוגים שונים של חומרי ניגוד ל-MRI דנדרימריים ובגודל ננומטרי על ידי שינוי היחידות של המולקולה, ולנתח אותם בצורה נוחה.לאחר השליטה בטכניקה זו, חוקרים בתחום פיתוח חומרי ניגודיות ל-MRI צריכים להיות מסוגלים להכין מגוון של גששים ספציפיים לביצוע מחקרים תפקודיים שונים בעלי חשיבות קריטית לדימות מולקולרי עכשווי.

preparation-vitro-characterization-dendrimer-based-contrast-agents

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

בסרטון הזה, אנו מראים כיצד תווית בתאי גזע עובריים אנושיים (hESC) מנגן עם כלוריד...

ב סימון במבחנה של בתאי גזע עובריים אנושיים עבור דימות תהודה מגנטית

שיטות bioimaging להערכת biodistribution התא של חלקיקים המתאימים ניטור טיפולית אבחון של תרכובות nanoformulated. השיטות שתוארו לעיל הם רגיש וספציפי כאשר העריכו ידי coregistration היסטולוגית. מתודולוגיות לספק מסלול translational מ מכרסם ליישומים האדם.

Bioimaging רשום של ננו לניטור האבחון והטיפול

אנו מדגימים את metalation, טיהור, ואפיון של מתחמי lanthanide. מתחמי המתואר כאן יכול להיות מצומדת כדי מקרומולקולות כדי לאפשר מעקב של המולקולות הללו באמצעות דימות בתהודה מגנטית.

, טיהור הכנה, אפיון של מכלולים Lanthanide לשימוש בתור סוכנים בניגוד עבור דימות תהודה מגנטית

גילוי מוקדם של אפופטוזיס עשוי לזהות אוכלוסיות בסיכון סלולריים במגוון רחב של מחלות. כאן אנו מראים שיטה לקשר חלבון מוקדם אפופטוזיס איתור (Annexin V) כדי nanoparticle-MRI לגילוי תחמוצת ברזל (SPIO). שיטה זו עשויה להתארך עד חלבונים אחרים בעלי עניין לייצר-MRI לגילוי בדיקות הדמיה מולקולרית.

סינתזה של<em&gt; ב-vivo</em&gt;-MRI לגילוי אפופטוזיס בדיקה

מעקב של תאים באמצעות MRI זכה לתשומת לב ראויה לציון בשנים האחרונות. פרוטוקול זה מתאר את התיוג של תאים דנדריטים עם פלואור...

נדידת תאים דנדריטים ניטור באמצעות<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H דימות תהודה מגנטית

חיישני הקרינה הם כלים רבי עוצמה בתחום מדעי חיים. כאן אנו מתארים מתודולוגיה לסנתז ולהשתמש בחיישני ניאון מבוסס dendrimer למדוד pH בתאים חיים וin vivo. הפיגום הדנדריטים משפר את תכונותיהם של צבעי ניאון מצומדות המובילים למאפייני חישה משופרים.

סינתזה, משלוח נייד ו<em&gt; בvivo</em&gt; יישום של חיישני pH מבוססי dendrimer

כדי להדגים הדמיה מולקולרית סרטן MR עם פפטיד קטן ממוקד חומר ניגוד MRI ספציפי לחלבוני פלזמה קרוש בstroma גידול במודל עכבר של סרטן ערמונית.

MR הדמיה המולקולרית של סרטן הערמונית עם חומר ניגוד ממוקד המולקולרי קטן CLT1 פפטיד

אנו מתארים פרוטוקול כללי לin vivo מעקב תא באמצעות MRI במודל של עכברים עם תאי שכותרתו לשעבר vivo. פרוטוקול טיפוסי לתיוג תא, עיבוד רכישת תמונה וכימות כלול.

בF-MRI 19 vivo למעקב סלולרי

פרוטוקול זה מתאר את הסינתזה של ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים ביו-פונקציונליים ואת השימוש בהם כסוכני הדמיה מולקולרית רב-מודאליים. לננו-חלקיקים יש עיצוב מעטפת ליבה שבו יוני גדוליניום או מנגן בתוך ליבת הננו-חלקיקים יוצרים ניגודיות MRI. המעטפת הביו-פונקציונלית מכילה פלואורופורים להדמיה פלואורסצנטית וליגנדים ממוקדים למיקוד מולקולרי.

Biofunctionalized הכחול פרוסים חלקיקים ליישומי הדמיה מולקולריים Multimodal

כתב היד הזה מתאר את משלוח יעיל, שאינו ויראלי של miR לתאי אנדותל ידי וקטור PEI / MNP ו המגנטיזציה שלהם. לכן, בנוסף שינוי גנטי, גישה זו מאפשרת להדרכת תא מגנטית ויכולת גילוי MRI. הטכניקה יכולה לשמש כדי לשפר את המאפיינים של מוצרי תא טיפוליים.

הכנה<em&gt; במבחנה</em&gt; אפיון ממוגנטים miR-modified לתאי אנדותל

מחסום הדם-מוח הוא משוכה משמעותית במתן טיפולים לגליובלסטומה, מחלה שאין לה תרופה. כאן, אנו מדווחים על פלטפורמת ננו טיפולית של תחמוצת ברזל מונחית תמונה in vivo שיכולה לעקוף את המחסום הפיזיולוגי הזה בזכות גודלו ולהצטבר בגידול.

העברת ננו-חלקיקים של מטען אוליגונוקלאוטיד במודל בעלי חיים רב-צורניים מסוג גליובלסטומה

למד הכנה ואפיון של סוכן ניגוד MRI דנדרימרי המבוסס על צלטים מקרוציקליים מסוג cyclen עם יוני גדוליניום פרמגנטיים. השיטה מדגימה הגברת אות MRI משמעותית במבחנה בהשוואה לסוכן מונומרי.

הכנה

גלה סרטונים נוספים