L'uso di un multi-comparto dinamico singolo enzima Phantom per gli Studi di hyperpolarized Risonanza Magnetica Agents

Summary

Un fantoccio dinamico multi-compartimento viene utilizzato per simulare alcune biologie di interesse per studi metabolici utilizzando agenti di risonanza magnetica iperpolarizzata.

Abstract

Imaging di substrati hyperpolarized di risonanza magnetica mostra una grande promessa per la valutazione clinica dei processi biochimici critici in tempo reale. A causa di vincoli fondamentali imposti dallo Stato iperpolarizzato, tecniche di imaging e di ricostruzione esotiche sono comunemente usati. è criticamente necessario un sistema pratico per la caratterizzazione delle dinamiche, metodi di imaging multi-spettrale. Tale sistema deve riproducibile ricapitolare le dinamiche chimici utili dei tessuti normali e patologici. Il substrato più ampiamente utilizzato fino ad oggi è hyperpolarized [1- ¹³ C] -pyruvate per la valutazione del metabolismo del cancro. Descriviamo un sistema phantom a base di enzimi che media la conversione del piruvato in lattato. La reazione viene iniziata mediante iniezione dell'agente iperpolarizzato in più sezioni nell'ambito del fantoccio, ciascuno dei quali contiene diverse concentrazioni di reagenti che controllano la velocità di reazione. Più compartimenti sono necessarie per garantire che imasequenze ging catturano fedelmente l'eterogeneità spaziale e metaboliche del tessuto. Questo sistema sarà di aiuto allo sviluppo e la convalida di strategie di imaging avanzate, fornendo dinamiche chimiche che non sono disponibili da fantasmi convenzionali, così come il controllo e la riproducibilità ciò non è possibile in vivo.

Introduction

L'impatto clinico della risonanza magnetica iperpolarizzato (MRI) di ¹³ composti C-marcati è criticamente dipendente dalla sua capacità di misurare i tassi di conversione chimica nel tempo reale spettroscopia di risonanza magnetica e spettroscopia di imaging ^1-5. Durante lo sviluppo sequenza e la verifica, conversione chimica dinamica viene generalmente ottenuta attraverso in vivo o in vitro ^6-9 che offrono un controllo limitato e riproducibilità. Per il test robusto e la garanzia della qualità, un sistema più controllato che conserva la conversione chimica endemica a questa misura sarebbe preferibile. Descriviam....

Protocol

NOTA: (Phantom Design) Due 3 ml camere sono state ricavate da Ultem e dotati di tubi in PEEK (1,5875 millimetri OD e 0,762 millimetri ID) per l'iniezione e di scarico. Le sezioni sono state poste in una provetta da centrifuga da 50 ml riempito con acqua (Figura 1). Per evitare vuoti di segnale creati da bolle, le camere e le linee sono stati pre riempiti con acqua deionizzata (DH ₂ O).

1. Soluzione Preparazione

1. Preparare 1 soluzione tampone L (81,3 mM Tris pH 7,6, 203,3 mM NaCl). Pesare 11.38 cristalli preimpostati g Trizma pH 7,6 e 11,88 g di NaCl e sciogliere in 1 L di dH ₂ O.
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Results

immagini 2D Slice-selettivi sono state acquisite utilizzando una sequenza di istantanee radEPSI. immagini metabolita sono state ricostruite utilizzando di nuovo filtrato proiezione. Le immagini metabolita erano ben allineati con immagini di protoni, come visibile in figura 2. In questo sistema iperpolarizzato segnale lattato può essere generata solo dalla conversione enzimatica di piruvato iperpolarizzato. In figura 4, la camera inferiore, con concentraz.......

Discussion

l'imaging in tempo reale di metaboliti hyperpolarized ha molte sfide uniche per la progettazione sequenza, convalida e controllo qualità. La capacità di risolvere l'eterogeneità spazio-temporale e spettrale offre un notevole potenziale clinico, ma preclude QA e validazione metodi associati con la RM convenzionale. sequenze di immagini complesse o algoritmi di ricostruzione possono avere dipendenze sottili che li rendono difficili da caratterizzare o convalidare al di fuori di questo esperimento di imaging. L'.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BioSpect 7T	Bruker	BioSpec 70/30 USR	7 Tesla Scanner MRI preclinico
HyperSense	Oxford Instruments	Polarizzatore nucleare dinamico Hypersense DNP Polarizzatore	nucleare dinamico per agenti MRI
1-13C-Acido piruvico	Sigma Aldrich	677175	Carbonio 13 labled acido piruvico puro
Trityl Radical	GE Healthcare	OX063	Radicale libero utilizzato nella polarizzazione nucleare dinamica
NaOH	Sigma Aldrich	S8045
EDTA	Sigma Aldrich	E6758	Acido etilendiamminotetraacetico
LDH	Worthingthon	LS002755	Lattato Deidrogenasi dal muscolo di coniglio
NADH	Sigma Aldrich	N4505	β-Nicotinamide adenina dinucleotide, sale dipotassico ridotto
Trizma	Sigma Aldrich	T7943	Trizma Cristalli preimpostati
NaCl	Sigma Aldrich	S7653