Name: Synthese van 68Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes voor Dual Positron emissie tomografie / (T-1) magnetische resonantie Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: Leer een snelle microgolf-gestuurde synthese van gallium-68 ijzeroxide nanodeeltjes voor hybride PET/MR moleculaire beeldvorming. Deze methode bereikt >90% radiolabeling met hoge reproduceerbaarheid.

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

Deze studie werd gesteund door een subsidie van het Spaanse ministerie voor economie en het concurrentievermogen (MEyC) (verlenen van nummer: SAF2016-79593-P) en van de Carlos III Health Research Institute (verlenen van nummer: DTS16/00059). De CNIC wordt ondersteund door de Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) en de Pro CNIC Foundation en is een Severo Ochoa Centre of Excellence (MEIC award SEV-2015-0505).

1. reagens voorbereiding
<ol><li>
0,05 M HCl
	<ol>
<li>Bereiden van 0,05 M HCl door toevoeging van 208 µL van 37% HCl aan 50 mL gedestilleerd water.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Krachtige vloeibare chromatografie eluens
	<ol>
<li>Bereid krachtige vloeibare chromatografie (HPLC) eluens door ontbinding 6.9 g natrium Natriumdiwaterstoffosfaat fosfaat monohydraat, 7.1 g van het dinatriumzout waterstof fosfaat, 8,7 g natriumchloride en 0,7 g van natriumazide in 1 L water. Meng goed en controleer de pH. Het eluens passeren een 0.1-µm cutoff steriel filter en ontgas vóór gebruik. Aanvaarding bereik: pH 6.2-7.0 (zo niet, pas met NaOH [M 1] of HCl [M 5]).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. synthese van ijzeroxide citraat-gecoate nanodeeltjes
<ol><li>Los 75 mg FeCl3·6H2O en 80 mg van citroenzuur Trinatriumcitraat zout (dihydraat) p.a. in 9 mL water. Opmerking: Deze hoeveelheden bieden 12 mL van definitieve gezuiverde nanodeeltjes ([Fe] ~1.4 mg·mL-1). Hoeveelheden kunnen worden verkleind tot een eindvolume van 2.5 mL verkrijgen.</li>
	<li>Doe het mengsel in de erlenmeyer van magnetron-aangepast.</li>
	<li>Het laden van een dynamische protocol in de magnetron. Stel de temperatuur tot 120 ° C, de tijd op 10 min, de druk om 250 psi, en de bevoegdheid tot 240 W.</li>
	<li>1 mL van hydrazine hydraat aan de reactie toevoegen. Opmerking: Hydrazine hydraat begint de vermindering van de ijzer. Dus, een verandering in het uiterlijk van de oplossing, van lichtgeel tot bruin, wordt geconstateerd.</li>
	<li>Beginnen met het protocol van de magnetron.</li>
	<li>Ondertussen, spoel een gel filtratie demineralisatie kolom met 20 mL gedestilleerd water.</li>
	<li>Zodra het protocol heeft beëindigd, laat de kolf afkoelen bij kamertemperatuur.</li>
	<li>Pipetteer 2,5 mL van het uiteindelijke mengsel op de kolom en gooi de doorstroming. Opmerking: De magnetron stopt het protocol bij 60 ° C; de nanodeeltjes kunnen worden toegevoegd direct aan de gel filtratie kolom bij 60 ° C.</li>
	<li>Voeg 3 mL gedestilleerd water toe aan de kolom en verzamel de nanodeeltjes in een glazen ampul. Opmerking: Nanodeeltjes kunnen worden opgeslagen op kamertemperatuur voor 1 week. Na deze tijd, nanoparticle aggregatie wordt weergegeven, hun hydrodynamische vergroten.</li>
</ol>3. synthese van 68Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes (68Ga-C-IONP)
<ol><li>FeCl3·6H2O 75 mg en 80 mg van citroenzuur Trinatriumcitraat zout (dihydraat) p.a. in de magnetron-aangepast kolf gebracht.</li>
	<li>Elueer de 68Ge /68Ga generator met behulp van de aanbevolen voor het volume en de concentratie van HCl, volgens de leverancier (in ons geval, 4 mL 0,05 M HCl). Na de injectie van dat volume in de eigen afgeschermde generator is (4 mL) 68GaCl3 verkregen, klaar voor gebruik zonder verdere bewerking. Opmerking: Volg de overeenkomstige radioactiviteit veiligheidsmaatregelen voor stappen 3.2-3.12. 68 Ga is een positron en gamma emitter-isotoop. Het gebruik van de passende veiligheidsmaatregelen om te voorkomen dat blootstelling aan straling door de exploitant is van cruciaal belang. Onderzoekers moeten een ALARA (zo laag als redelijkerwijs mogelijk)-protocol met behulp van de typische afscherming en radionuclide aangestuurde procedures volgen. Bovendien is het gebruik van een ring, kentekenen van het lichaam, en een besmetting detector is verplicht.</li>
	<li>Voeg 4 mL van 68GaCl3 aan de maatkolf magnetron-aangepast. Dit volume kan worden kleiner, afhankelijk van de activiteit van de generator en de gewenste activiteit van definitieve nanodeeltjes.</li>
	<li>Pipetteer 5 mL gedestilleerd water in de kolf en meng goed.</li>
	<li>Het laden van een dynamische protocol in de magnetron. Stel de temperatuur tot 120 ° C, de tijd op 10 min, de druk om 250 psi, en de bevoegdheid tot 240 W.</li>
	<li>1 mL van hydrazine hydraat aan de reactie toevoegen. Opmerking: Hydrazine hydraat begint de vermindering van de ijzer. Dus, een verandering in het uiterlijk van de oplossing, van lichtgeel tot bruin, wordt geconstateerd.</li>
	<li>Beginnen met het protocol van de magnetron.</li>
	<li>Ondertussen, spoel een gel filtratie demineralisatie kolom met 20 mL gedestilleerd water.</li>
	<li>Zodra het protocol heeft beëindigd, laat de kolf afkoelen bij kamertemperatuur.</li>
	<li>Pipetteer 2,5 mL van het uiteindelijke mengsel op de kolom en gooi de doorstroming. Opmerking: De magnetron stopt het protocol bij 60 ° C; nanoparticles kunnen direct worden toegevoegd aan de kolom filtratie gel bij 60 ° C.</li>
	<li>Voeg 3 mL gedestilleerd water toe aan de kolom en verzamel de nanodeeltjes in een glazen ampul.</li>
	<li>Berekenen radiolabeling efficiëntie met een NaI detector, goed-type. Deze parameter meestal meet de activiteit van de 68Ga opgenomen in de reactie. Na processen voor synthetische en zuivering, wordt de activiteit van het gezuiverde monster gemeten. Vanwege de korte halfwaardetijd van 68Ga heeft de eerste activiteit op tijd (t) worden gecorrigeerd. Normalisatie met tijd volgt de standaard vergelijking: NT = N0 · e-λt Hier, NT: telt op moment (t) N0: telt op moment (t) = 0 Λ: verval-constante t: verstreken tijd <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58269/58269eq1.jpg"> Opmerking: Radiolabeling van efficiëntie moet worden tussen de 90% - 95%.</li>
</ol>4. analyse van 68Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes (68Ga-C-IONP)
<ol><li>
Dynamische lichtverstrooiing
	<ol>
<li>Gebruik dynamische lichtverstrooiing (DLS) voor het meten van de hydrodynamische grootte van 68Ga-C-IONP. Pipetteer 60 µL van het monster in een cuvet en drie grootte metingen per monster uit te voeren. Om ervoor te zorgen de reproduceerbaarheid, moet dit worden herhaald met meerdere nanoparticle batches.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Colloïdale stabiliteit
	<ol>
<li>Beoordelen van de colloïdale stabiliteit van 68Ga-C-IONP door het meten van de hydrodynamische grootte van de steekproef na incubatie in verschillende buffers (PBS, zoutoplossing en muis serum) voor verschillende tijdstippen, variërend van 0 tot 24 h. Incubeer 500 µL van het monster in elke buffer op 37 ° C. Op de geselecteerde tijden, 60-µL aliquots nemen en Pipetteer hen in DLS cuvettes om hun hydrodynamische grootte te meten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Elektronenmicroscopie
	<ol>
<li>De grootte van de kern van 68Ga-C-IONP analyseren met behulp van transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en ringvormige donker-veld beeldvorming (stam-HAADF) (ref TEM protocol: NIST - NCL gezamenlijk Assay Protocol, PCC-X, het meten van de omvang van nanodeeltjes met behulp van Transmission Electron Microscopie).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gel filtratie radio-chromatografische
	<ol>
<li>Fractionate van de elutie in 500-µL aliquots tijdens de zuivering van de gel-filtratie en het meten van de radioactiviteit aanwezig in elk met behulp van een activimeter; waardoor een chromatogram gel-filtratie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Radiochemische stabiliteit van 68Ga-C-IONP
	<ol>
<li>Incubeer 68Ga-C-IONP in het serum van de muis gedurende 30 minuten bij 37 ° C (3 x herhaald). Na die tijd, de nanodeeltjes zuiveren door ultrafiltratie en meten van de radioactiviteit aanwezig in de nanodeeltjes en het filtraat. Geen activiteit moet worden gedetecteerd in de verschillende filtraten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Relaxometry
	<ol>
<li>Meten van de longitudinale (T1) en dwars (T2) ontspanning keren in een relaxometer op 1,5 T- en 37 ° C. Vier verschillende concentraties van 68Ga-C-IONP (2 mM, 1 mM, 0,5 mM en 0,25 mM) moeten worden gemeten. Plot ontspanning tarieven (r,1= 1/T1, r2= 1/T-2) tegen de concentratie van ijzer. De helling van de curve verkregen maakt r1 en r2 waarden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
PET- en MR phantom beelden
	<ol>
<li>Verwerven in situ heer (T1-gewogen sequentie) en PET phantom afbeeldingen voor een reeks verdunningen van 68Ga-C-IONP (0 mM, 1 mM, 6.5 mM en 9.0 mM) te observeren het toenemende signaal in correlatie met de PET activiteit en MRI.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Jennings, L. E., Long, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%27Two+is+better+than+one%27--probes+for+dual-modality+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">'Two is better than one'--probes for dual-modality molecular imaging.</a> Chemical Communications. (24), Cambridge, UK. 3511-3524 (2009).</li>
<li>Lee, S., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-modality+probes+for+in+vivo+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Dual-modality probes for in vivo molecular imaging.</a> Molecular Imaging. 8 (2), 87-100 (2009).</li>
<li>Louie, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodality+Imaging+Probes%3A+Design+and+Challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Multimodality Imaging Probes: Design and Challenges.</a> Chemical Reviews. 110 (5), 3146-3195 (2010).</li>
<li>Judenhofer, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+PET-MRI%3A+a+new+approach+for+functional+and+morphological+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Simultaneous PET-MRI: a new approach for functional and morphological imaging.</a> Nature Medicine. 14 (4), 459-465 (2008).</li>
<li>Burtea, C., Laurent, S., Vander Elst, L., Muller, R. N. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18626802">Contrast agents: magnetic resonance.</a> Handbook of Experimental Pharmacology. (185 Pt 1), 135-165 (2008).</li>
<li>Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanoscience+and+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 14 (1), 210-220 (2014).</li>
<li>Cheng, W., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jm401124b">Complementary Strategies for Developing Gd-Free High-Field T 1 MRI Contrast Agents Based on Mn III Porphyrins.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 57 (2), 516-520 (2014).</li>
<li>Kim, H. -K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gd-complexes+of+macrocyclic+DTPA+conjugates+of+1%2C1%E2%80%B2-bis%28amino%29ferrocenes+as+high+relaxivity+MRI+blood-pool+contrast+agents+%28BPCAs%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Gd-complexes of macrocyclic DTPA conjugates of 1,1′-bis(amino)ferrocenes as high relaxivity MRI blood-pool contrast agents (BPCAs).</a> Chemical Communications. 46 (44), 8442(2010).</li>
<li>Sanyal, S., Marckmann, P., Scherer, S., Abraham, J. L. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21441397">Multiorgan gadolinium (Gd) deposition and fibrosis in a patient with nephrogenic systemic fibrosis--an autopsy-based review.</a> Nephrology, Dialysis, Transplantation: Official Publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association. 26 (11), 3616-3626 (2011).</li>
<li>Hu, F., Jia, Q., Li, Y., Gao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+synthesis+of+ultrasmall+PEGylated+iron+oxide+nanoparticles+for+dual-contrast+T1-+and+T2-weighted+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Facile synthesis of ultrasmall PEGylated iron oxide nanoparticles for dual-contrast T1- and T2-weighted magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 22, 245604(2011).</li>
<li>Kim, B. H., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja203340u">Large-Scale Synthesis of Uniform and Extremely Small-Sized Iron Oxide Nanoparticles for High-Resolution T 1 Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (32), 12624-12631 (2011).</li>
<li>Banerjee, S. R., Pomper, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+applications+of+Gallium-68%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Radiation+and+Isotopes%22%5BJournal%5D)">Clinical applications of Gallium-68.</a> Applied Radiation and Isotopes. 76, 2-13 (2013).</li>
<li>Breeman, W. A. P., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001299811000304">68Ga-labeled DOTA-Peptides and 68Ga-labeled Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography: Current Status of Research, Clinical Applications, and Future Perspectives.</a> Seminars in Nuclear Medicine. 41 (4), 314-321 (2011).</li>
<li>Morgat, C., Hindié, E., Mishra, A. K., Allard, M., Fernandez, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gallium-68%3A+chemistry+and+radiolabeled+peptides+exploring+different+oncogenic+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Biotherapy+%26+Radiopharmaceuticals%22%5BJournal%5D)">Gallium-68: chemistry and radiolabeled peptides exploring different oncogenic pathways.</a> Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals. 28 (2), 85-97 (2013).</li>
<li>Moon, S. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+complementary+PET%2FMR+dual-modal+imaging+probe+for+targeting+prostate-specific+membrane+antigen+%28PSMA%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%3A+Nanotechnology%2C+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Development of a complementary PET/MR dual-modal imaging probe for targeting prostate-specific membrane antigen (PSMA).</a> Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 12 (4), 871-879 (2016).</li>
<li>Kim, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+PET%2FMR+imaging+of+tumors+using+an+oleanolic+acid-conjugated+nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Hybrid PET/MR imaging of tumors using an oleanolic acid-conjugated nanoparticle.</a> Biomaterials. 34 (33), 8114-8121 (2013).</li>
<li>Yang, B. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+multimodal+imaging+probe+by+encapsulating+iron+oxide+nanoparticles+with+functionalized+amphiphiles+for+lymph+node+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Development of a multimodal imaging probe by encapsulating iron oxide nanoparticles with functionalized amphiphiles for lymph node imaging.</a> Nanomedicine. 10 (12), 1899-1910 (2015).</li>
<li>Comes Franchini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatible+nanocomposite+for+PET%2FMRI+hybrid+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Biocompatible nanocomposite for PET/MRI hybrid imaging.</a> International Journal of Nanomedicine. 7, 6021(2012).</li>
<li>Karageorgou, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gallium-68+Labeled+Iron+Oxide+Nanoparticles+Coated+with+2%2C3-Dicarboxypropane-1%2C1-diphosphonic+Acid+as+a+Potential+PET%2FMR+Imaging+Agent%3A+A+Proof-of-Concept+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+%26+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Gallium-68 Labeled Iron Oxide Nanoparticles Coated with 2,3-Dicarboxypropane-1,1-diphosphonic Acid as a Potential PET/MR Imaging Agent: A Proof-of-Concept Study.</a> Contrast Media & Molecular Imaging. 2017, 1-13 (2017).</li>
<li>Madru, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%2868%29Ga-labeled+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+%28SPIONs%29+for+multi-modality+PET%2FMR%2FCherenkov+luminescence+imaging+of+sentinel+lymph+nodes%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">(68)Ga-labeled superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) for multi-modality PET/MR/Cherenkov luminescence imaging of sentinel lymph nodes.</a> American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 4 (1), 60-69 (2013).</li>
<li>Lahooti, A., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10967-016-5058-0">PEGylated superparamagnetic iron oxide nanoparticles labeled with 68Ga as a PET/MRI contrast agent: a biodistribution study.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 311 (1), 769-774 (2017).</li>
<li>Lee, H. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET%2FMRI+dual-modality+tumor+imaging+using+arginine-glycine-aspartic+%28RGD%29-conjugated+radiolabeled+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">PET/MRI dual-modality tumor imaging using arginine-glycine-aspartic (RGD)-conjugated radiolabeled iron oxide nanoparticles.</a> Journal of Nuclear Medicine. 49 (8), 1371-1379 (2008).</li>
<li>Patel, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cell+labeling+efficacy%2C+cytotoxicity+and+relaxivity+of+copper-activated+MRI%2FPET+imaging+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The cell labeling efficacy, cytotoxicity and relaxivity of copper-activated MRI/PET imaging contrast agents.</a> Biomaterials. 32 (4), 1167-1176 (2011).</li>
<li>Choi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Hybrid+Nanoparticle+Probe+for+Dual-Modality+Positron+Emission+Tomography+and+Magnetic+Resonance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A Hybrid Nanoparticle Probe for Dual-Modality Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging.</a> Angewandte Chemie International Edition. 47 (33), 6259-6262 (2008).</li>
<li>Wong, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+size-controlled+synthesis+of+dextran-coated%2C+64Cu-doped+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Rapid size-controlled synthesis of dextran-coated, 64Cu-doped iron oxide nanoparticles.</a> ACS Nano. 6 (4), 3461-3467 (2012).</li>
<li>Osborne, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23 (21), 215602(2012).</li>
<li>Pellico, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+synthesis+and+bioconjugation+of+68+Ga+core-doped+extremely+small+iron+oxide+nanoparticles+for+PET%2FMR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+%26+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Fast synthesis and bioconjugation of 68 Ga core-doped extremely small iron oxide nanoparticles for PET/MR imaging.</a> Contrast Media & Molecular Imaging. 11 (3), 203-210 (2016).</li>
<li>Pellico, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+lung+inflammation+with+neutrophil-specific+68Ga+nano-radiotracer%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of lung inflammation with neutrophil-specific 68Ga nano-radiotracer.</a> Scientific Reports. 7 (1), 13242(2017).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Ijzeroxide nanodeeltjes zijn een gevestigde contrast agent voor T2-gewogen MRI. Echter, als gevolg van de nadelen van dit soort contrast voor de diagnose van bepaalde pathologieën, T1-gewogen of licht contrast is vele malen voorkeur. De hier gepresenteerde nanodeeltjes niet alleen deze beperkingen te overwinnen door het aanbieden van positief contrast in MRI maar bieden ook een signaal in een functionele beeldvormende techniek, zoals PET, via 68Ga opneming in hun kern. Magnetron-...

De combinatie van beeldvormingstechnieken voor medische doeleinden heeft geleid tot de zoektocht naar de verschillende methoden voor het synthetiseren van multimodale sondes1,2,3. Vanwege de gevoeligheid van positron emissie tomografie (PET)-scanner en de ruimtelijke resolutie van MRI, PET/MRI combinaties lijken te zijn een van de meest aantrekkelijke mogelijkheden, anatomische en functionele voorlichting op dezelfde tijd4. Bij MRI, T2-gewogen sequenties kunnen worden gebruikt, donkerder maken van de weefsels waarin ze accumuleren. T1-gewogen sequenties kunnen ook gebruikt worden, produceren het ophelderen van de specifieke accumulatie locatie5. Onder hen is positief contrast vaak de meest geschikte optie, zoals negatieve contrast het veel moeilijker om te differentiëren signaal van endogene hypointense gebieden maakt, met inbegrip van die vaak van organen zoals de longen6. Traditioneel, zijn Gd gebaseerde moleculaire sondes tewerkgesteld te verkrijgen van positieve contrast. Gd gebaseerde contrastmiddelen presenteren echter een belangrijk nadeel zijn, namelijk hun toxiciteit, wat cruciaal is bij patiënten met renale problemen7,8,9. Dit heeft gemotiveerd onderzoek in de synthese van biocompatibel materiaal voor hun gebruik als T1 -contrastmiddelen. Een interessante benadering is het gebruik van ijzeroxide nanodeeltjes (IONPs), met een grootte van de uiterst kleine kern, die positief contrast10. Als gevolg van deze uiterst kleine kern (~ 2 nm), allermeest naar de Fe3 + ionen van de ondergrond, met 5 ongepaarde elektronen elke zijn. Dit verhoogt de longitudinale ontspanning (r1) tijdwaarden en rendementen veel lagere transversal/longitudinale (r2/r1) ratio's ten opzichte van traditionele IONPs, productie van de gewenste positieve contrast11.
Als u wilt combineren IONPs met een positron-zender voor huisdier, zijn er twee belangrijke zaken rekening te houden: isotoop verkiezing en nanoparticle radiolabeling. Wat de eerste kwestie betreft is 68Ga een verleidelijke keuze. Het heeft een relatief korte halfwaardetijd (67.8 min). De halfwaardetijd is geschikt voor peptide labeling omdat het overeenkomt met gemeenschappelijke peptide ook tijden. Bovendien wordt 68Ga geproduceerd in een generator, waardoor de synthese in de bench modules en het vermijden van de noodzaak van een cyclotron in de buurt van12,13,14. Om radiolabel de nanoparticle, is oppervlakte-labeling isotoop opneming de heersende strategie. Dit kan worden gedaan met behulp van een ligand die 68Ga chelateert of profiteren van de affiniteit van de radiometal naar het oppervlak van de nanoparticle. De meeste voorbeelden in de literatuur over IONPs gebruiken een complexvormer. Er zijn voorbeelden van het gebruik van de heterocyclische liganden zoals 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-Dinatriumethyleendiaminetetra zuur (DOTA)151,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic zuur (NOTA)16,17en 1,4,7- triazacyclononane, 1-Glutaaracidurie zuur-4,7-azijnzuur (NODAGA)18, en het gebruik van 2,3-dicarboxypropane-1,1-diphosphonic zuur (DPD), een tetradentaat ligand 19. Madru et al. 20 ontwikkeld een complexvormer-vrij strategie in 2014 aan label IONPs met behulp van een complexvormer-vrije methode die wordt gebruikt door een andere groep posteriorly21.
Echter belangrijke nadelen van deze aanpak zijn van een hoog risico van in vivo transmetalering, lage radiolabeling levert, en lange protocollen ongeschikt voor korte duur isotopen22,23,24. Om deze reden, Wong et al. 25 ontwikkeld in het eerste voorbeeld van core-doped nanodeeltjes, beheren te nemen 64Cu in de kern van de IONPs in een 5-min-synthese met behulp van microgolftechnologie.
Hier beschrijven we een snelle en efficiënte procedure voor het integreren van de radionuclide in de kern van de nanoparticle, het ontwijken van veel van de nadelen gepresenteerd door traditionele methoden. Voor dit doel stellen wij het gebruik van een magnetron-gedreven synthese (MWS), die de reactietijden aanzienlijk vermindert, verhoogt opbrengsten en verbetert de reproduceerbaarheid, kritisch belangrijke parameters in de IONP synthese. De verfijnde prestaties van MWS is te wijten aan de diëlektrische verwarming: snelle monster verwarming als moleculaire dipolen proberen aan te passen aan de wisselende veldsterkte, polaire oplosmiddelen en reagentia efficiënter voor dit type synthese. Bovendien, het gebruik van citroenzuur als een oppervlakteactieve stof, samen met de microgolftechnologie, resulteert in uiterst kleine nanodeeltjes, produceren een dubbele T1-gewogen MRI/PET26 signaal, hierin aangeduid als 68Ga Core-doped ijzeroxide nanodeeltjes (68Ga-C-IONP).
Het protocol combineert het gebruik van microgolftechnologie, 68GaCl3 als positron emitter, ijzer chloride, Natriumcitraat en hydrazine hydraat, wat resulteert in dubbele T1-gewogen MRI/PET nanoparticulate materiaal in nauwelijks 20 min. Bovendien levert het consistente resultaten over een bereik van 68Ga activiteiten (37 MBq, 111 MBq 370 MBq en 1110 MBq) met geen significante effecten op de belangrijkste fysisch-chemische eigenschappen van de nanodeeltjes. De reproduceerbaarheid van de methode met behulp van hoge 68Ga activiteiten breidt het gebied van mogelijke toepassingen, met inbegrip van grote diermodellen of menselijke studies. Daarnaast is er een interne zuivering in de methode opgenomen. In het proces, ieder overtollige van gratis gallium, ijzer chloride, Natriumcitraat en hydrazine hydraat worden verwijderd door filtratie van de gel. Totaal gratis isotoop eliminatie en de zuiverheid van het monster zorgen van geen toxiciteit en verbeteren van de beeldvorming resolutie. In het verleden hebben we al het nut van deze aanpak in gerichte moleculaire beeldvorming27,28aangetoond.

<table><tbody><tr><td>Iron (III) chloride hexahydrate</td><td>POCH</td><td>2317294</td><td></td></tr><tr><td>Citric acid, trisodium salt dihydrate 99%</td><td>Acros organics</td><td>227130010</td><td></td></tr><tr><td>Hydrazine hydrate</td><td>Aldrich</td><td>225819</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochloric acid 37%</td><td>Fisher Scientific</td><td>10000180</td><td></td></tr><tr><td>Sodium dihydrogen phosphate monohydrate</td><td>Aldrich</td><td>S9638</td><td></td></tr><tr><td>Disodium phosphate dibasic</td><td>Aldrich</td><td>S7907</td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td>Aldrich</td><td>746398</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Azide</td><td>Aldrich</td><td>S2002</td><td></td></tr><tr><td>Sodium dihydrogen phosphate anhydrous</td><td>POCH</td><td>799200119</td><td></td></tr><tr><td>68Ga Chloride</td><td>&nbsp;ITG Isotope Technologies Garching GmbH, Germany</td><td>68Ge/68Ga generator system</td><td></td></tr><tr><td>Microwave</td><td>Anton Paar</td><td>Monowave 300</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Hettich</td><td>Universal 320</td><td></td></tr><tr><td>Size Exclusion columns</td><td>GE Healthcare</td><td>PD-10</td><td></td></tr></tbody></table>

synthese van 68ga ijzeroxide core-doped nanodeeltjes voor dual positron emissie tomografie / (t-1) magnetische resonantie imaging

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

Hier beschrijven we een synthese van de magnetron om op te halen van ijzeroxide nanodeeltjes core-doped met 68Ga. magnetron technologie maakt het mogelijk snel en reproduceerbare synthetische procedures. In dit geval vanaf FeCl3 en citraat Trinatriumcitraat zout, ijzeroxide nanodeeltjes bekleed met citroenzuur worden verkregen in 10 min. in de magnetron. Deze nanodeeltjes presenteren de grootte van een kleine kern van 4.2 ± 1.1 nm en een hydrodynamische grootte van 7,5 ± 2.1 nm. Bovendien hebben zij een hoge longitudinale relaxivity (r1) waarde van 11.9 mM-1·s-1 en een bescheiden transversale relaxivity-waarde (r-2) van 22.9 mM-1·s-1, wat in een lage r2 resulteert /r-1 -ratio van 1.9. Deze waarden kunnen positief contrast generatie in magnetische resonantie beeldvorming (MRI) in plaats van negatieve contrast, gebruikte met ijzeroxide nanodeeltjes. Bovendien, als een elutie 68GaCl3 van een 68Ge /68Ga generator is toegevoegd aan de grondstoffen, een nano-radiotracer doped met 68Ga wordt verkregen. Het product wordt verkregen met een hoge radiolabeling rendement (> 90%), ongeacht de oorspronkelijke activiteit gebruikt. Bovendien een interne zuivering stap maakt de nano-radiomaterial klaar om te worden gebruikt in vivo.

68 Ga-C-IONP werden gesynthetiseerd door het combineren van FeCl3, 68GaCl3, citroenzuur, water, en hydrazine hydrateren. Dit mengsel werd geïntroduceerd in de magnetron gedurende 10 minuten op 120 ° C en 240 W onder gecontroleerde druk. Zodra het monster was afgekoeld tot kamertemperatuur, werden nanoparticles gezuiverd door gel filtratie te elimineren spoorverontreiniging soorten (FeCl3, citraat, hydrazine hydraat) en vrij van 6...

Hier presenteren we een protocol te verkrijgen68Ga ijzeroxide core-doped nanodeeltjes via snel magnetron-gedreven synthese. De methodologie maakt PET / (T-1) MRI nanodeeltjes met radiolabeling efficiëntie hoger dan 90% en radiochemische zuiverheid van 99% in een 20-min-synthese.

Synthese van 68Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes voor Dual Positron emissie tomografie / (T-1) magnetische resonantie Imaging

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

Deze methode biedt een fascinerende synthese van gallium-68 core-doped nanodeeltjes voor hybride PET / MR moleculaire beeldvorming. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat dankzij het gebruik van microgolftechnologie de synthese snel en vooral volledig reproduceerbaar is. Los eerst 75 milligram ijzerchloridehexahydraat en 80 milligram citroenzuurtrinatritriumzoutdihydraat op in negen milliliter water.Breng het mengsel over in een fles met microgolfspaper. Laad vervolgens een dynamisch protocol in de magnetron. Stel de temperatuur in op 120 graden Celsius, de tijd op 10 minuten, de druk op 250 psi en het vermogen op 240 watt.Voeg een milliliter hydrazine hydrazine hydrae aan het reactiemengsel toe. Start dan het magnetronprotocol. Spoel ondertussen een gelfiltratie ontziltingskolom met 20 milliliter gedestilleerd water.Zodra het protocol klaar is, en de kolf afgekoeld tot kamertemperatuur, pipet 2,5 milliliter van het uiteindelijke mengsel op de kolom en gooi de stroom door. Voeg hierna drie milliliter gedestilleerd water toe aan de kolom en verzamel de nanodeeltjes in een plastic buis. Voeg 75 milligram ijzerchloride hexahydraat en 80 milligram citroenzuurtrinatriumzout in een flacon.Elute de gallium-68 generator met behulp van de aanbevolen volume en concentratie van zoutzuur volgens de verkoper. Na de zoutzuurinjectie in de zelfafschermde generator wordt vier milliliter gallium-68 chloride verkregen, klaar voor gebruik zonder verdere verwerking. Voeg vier milliliter gallium-68 chloride toe aan de fles met microgolf.Dan pipette vijf milliliter gedestilleerd water in de kolf en meng goed. Laad nu een dynamisch protocol in de magnetron. Stel de temperatuur in op 120 graden Celsius, de tijd op 10 minuten, de druk op 250 psi en het vermogen op 240 watt.Voeg een milliliter hydrazine hydrazine hydrae aan het reactiemengsel toe. Start dan het magnetronprotocol. Spoel ondertussen een gelfiltratie ontziltingskolom met 20 milliliter gedestilleerd water.Zodra het protocol is voltooid en de kolf gekoeld tot kamertemperatuur, pipette 2,5 milliliter van het uiteindelijke mengsel op de kolom en gooi de flowthrough. Voeg vervolgens drie milliliter gedestilleerd water toe aan de kolom en verzamel de nanodeeltjes in een glazen flacon. Om de hydrodynamische grootte van de gallium-68 nanodeeltjes te meten, pipette 60 microliter van het monster in een cuvette en drie dynamische lichtverstrooiingsmetingen per monster uit te voeren.Om de colloïdale stabiliteit van de gallium-68 nanodeeltjes te beoordelen, incubeer 500 microliter van het monster in verschillende buffers bij 37 graden Celsius voor verschillende tijdstippen, variërend van nul tot 24 uur. Breng op de geselecteerde tijden 60 microliter aliquots over naar cuvettes en meet hun hydrodynamische grootte. Om een gelfiltratie radiochromatogram te verkrijgen, fractioneer de elutie van de grootte uitsluiting kolom in 500 microliter aliquots tijdens de gel filtratie zuivering stap.Meet vervolgens de radioactiviteit aanwezig in elke aliquot met behulp van een activimeter. Om de radiochemische stabiliteit te bepalen, broedt u de gallium-68 nanodeeltjes in muisserum gedurende 30 minuten bij 37 graden Celsius uit. Na incubatie, zuiveren de nanodeeltjes door ultrafiltratie.Meet vervolgens de radioactiviteit aanwezig in de nanodeeltjes en filtraat. Hydrodynamische grootte gegevens voor de gallium-68 nanodeeltjes bleek een smalle grootte verdeling en gemiddelde hydrodynamische grootte van 7,9 nanometer. Metingen van vijf verschillende syntheses bewezen methode reproduceerbaarheid.De hydrodynamische grootte van gallium-68 nanodeeltjes geïncubeerd in verschillende media van nul tot 24 uur toonde geen significante veranderingen, wat betekent dat het monster stabiel is in verschillende buffers en serums. Vanwege de snelle verwarming bereikt met behulp van microgolftechnologie, nanodeeltjes presenteren ultra kleine kernmaten van ongeveer vier nanometer. Elektronenmicroscopie beelden bleek homogene kerngroottes en de afwezigheid van aggregatie.Het gallium-68 nanodeeltjesgel filtratie chromatogram toont een belangrijke radioactiviteitspiek die overeenkomt met de nanodeeltjes en een verminderde piek die overeenkomt met gratis gallium-68. De radiolabeling opbrengst was 92%wat zich vertaalt in een specifieke activiteit ten opzichte van 7,1 gigabecquerel per millimole ijzer. Een uitstekende longitudinale waarde van 11,9 en een bescheiden ontspanningswaarde van 22,9 werden verkregen voor vijf gallium-68 nanodeeltjes syntheses, wat een gemiddelde verhouding van 1,9 oplevert, wat betekent dat gallium-68 nanodeeltjes ideaal zijn voor T1-gewogen MRI.MR fantoombeelden bij verschillende gallium-68 nanodeeltjesconcentraties tonen een toename van de ijzerconcentratie en het positieve contrast. Een toenemende ijzerconcentratie impliceert een toenemende gallium-68 concentratie, en het PET-signaal wordt steeds intenser. Het gebruik van microgolftechnologie maakt de reproduceerbare en snelle synthese van ijzeroxide nanodeeltjes voor multimodale beeldvorming mogelijk.Na deze procedure hebben we een tracer geproduceerd die kan worden gebruikt voor gerichte moleculaire beeldvorming met PET, T1 MRI of hybride benaderingen. Na de ontwikkeling maakt deze techniek de weg vrij voor onderzoekers om het gebruik van hybride moleculaire beeldvorming te onderzoeken op gebieden zoals oncologie en hart- en vaatziekten. Vergeet niet dat het werken met radioactieve verbindingen zeer gevaarlijk kan zijn, en radiobescherming voorzorgsmaatregelen moeten altijd worden genomen tijdens het uitvoeren van deze procedure.

synthesis-68ga-core-doped-iron-oxide-nanoparticles-for-dual-positron

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

BioImaging methoden die worden gebruikt om cellen biodistributie van nanodeeltjes te beoordelen zijn van toepassing voor therapeutische en diagnostische controle van nanoformulated verbindingen. De werkwijzen die hierin beschreven zijn gevoelig en specifiek wanneer beoordeeld door histologische coregistration. De methodieken voor een translationeel weg van knaagdier voor de menselijke toepassingen.

Geregistreerd BioImaging van nanomaterialen voor diagnostische en therapeutische monitoring

We tonen de metalation, zuivering en karakterisering van lanthanide-complexen. De complexen hier beschreven kunnen worden geconjugeerd aan macromoleculen om het volgen van deze moleculen met behulp van magnetische resonantie beeldvorming.

Voorbereiding, Zuivering en karakterisering van lanthanide-complexen voor gebruik als contraststoffen voor Magnetic Resonance Imaging

Hier beschrijven we een protocol voor de synthese van magneto-plasmon nanodeeltjes met een sterk magnetisch moment en een sterke nabij-infrarood (NIR) absorptie. Het protocol omvat ook antilichaam conjugatie aan de nanodeeltjes door de Fc eenheid voor diverse biomedische toepassingen die moleculaire specifieke targeting vereisen.

Synthese van Immunotargeted Magneto-plasmonische Nanoclusters

Dit protocol beschrijft de synthese van biofunctionele Pruisisch blauwe nanodeeltjes en hun gebruik als multimodale, moleculaire beeldvormingsmiddelen. De nanodeeltjes hebben een kern-schaal ontwerp waarbij gadolinium- of mangaanionen in de nanodeeltjekern MRI-contrast genereren. De biofunctionele schaal bevat fluoroforen voor fluorescentiebeeldvorming en targeting liganden voor moleculaire targeting.

Biofunctionalized Pruisisch blauw nanopartikels voor Multimodaal Molecular Imaging Toepassingen

Gerichte celbezorging is nuttig in een verscheidenheid aan biomedische toepassingen. Het doel van dit protocol is om superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION) te gebruiken om cellen te labelen en daardoor magnetische celaanpakbenaderingen mogelijk te maken voor een hoge mate van controle over celbezorging en -lokalisatie.

Cel Labeling en Targeting met superparamagnetische ijzeroxide Nanodeeltjes

Een procedure voor de isolatie van EOB-DTPA en daaropvolgende complexering met natuurlijke Ga (III) en 68Ga wordt hierin voorgesteld, alsmede een grondige analyse van verbindingen en onderzoek op labelingsefficiëntie in vitro stabiliteit en n- octanol / water verdelingscoëfficiënt van het radiogelabelde complex.

Onderzoek naar het Georgia (III) Complex van EOB-DTPA en haar<sup&gt; 68</sup&gt; Ga Radioactief gemerkt Analogue

Om de serologische diagnostische tests voor Mycobacterium tuberculoseantigenen te verbeteren, ontwikkelden we superparamagnetische ijzeroxide nanoprobes om extrapulmonale tuberculose op te sporen.

Synthese, karakterisering en toepassing van superparamagnetische ijzeroxide nanosondes voor detectie van extrapulmonale tuberculose

Dit werk beschrijft protocollen voor de bereiding van magnetische nanodeeltjes, de coating met SiO2, gevolgd door de amine functionalisatie met (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) en de vermenging met deferoxamine met behulp van een succinyl moiety als linker. Een diepe structurele karakteriseringsbeschrijving en een vangstbacteriëntest met behulp van Y. enterocolitica voor alle tussenliggende nanodeeltjes en de uiteindelijke conjugaat worden ook in detail beschreven.

Synthese van gefunctionaliseerde magnetische nanodeeltjes, hun vervoeging met de Siderophore Feroxamine en de evaluatie voor bacteriën detectie

Dit werk beschrijft de geautomatiseerde productie van maximaal 1,7 GBq van [68Ga]Ga-FAPI-46 op de iPHASE MultiSyn synthesizer voor PET-beeldvorming van fibroblast activatie-eiwit.

Een geautomatiseerde radiosynthese van [68Ga]Ga-FAPI-46 voor routinematig klinisch gebruik

Dit artikel beschrijft de radiosynthese, formulering, kwaliteitscontrole van een nieuwe radioactief gelabelde sonde (d.w.z. 68Ga-gelabelde nanobody NM-02) en het gebruik ervan voor PET/CT-beeldvorming bij kleine dieren in een xenotransplantaatmodel.

Radiosynthese, kwaliteitscontrole en positronemissietomografie bij kleine dieren Beeldvorming van 68Ga-gelabelde nanomoleculen

Dit onderzoek beschrijft het geautomatiseerde proces voor de productie van [68Ga]Ga-3BP-3940 met de GAIA V2-synthesizer, voor PET-beeldvorming van fibroblastactiveringseiwit. Ook worden de resultaten gepresenteerd van kwaliteitscontroletests die zijn uitgevoerd op drie testbatches.

Geautomatiseerde bereiding van [68Ga]Ga-3BP-3940 op een synthesemodule voor PET-beeldvorming van de tumormicro-omgeving

Leer een snelle microgolf-gestuurde synthese van gallium-68 ijzeroxide nanodeeltjes voor hybride PET/MR moleculaire beeldvorming. Deze methode bereikt >90% radiolabeling met hoge reproduceerbaarheid.

Synthese van 68Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes voor Dual Positron emissie tomografie / (T-1) magnetische resonantie Imaging (Video) | JoVE Journal

Synthese van ⁶⁸Ga ijzeroxide Core-doped nanodeeltjes voor Dual Positron emissie tomografie / (T-₁) magnetische resonantie Imaging

Meer video's verkennen