voorbereiding en In Vitro Karakterisering van-dendrimeer gebaseerde Contraststoffen voor Magnetic Resonance Imaging

Het algemene doel van deze procedure is om de bereiding en karakterisering van een dendrimerisch paramagnetisch chelaat te tonen dat kan worden gebruikt als contrastmiddel voor magnetische resonantie beeldvorming en om de prestaties ervan te demonstreren in een beeldvormingsexperiment. Deze methode kan helpen om belangrijke vragen te beantwoorden op het gebied van MRI-contrastmiddelen, zoals de eigenschappen en de werkzaamheid van dendrimerische contrastmiddelen. Het grote voordeel van deze techniek is de gemakkelijke bereiding van het efficiënte MRI-contrastmiddel met hoge eiwitconcentratie, waardoor eenvoudige karakterisering mogelijk is.

Deze methode kan worden uitgebreid naar verdere structurele modificaties en functionele optimalisaties van dendrimerische MRI-contrastmiddelen, wat van groot belang is voor mogelijke in vivo-toepassingen. De implicaties strekken zich uit naar biomedisch onderzoek en diagnostische beeldvorming, aangezien de hoge moleculaire snelheid van dendrimerische contrastmiddelen zorgt voor langere weefselretentietijden en de MRI-signaal aanzienlijk verbetert. Los eerst één gram van de macrocyclische voorloper DO3A tributylester op in vijf milliliter DMF.

Voeg 0,67 gram kaliumcarbonaat toe en roer gedurende 45 minuten bij kamertemperatuur. Voeg in porties gedurende een uur 0,87 gram tert-butyl-2-broom-4 4-nitrofenyl butatnoaat toe en roer het reactiemengsel gedurende 18 uur. Verwijder vervolgens het DMF met bulb-to-bulb vacuüm destillatie bij 40 tot 60 graden Celsius.

Ren de residu met silica gel kolomchromatografie zuiveren om een ronde vaste stof te verkrijgen. Los één gram van de vaste stof op in een mengsel van 10 milliliter ethanol en 150 microliters van een zeven normale ammoniakoplossing in methanol. Voeg 150 milligram palladium op geactiveerde koolstof toe en zet de flessenreactor op in de hydrogenator.

Schudden het mengsel gedurende 16 uur onder een waterstofsfeer van 2,5 bar. Giet een suspensie van diatomeeënaarde in ethanol in een gezeefd glas trechter. Filter het reactiemengsel door de diatomeeënaarde om de palladiumkoolstof katalysator te verwijderen. Verwijder op een roterende verdamper het oplosmiddel uit het filtraat.

Los de resulterende vaste stof op in 15 milliliter dichloromethaan en vier equivalenten triethylamine. Voeg hieraan 1,3 equivalenten thiophosgeen toe en roer het mengsel bij kamertemperatuur gedurende 16 uur. Verwijder op een roterende verdamper het oplosmiddel uit het reactiemengsel en zuiver het residu met silica gel kolomchromatografie om de DOTA-type monomeer als een lichtbruine vaste stof te verkrijgen.

Bereid 66,7 milligram G4 PAMAM dendrimeer voor uit een 10%-oplossing in methanol door het oplosmiddel te verdampen op een roterende verdamper bij 40 graden Celsius. Los het dendrimeer op in vier milliliter DMF. Voeg 0,105 milliliter triethylamine toe aan de dendrimeeroplossing en roer gedurende 45 minuten bij 60 graden Celsius.

Voeg vervolgens in porties gedurende een uur 354 milligram van de monomeer toe. Blijf roeren bij 45 graden Celsius gedurende 48 uur. Verwijder het oplosmiddel met bulb-to-bulb vacuüm destillatie.

Vul een grootte-exclusiechromatografiekolom door lipofiel gelfiltratiemedium in methanol gedurende drie uur bij kamertemperatuur te schudden. Verzamel een milliliter fracties met methanol als eluent. Analyseer de fracties door TLC.

Verwijder oplossing uit de fracties die de beschermde dendrimerische chelator bevatten op een roterende verdamper. Verkrijg een proton NMR-spectrum van de verbinding en integreer de aromatische en alifatische gebieden. Gebruik deze waarden om het aantal beschermde DOTA-type macrocycli te bepalen dat gekoppeld is aan het G4 PAMAM dendrimeer.

Om het product te de-beschermen, los het vaste stof op in vijf milliliter mierenzuur en roer het mengsel gedurende 36 uur bij 60 graden Celsius. Verwijder het mierenzuur met een roterende verdamper. Vriesdroog het residu dat van de roterende verdamper is verwijderd om de dendrimerische chelator te verkrijgen.

Bepaal met proton NMR het aantal macrocyclische eenheden dat aan het dendrimeer is gekoppeld. Los de gevriesdroogde chelator op in water. Gebruik 0,1 molair natriumhydroxide om de pH van de oplossing aan te passen naar 7,0.

Voeg een oplossing van 113 milligram Gadolinium III chloride in één milliliter water druppelsgewijs toe aan de chelatoroplossing gedurende een periode van vier uur. Pas de pH periodiek aan naar 7,0 met 0,05 molair natriumhydroxide. Roer het mengsel gedurende 24 uur bij kamertemperatuur.

Voeg vervolgens 158 milligram EDTA toe in porties gedurende een periode van vier uur en corrigeer de pH terug naar 7,0 indien nodig. Roer gedurende nog eens 24 uur bij kamertemperatuur. Vul een grootte-exclusiechromatografiekolom met hydrofiel gelfiltratiemedium dat in water is gezwollen.

Concentreer het reactiemengsel, laad het mengsel op de kolom en elueer met gedeïoniseerd water. Centrifugeer het gezuiverde monster in een centrifugefiltereenheid van drie kilodalton gedurende 30 minuten bij 1.800 keer g. Herhaal de filtratie ongeveer vijf keer om overtollig Gadolinium en EDTA te verwijderen.

Bevestig de afwezigheid van vrije Gadolinium ionen in het filtraat met een xylenoloranjetest. Verwijder vluchtige stoffen uit het gefilterde monster en vriesdroog het residu om het dendrimerische contrastmiddel te verkrijgen. Bereid een stamoplossing van DCA in water met een concentratie tussen de vijf en tien millimolair.

Om de nauwkeurige DCA-concentratie te bepalen, combineer eerst 360 microliter van de stamoplossing met 60 microliter van een D2O en tert-butanol standaard. Plaats 400 microliter van het monster in een buitenste NMR-buis. Plaats een coaxiale NMR-inzetbuis die een tert-butanol en water referentieoplossing bevat in de monsterbuis.

Verkrijg een proton NMR-spectrum en meet de frequentieverschuiving tussen de tert-butanol signalen van de referentie- en monstersoplossingen. Bereken de DCA-concentratie met behulp