O uso de um compartimento Multi-dinâmica única enzima Fantasma de Estudos de hyperpolarized agentes Ressonância Magnética

Summary

Um simulador dinâmico multicompartimental é usado para simular alguma biologia de interesse para estudos metabólicos usando agentes de ressonância magnética hiperpolarizada.

Abstract

Imagiologia de substratos hiperpolarizados por ressonância magnética mostra uma grande promessa clínica para avaliação de processos bioquímicos críticos em tempo real. Devido a restrições fundamentais impostas pelo estado hiperpolarizado, técnicas de imagem e reconstrução exóticas são comumente usados. Um sistema prático para a caracterização de, métodos de imagem multi-espectral dinâmicos é extremamente necessárias. Este sistema deve reproducibly recapitular a dinâmica químicos relevantes dos tecidos normais e patológicos. O substrato mais amplamente utilizado para data é hyperpolarized [1- ¹³ C] -pyruvate para avaliação do metabolismo do câncer. Descreve-se um sistema de fantasma à base de enzima que medeia a conversão de piruvato em lactato. A reacção é iniciada pela injecção do agente de hiperpolarizado em câmaras múltiplas dentro do fantasma, cada um dos quais contém diferentes concentrações de reagentes que controlam a velocidade de reacção. Vários compartimentos são necessárias para garantir que imasequências ging fielmente capturar a heterogeneidade espacial e metabólica do tecido. Este sistema vai ajudar o desenvolvimento ea validação de estratégias avançadas de imagem, fornecendo dinâmica química que não estão disponíveis a partir de fantasmas convencionais, bem como controle e reprodutibilidade que não é possível in vivo.

Introduction

O impacto clínico da ressonância magnética hyperpolarized (MRI) de ¹³ compostos C-rotulados é criticamente dependente da sua capacidade de medir as taxas de conversão química através de tempo real de ressonância magnética e espectroscopia espectroscopia de imagem ^1-5. Durante o desenvolvimento e sequência de verificação, de conversão química dinâmica é geralmente conseguida através do in vivo ou in vitro modelos ^6-9 que oferecem controlo limitado e reprodutibilidade. Para o ensaio robusto e de garantia de qualidade, um sistema mais controlado que preserva a conversão química endémica para esta medição seria preferido....

Protocol

NOTA: (Fantasma de Design) Dois 3 ml câmaras foram usinadas fora de Ultem e equipado com um tubo de PEEK (1,5875 milímetros OD e 0,762 mm de diâmetro) para injecção e de escape. As câmaras foram colocados num tubo de centrífuga de 50 ml cheia de água (Figura 1). Para evitar espaços vazios criados pelo sinal bolhas, as câmaras e as linhas foram pré cheia com água desionizada _(dH2O).

1. Preparação de Soluções

1. Prepare 1 litro solução tampão (Tris 81,3 mM pH 7,6, NaCl 203,3 mM). Pesar 11,38 g de Trizma cristais predefinidos pH 7,6 e 11,88 g de NaCl e dissolvem-se em 1 L de _dH2O
2. Prepa....

Results

imagens 2D fatia selectivos foram adquiridos utilizando uma sequência instantâneo radEPSI. imagens de metabólitos foram reconstruídos usando filtrada volta projeção. As imagens metabolito foram bem alinhados com as imagens de protões, como se vê na Figura 2. Nesta sinal lactato hyperpolarized sistema só pode ser gerado a partir da conversão enzimática de piruvato hiperpolarizado. Na Figura 4, a câmara de fundo, com a maior concentração de LDH, tem uma fo.......

Discussion

imagens em tempo real de metabólitos hiperpolarizados tem muitos desafios únicos para o projeto de sequência, validação e controle de qualidade. A capacidade de resolver a heterogeneidade espaço-temporal e espectral oferece potencial clínico substancial, mas opõe-se a métodos de controle de qualidade e validação associados com a RM convencional. sequências de imagens complexas ou algoritmos de reconstrução pode ter dependências sutis que os tornam difíceis de caracterizar ou validar fora da experiência de imagem. Hetero.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Scanner de ressonância magnética pré-clínica	BioSpect 7T	Bruker	BioSpec 70/30 USR
HyperSense	Oxford Instruments	Hypersense DNP Polarizer	Polarizador Nuclear Dinâmico para agentes de ressonância magnética
1-13C-Pyrvic Acid	Sigma Aldrich	677175	Carbon 13 ácido pirúvico puro rotulado
Trityl Radical	GE Healthcare	OX063	Radical livre usado em Polarização Nuclear Dinâmica
NaOH	Sigma Aldrich	S8045
EDTA	Sigma Aldrich	E6758	Ácido etilenodiaminotetracético
LDH	Worthingthon	LS002755	Lactato Desidrogenase do músculo de coelho
NADH	Sigma Aldrich	N4505	β-Nicotinamida adenina dinucleotídeo, sal dipotássico reduzido
Trizma	Sigma Aldrich	T7943	Trizma Cristais pré-definidos
NaCl	Sigma Aldrich	S7653