이 프로토콜은 상자성 가돌리늄 이온을 배위 cyclen 계 마크로 킬레이트를 운반하는 덴드리머 자기 공명 영상 (MRI) 조영제의 제조 및 특성을 설명한다. 시판되는 모노머 아날로그에 비해 시험 관내 MRI의 일련의 실험에서이 에이전트는 MRI 증폭 신호를 생성했다.
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이 논문에서
요약
초록
비 고리 또는 마크로 킬레이트와 가돌리늄 (III) 상자성의 착물은 자기 공명 영상 (MRI)에 대한 가장 일반적으로 사용되는 조영제 (CAS)이다. 그들의 목적 따라서 MR 화상 콘트라스트 및 MRI 측정의 특이성을 증가 조직 물의 양자의 이완 율을 향상시킬 수있다. 현재 임상 적으로 승인 된 조영제 빠르게 본체로부터 클리어 저 분자량 분자이다. 상자성 킬레이트 제의 담체로서 덴드리머의 사용이 더 효율적인 MRI 조영제의 미래 개발에 중요한 역할을 할 수있다. 특히, 높은 신호 대비 상자성 종 결과의 국소 농도의 증가. 또한,이 CA는 고 분자량과 크기 때문에 장기간 조직 체류 시간을 제공한다. 여기서는 폴리 (아미도 아민)에 기초한 고분자 MRI 조영제 (PAMAM) monomacro 함께 덴드리머를 제조하기위한 편리한 방법을 보여순환 DOTA 형 킬레이트 (DOTA - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-테트라). 킬레이트 부 티오 브리지를 형성 PAMAM 덴드리머의 아민 표면기를 향해 이소 티오 시아 네이트 (NCS) 기의 반응성을 이용하여 추가 하였다. 덴드리머 제품 그래피, 핵 자기 공명 스펙트럼, 질량 분석, 및 원소 분석에 의해 분석 하였다. 마지막으로, 고해상도 자기 공명 영상을 기록하고, 제조 된 덴드리머와 시판 제제 단량체로부터 얻어지는 신호 대조와 비교 하였다.
서론
자기 공명 영상 (MRI)은 인해 비침 특성이 우수한 고유 연조직 콘트라스트 널리 생물 의학 연구 및 임상 진단에 사용하는 강력한 비 이온화 이미징 기술이다. 가장 일반적으로 사용되는 MRI 방법은 수분 신호의 밀도의 차이에 기초하여, 조직 내에서 고해상도 이미지 및 상세 정보의 제공 물 양자로부터 얻어지는 신호를 이용한다. 신호 강도 및 MRI 실험의 특이성은 또한 조영제 (CAS)를 사용하여 개선 될 수있다. 이러한 상자성 또는 초상 자성 길이 (T 1)와 횡 방향에 영향을 종 (T 2) 완화 시간은 각각 1,2이다.
폴리 카르 복실 산 리간드 란탄 족 이온의 가돌리늄 착물은 가장 일반적으로 사용되는 하나의 CA T이다. 가돌리늄 (III)는 T 1 휴식을 단축물 양성자의 시간, 따라서 MRI 실험 3에서의 신호의 콘트라스트를 증가시킨다. 그러나, 이온 성 가돌리늄은 독성; 크기는 (II) 칼슘의 근사하고 심각 칼슘 보조 세포에서 신호에 영향을줍니다. 따라서, 비 환상 및 마크로 킬레이트이 독성을 중화시키기 위해 사용된다. 다양한 여러 자리 리간드는 높은 ....
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프로토콜
DCA 1. 준비
- 단량체 (4) (6)의 합성.
- 4- (4- 니트로 페닐) -2의 합성 (4,7,10- 트리스 -butoxycarbonylmethyl 급 - 나프탈렌 -1- 일 - 테트라 아자 1,4,7,10) 부티르산 부틸 에스테르 (2).
- ((4,7- 비스 급 -butoxycarbonylmethyl-1,4,7,10-cyclododec 테트라 아자 -1- 일) - N - 아세트산 부틸 에스테르 (1) (1.00 g, 1.94 밀리몰), N 디메틸 포름 아미드를 용해 DMF 5 ㎖). 0.67 g, 4.86 밀리몰, 2.5 당량의 탄산 칼륨 (추가), 45 분 동안 실온에서 혼합물을 교반한다.
참고 : 거대 고리 1 cyclen에서 제조하고 급은 이전에 게시 된 절차 7에 따라 브로 모 부틸. - 추가 급 부틸 2- 브로 모 -4- (4- 니트로 페닐) 부타 노 (0.87 g, 2.53 밀리몰, 1.3 ....
- ((4,7- 비스 급 -butoxycarbonylmethyl-1,4,7,10-cyclododec 테트라 아자 -1- 일) - N - 아세트산 부틸 에스테르 (1) (1.00 g, 1.94 밀리몰), N 디메틸 포름 아미드를 용해 DMF 5 ㎖). 0.67 g, 4.86 밀리몰, 2.5 당량의 탄산 칼륨 (추가), 45 분 동안 실온에서 혼합물을 교반한다.
- 4- (4- 니트로 페닐) -2의 합성 (4,7,10- 트리스 -butoxycarbonylmethyl 급 - 나프탈렌 -1- 일 - 테트라 아자 1,4,7,10) 부티르산 부틸 에스테르 (2).
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결과
DCA의 제조는 두 단계로 구성되었다 : 1) 단량체 DOTA 형 킬레이트의 합성 (도 1)과 G4의 PAMAM 덴드리머와 복잡 덴드리머 하나님 (III)의 후속 제조와 킬레이트 2) 커플 링 (도 2) . 첫 번째 단계에서, 네 카복실산 함유 cyclen 기반 DOTA 형 킬레이트 및 상기 합성 변형 적합한 직교 그룹을 제조 하였다. 부틸 2- 브로 모 -4- (4- 니트로 페닐) 부타 8 알킬화 1 (DO3A- 부틸 에스테르) (7)로부터 시작 제조 2-DOTA 유도체를 제공한다. 팔라듐 촉매 수소화 아닐린 (3)을 얻었다 (2)의 방향족 니트로기를 환원. 티오 3의
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토론
덴드리머 MRI 조영제의 제조 모노머 유닛의 적절한 선택을 요구한다 (즉, 하나님에 대한 킬 레이터 (III)). 그들은이 상자성 이온의 독성을 감소시키고, 현재까지 비 환식의 다양한 및 거대 고리 킬 레이터는 이러한 목적으로 제공 1-3. 이들 중, 거대 고리 형 DOTA 킬레이트는 높은 열역학적 안정성 및 불활성 운동을 보유하고, 따라서, 불활성 MRI 조영제 1,18의 제조에 가장 바람직한 선택이다. 여전히 (III) (19) 복합체 안정 하나님을 형성하면서 또한, 그들은 할 수있는 다양한 기능 분자에 링크의 관능 성 킬레이트 결과 다양한 합성 변환, (예를 들어, 대상 벡터 또는 나노 캐리어)하는 경향이 있습니다. 이를 위해,이 절차에서 설명 DOTA 형 모노머 유닛 DO3A- 부틸 에스테르, 공통 용이 가능한 전구체 및 브롬화 유도체로부터 제조 된4- (4- 니트로 페닐) 부 탄산 산. 이 분자는 DOTA로부터 .......
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공개 사항
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감사의 글
막스-플랑크 협회, 터키 국립교육부(S. G. 박사 학위), 독일 교환 학술 서비스(DAAD, T. S. 박사 학위)의 재정 지원에 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Cyclen | CheMatech | C002 | |
| tert-부틸 브로모아세테이트 | Alfa Aesar | A14917 | |
| N,N-Dimethylformamide | Fluka | 40248 | |
| Potassium carbonate | Sigma-Aldrich | 209619 | |
| 4-(4-Nitrophenyl)butryic acid | Aldrich | 335339 | |
| Thionyl chloride | Acros | Organics | 382662500 참고: 부식성 물질; 흡입하면 독성 |
| 브로민 | Acros Organics | 402841000 | 참고: 심각한 피부 화상을 일으키며, 흡입하면 치명적입니다 |
| 디에틸 에테르 | 어떤 출처 | ||
| 황산나트륨 | Acros 유기물 | 196640010 | |
| 클로로포름 | VWR Chemicals | 22711.29 | |
| tert-Butyl 2,2,2-trichloroacetimidate | Aldrich 364789 | 참고: 가연성 물질; 피부와 눈에 자극성 | |
| 트리플루오르화 붕소 에테르레이트 | Acros Organics | 174560250 | 48% BF3. 참고: 가연성 물질; 피부 화상을 일으키고 흡입하면 치명적입니다 |
| 중탄산나트륨 | Acros Organics | 424270010 | |
| 에틸-아세테이트 | 모든 소스 | 컬럼 크로마토그래피 | |
| n-Hexane | 모든 소스 | 컬럼 크로마토그래피용 | |
| Bulb-to-bulb (Kugelrohr) 증류 장치 | Bü chi | 모델 유형: 유리 오븐 B-585 | |
| 실리카겔 | Carl Roth GmbH | P090.2 | |
| 메탄올 | 모든 출처 | 컬럼 크로마토그래피용 | |
| 디클로로메탄 | 모든 소스 | : 컬럼 크로마토 그래피 | |
| : 에탄올 | : VWR Chemicals | 20821.296 | |
| 암모니아 | 유기물 | 428381000 | 7 N 메탄올의 용액 |
| 팔라듐 | Aldrich | 643181 | 15 % 습식 |
| 수소화 장치 : PARR | PARR Instrument Company | ||
| : Celite 503 | Aldrich | 22151 | |
| 소결 유리 깔때기 | 어떤 출처 | ||
| Thiophosgen | Aldrich | 115150 | 참고: 피부에 자극적; 흡입하면 독성 |
| Triethylamine | Alfa Aesar A12646 | ||
| Dichloromethane | Acros Organics | 348460010 | 엑스트라 드라이 |
| 자기 교반기 | 모든 소스 | ||
| PAMAM G4 Dendrimer | Andrews ChemService | AuCS - 297 | 10% wt. MeOH |
| Lipophylic Sephadex LH-20 | Sigma | LH20100 | |
| 박층 크로마토그래피 플레이트 | Merck Millipore | 1.05554.0001 | |
| 포름산 | VWR Chemicals | 20318.297 | |
| 로필라이저 | 모든 공급원 | ||
| Gadollinium (III) 염화물 육수화물 | Aldrich | G7532 | |
| 수산화 나트륨 | Acros 유기물 | 134070010 | |
| pH 측정기 | 모든 공급 | ||
| : 에틸렌 디아민 테트라 아세트산, 디 소듐 염 이수화물 | Aldrich | E5134 | |
| 질량 분석기 (ESI) | 애질런트 | 이온 트랩 SL 1100 | |
| 아세테이트 완충액 | 모든 소스 | pH 5.8 | |
| Xylenol orange | Aldrich | 52097 | 20 μ M 아세테이트 버퍼 |
| Hydrophylic Sephadex G-15 | GE Healthcare | 17-0020-01 | |
| Amicon Ultra-15 원심 필터 유닛 | Merck Millipore | UFC900324 | Ultracel-3 막 (MWCO 3000) |
| 원심분리기 | 모든 소스 | ||
| NMR 분광계 | Bruker | Avance III 300 MHz | |
| Topspin | Bruker | 버전 2.1 | |
| 연소 분석 기기 | EuroVector SpA | EuroEA 3000 원소 분석기 | |
| MALDI-ToF MS instrument | Applied Biosystems | Voyager-STR | |
| Deuteriumoxid | Carl Roth GmbH | 6672.3 | |
| tert-Butyl alcohol | Carl Roth GmbH | AE16.1 | |
| Vortex mixer | any source | ||
| Norell NMR tubes | Deutero GmbH | 507-HP-7 | |
| NMR coaxial tube | Deutero GmbH | coaxialb-5-7 | |
| DLS 기기 | Malvern | Zetasizer Nano ZS | |
| 0.20 μ m PTFE 필터 | Carl Roth GmbH | KC94.1 | |
| HEPES | Fisher BioReagents | BP310 | |
| 플라스틱 튜브 바이알 | 모든 소스 | ||
| Dotarem | Guerbet | NDC 67684-2000-1 | |
| MRI 스캐너 | Bruker | BioSpec 70/30 USR 자석(7 T). 참고: 높은 자기장과 관련된 잠재적 위험 | |
| RF 코일 | Bruker | 이중 주파수 볼륨 코일(RF RES 300 1H/19F 075/040 LIN/LIN TR) | |
| Paravision(소프트웨어) | Bruker | 버전 5.1 |
참고문헌
- Merbach, A. E., Helm, L., Tóth, É The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging. 2nd ed. , Wiley. (2013).
- Geraldes, C. F. G. C., Laurent, S. Classification and basic properties of contrast agents for magnetic resonance imaging. Contra....
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재인쇄 및 허가
