Este protocolo descreve a preparação e caracterização de um agente de contraste dendrimérico ressonância magnética (MRI), que transporta os quelatos macrocíclicos baseados-ciclen coordenação iões paramagnéticos gadolínio. Numa série de experiências de ressonância magnética in vitro, este agente produzido um sinal de ressonância magnética amplificado quando em comparação com o análogo monomérico comercialmente disponível.
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Neste artigo
Resumo
Resumo
complexos paramagnéticos de gadolínio (III) com acíclico ou quelatos macrocíclicos são os agentes de contraste mais comumente utilizados (CAS) para imagens de ressonância magnética (MRI). O seu objectivo é melhorar a taxa de relaxação dos protões da água no tecido, aumentando assim o contraste da imagem MR e a especificidade das medições de ressonância magnética. agentes de contraste actuais clinicamente aprovados são moléculas de baixo peso molecular que são rapidamente eliminados do corpo. O uso de dendrímeros como transportadores de agentes quelantes paramagnéticas podem desempenhar um papel importante no desenvolvimento futuro de agentes mais eficazes de contraste para IRM. Especificamente, o aumento na concentração local das espécies paramagnéticas resultados em um sinal de contraste mais elevado. Além disso, esta CA fornece um tempo de retenção mais longo do tecido devido ao seu elevado peso molecular e tamanho. Aqui, demonstramos um processo conveniente para a preparação de agentes de contraste macromoleculares de MRI à base de poli (amidoamina) (PAMAM) dendrímeros com monomacrocíclicos do tipo quelantes DOTA (DOTA - 1,4,7,10-tetra-azaciclododecano-1,4,7,10-tetra-acetato). A unidade quelante foi anexado ao explorar a reactividade do grupo isotiocianato (NCS) para os grupos amina na superfície do dendrímero PAMAM para formar pontes de tioureia. dendriméricos produtos foram purificados e analisados por meio de espectroscopia de ressonância magnética nuclear, espectrometria de massa e análise elementar. Finalmente, as imagens de RM de alta resolução foram registados e os contrastes sinal obtido a partir do dendrimérico preparada e os agentes monoméricos disponíveis comercialmente foram comparados.
Introdução
A ressonância magnética (MRI) é uma técnica de imagem poderosa e não-ionizante amplamente utilizado na investigação biomédica e diagnóstico clínico devido à sua natureza não invasiva e excelente contraste de tecidos moles intrínseco. Os métodos de ressonância magnética mais comumente utilizados utilizar o sinal obtido a partir de protões da água, fornecendo imagens de alta resolução e a informação detalhada dentro dos tecidos com base em diferenças na densidade dos sinais de água. A intensidade do sinal e a especificidade das experiências de ressonância magnética pode ser ainda melhorada utilizando agentes de contraste (CAs). Estas espécies são paramagnéticos ou supe....
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Protocolo
1. Preparação de DCA
- Síntese da unidade monomérica 4 6.
- Síntese de 4- (4-nitrofenil) -2- (terc-4,7,10-tris- butoxicarbonilmetil-1,4,7,10-tetraazacyclododec-1-il) butírico éster de ácido terc-butilo (2).
- Dissolver (4,7-bis- terc-butoxicarbonilmetil-1,4,7,10-tetra-aza-cyclododec-1-il) terc-butil éster do ácido acético 1 (1,00 g, 1,94 mmol) em N, N-dimetilformamida ( DMF, 5 ml), adiciona-se carbonato de potássio (0,67 g, 4,86 mmol, 2,5 equiv.) e agita-se a mistura à temperatura ambiente durante 45 min.
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- Dissolver (4,7-bis- terc-butoxicarbonilmetil-1,4,7,10-tetra-aza-cyclododec-1-il) terc-butil éster do ácido acético 1 (1,00 g, 1,94 mmol) em N, N-dimetilformamida ( DMF, 5 ml), adiciona-se carbonato de potássio (0,67 g, 4,86 mmol, 2,5 equiv.) e agita-se a mistura à temperatura ambiente durante 45 min.
- Síntese de 4- (4-nitrofenil) -2- (terc-4,7,10-tris- butoxicarbonilmetil-1,4,7,10-tetraazacyclododec-1-il) butírico éster de ácido terc-butilo (2).
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Resultados
A preparação de DCA consistia em duas fases: 1) a síntese da monomérica tipo DOTA quelante (Figura 1) e 2) de acoplamento do quelante com o dendrímero G4 PAMAM e preparação subsequente do Gd dendrimérico (III) complexo (Figura 2) . Na primeira fase, foi preparado um tipo de DOTA quelante à base de ciclen contendo quatro ácidos carboxílicos e um grupo ortogonal apropriado para outras modificações sintéticas. A preparação iniciada a partir.......
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Discussão
Preparação do agente de contraste para IRM dendrimérico requer selecção adequada da unidade monomérica (isto é, o quelante de Gd (III)). Eles reduzem a toxicidade do ião paramagnético e, até à data, uma ampla variedade de acíclicos e quelantes macrocíclicos servir para este fim 1-3. Entre estes, os quelantes macrocíclicos-DOTA tipo possuem a maior estabilidade termodinâmica e inércia cinética e, portanto, são a escolha preferida para a preparação de agentes de contraste para IRM inerte 1,18.
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
O apoio financeiro da Sociedade Max-Planck, do Ministério da Educação Nacional da Turquia (bolsa de doutorado para S. G.) e do Serviço Acadêmico de Intercâmbio Alemão (DAAD, bolsa de doutorado para T. S.) são gratamente reconhecidos.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cyclen | CheMatech | C002 | |
| tert-Bromoacetato de butilo | Alfa | Aesar A14917 | |
| N,N-Dimetilformamida | Fluka | 40248 | |
| Carbonato de potássio | Sigma-Aldrich | 209619 4 | |
| -(4-Nitrofenil)ácido butryic | Aldrich | 335339 | |
| Cloreto de tionila | Acros Organics | 382662500 | Nota: Substância corrosiva; tóxica se inalada |
| Bromo | Acros Organics | 402841000 | Nota: causa queimaduras graves na pele, fatais se inaladas |
| Éter dietílico | qualquer fonte | ||
| Sulfato de sódio | Acros Organics | 196640010 | |
| Clorofórmio | VWR Chemicals | 22711.29 | |
| terc-butil 2,2,2-tricloroacetimidato | Aldrich | 364789 | Nota: substância inflamável; irritante para a pele e olhos |
| Éterato de trifluoreto de boro | Acros Organics | 174560250 | 48% BF3. Nota: Substância inflamável; causa queimaduras na pele, fatais se inalado |
| Bicarbonato de sódio | Acros Organics | 424270010 | |
| Acetato de etila | qualquer fonte | Para cromatografia em coluna | |
| n-Hexano | qualquer fonte | Para cromatografia em coluna | |
| Aparelho de destilação bulbo a bulbo (Kugelrohr) | Bü chi | Tipo de modelo: Forno de vidro B-585 | |
| Silicagel | Carl Roth GmbH | P090.2 | |
| Metanol | qualquer fonte | Para cromatografia em coluna | |
| Diclorometano | qualquer fonte | Para cromatografia em coluna | |
| Etanol | VWR Chemicals | 20821.296 | |
| Amônia | Acros Organics | 428381000 | 7 N Solução em metanol |
| Paládio | Aldrich | 643181 | 15% úmido |
| Aparelho de hidrogenação PARR | PARR Instrument Company | ||
| Celite 503 | Aldrich | 22151 | |
| Funil de vidro sinterizado | qualquer fonte | ||
| Thiophosgen | Aldrich | 115150 | Nota: irritante para a pele; tóxico se inalado |
| Trietilamina | Alfa Aesar | A12646 | |
| Diclorometano | Acros Organics | 348460010 | Extra seco |
| Agitador magnético | de qualquer fonte | ||
| PAMAM G4 Dendrimer | Andrews ChemService | AuCS - 297 | Solução a 10% em peso em MeOH |
| Sephadex lipofílico LH-20 | Sigma | LH20100 | |
| Placas de cromatografia em camada fina | Merck Millipore | 1.05554.0001 | |
| Ácido fórmico | VWR Chemicals | 20318.297 | |
| Lofilizador | qualquer fonte | ||
| Cloreto de gadollinium(III) hexahidratado | Aldrich | G7532 | |
| Hidróxido de sódio | Acros Organics | 134070010 | |
| medidor de pH | qualquer fonte | ||
| Ácido etilenodiaminotetracético sal dissódico di-hidratado | Aldrich | E5134 | |
| Espectrômetro de massa (ESI) | Agilent | Ion armadilha SL 1100 | |
| Tampão de acetato | qualquer fonte | pH 5.8 | |
| Xylenol laranja | Aldrich | 52097 | 20 μ M em tampão de acetato |
| Sephadex Hidrofílico G-15 | GE Healthcare | 17-0020-01 | |
| Unidade de Filtro Centrífugo Ultra-15 Amicon | Merck Millipore | UFC900324 | Ultracel-3 (MWCO 3000) |
| Centrifuga | qualquer fonte | ||
| de espectrômetro NMR | Bruker | Avance III 300 MHz | |
| Topspin | Bruker | Versão 2.1 | |
| Instrumento de análise de combustão | EuroVector SpA | EuroEA 3000 Analisador Elementar | |
| Instrumento MALDI-ToF MS | Applied Biosystems | Voyager-STR | |
| Deutério | Oxid Carl Roth GmbH | 6672.3 | |
| terc-Álcool butílico | Carl Roth GmbH | AE16.1 | |
| Misturador de vórtice | qualquer fonte | ||
| Tubos Norell NMR | Deutero GmbH | 507-HP-7 | |
| Tubo | coaxial NMRDeutero GmbH | coaxialb-5-7 | |
| DLS instrumento | Malvern | Zetasizer Nano ZS | |
| 0.20 μ m Filtro de PTFE | Carl Roth GmbH | KC94.1 | |
| HEPES | Fisher BioReagents | BP310 | |
| Frascos de tubo de plástico | qualquer fonte | ||
| Dotarem | Guerbet | NDC 67684-2000-1 | |
| Scanner de ressonância magnética | Bruker | BioSpec 70/30 USR ímã (7 T). Nota: perigos potenciais relacionados a campos magnéticos altos | |
| Bobina de RF | Bruker | Bobina de volume de dupla frequência (RF RES 300 1H/19F 075/040 LIN/LIN TR) | |
| Paravision (software) | Bruker | Versão 5.1 |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
