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

O objetivo geral deste procedimento é medir a conversão de piruvato hiperpolarizado em lactato por ressonância magnética ou ressonância magnética em um ambiente de simulador controlado. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo de ressonância magnética hiperpolarizada, como a capacidade de um sistema de detectar a conversão química do piruvato por ressonância magnética. A principal vantagem desta técnica é que a conversão química do piruvato ocorre de forma semelhante ao metabolismo in vivo, mas é mais controlável e repetível do que nos sistemas vivos.

As implicações dessa técnica se estendem ao diagnóstico de câncer porque a conversão elevada de piruvato em lactato, comum na maioria dos cânceres, é simulada pelo ambiente fantasma. Embora esse método possa fornecer informações sobre o câncer, ele também pode ser aplicado a outras imagens metabólicas, como o metabolismo cardíaco. Geralmente, indivíduos novos neste método podem ter dificuldades porque as restrições de tempo inerentes aos meios hiperpolarizados são curtas.

A demonstração visual desse método é crítica, pois as etapas de dissolução e ejeção são difíceis de aprender porque precisam acontecer rapidamente e devem ser executadas com precisão. Em um copo de amostra para polarização nuclear dinâmica ou sistema DNP, pipete 0,3 microlitros da solução de gadoteridol e 13 miligramas da solução de ácido pirúvico. Mexa brevemente esta mistura no copo de amostra com uma ponta de pipeta.

Inicie o processo de inserção de amostra clicando no botão inserir amostra no console do sistema DNP. No assistente de exemplo, selecione exemplo normal e clique em Avançar. Mantendo o copo de amostra na vertical, coloque suavemente a haste de inserção sobre a parte superior do copo de amostra.

Quando solicitado, abra o sistema DNP e insira o copo no inserto de temperatura variável usando a haste de inserção. Puxe o êmbolo na extremidade da haste de inserção da amostra para liberar a amostra no inserto de temperatura variável. Remova a haste de inserção de amostra do sistema e clique no botão Avançar no console do sistema DNP.

Em seguida, inicie a polarização clicando no botão polarizar sample no console do sistema DNP. No software RINMR, digite HYPERSENSENMR para software de monitoramento de polarização. Defina a configuração de build up como um e pressione Enter.

Em seguida, clique em construção sólida. Depois de definir o local e o nome do arquivo salvo, selecione o perfil para carbono 13 na guia suspensa no console do sistema DNP. Clique em Avançar.

Marque a caixa para ativar a amostragem durante a compilação. Defina o tempo da amostra para 300 segundos e clique em concluir. Por fim, medir 3,85 gramas do meio de dissolução, quer por volume, quer por volume, com uma seringa de cinco mililitros, quer por peso, utilizando uma balança.

Coloque o fantasma no centro do ímã com fácil acesso às linhas de injeção. Certifique-se de que haja algum recipiente para coletar o líquido que será liberado para a linha de exaustão. Prepare a mistura enzimática de alta atividade misturando 240 microlitros de solução de NADH, 125 microlitros de solução de LDH e 335 microlitros de tampão.

Mantenha a solução em uma seringa de três mililitros que possa ser conectada à linha de injeção. Em seguida, prepare a mistura enzimática de baixa atividade misturando 240 microlitros de solução de NADH, 75 microlitros de solução de LDH e 385 microlitros de tampão. Mantenha esta mistura em uma seringa separada de três mililitros que possa ser conectada à linha de injeção.

Para executar o posicionamento inicial, carregue uma nova varredura do localizador. Oscile a bobina de prótons selecionando Acq/Reco. Exiba e abra a plataforma de ajuste.

No painel de ajuste, selecione Ajuste de oscilação e clique em ppen. Defina a largura de varredura para dez megahertz e clique em configurar. Depois de um momento, o ajuste e a correspondência das bobinas de prótons devem aparecer na janela de aquisição.

Oscile a bobina de carbono alterando o elemento da bobina para 13C ou elemento dois e definindo a largura de varredura para cinco megahertz. Após um momento, o ajuste e a correspondência das bobinas de carbono devem aparecer na janela de aquisição e, se ajustados corretamente, clique em parar. Para retornar ao controle de varredura, pressione aplicar, depois voltar e, finalmente, pressione continuar para iniciar a varredura.

É fundamental que a verificação nesta etapa esteja totalmente configurada antes de iniciar a dissolução. Após o início da dissolução, ele não deve ser interrompido e haverá pouco tempo para ajustar os parâmetros de sequência antes que o piruvato hiperpolarizado seja entregue. Carregue uma nova varredura de imagem espectroscópica planar de eco de rádio.

Defina a espessura da fatia para 30 milímetros de modo a cobrir toda a câmara de reação. Defina o modo de operação para carbono 13 selecionando a guia do sistema e alterando o modo de operação para 13C transmitir receber. Uma vez que o piruvato tenha atingido mais de 90% de polarização, as soluções e o simulador estão prontos e a varredura é configurada.

Clique no botão executar dissolução no console do sistema DNP. Quando solicitado, mova o bastão de dissolução para sua posição de operação e injete o meio de dissolução. Feche o sistema DNP e clique no botão concluído no console do sistema DNP.

É importante que a injeção de piruvato e enzima seja feita sem problemas. Isso garantirá que a mistura enzimática seja devidamente misturada e entregue à câmara fantasma antes que a conversão química seja concluída. Quando o sistema DNP fornecer o piruvato hiperpolarizado, aspire 500 microlitros da solução de piruvato em cada uma das seringas de solução de alta e baixa concentração enzimática.

Injete lentamente cada seringa em uma linha de injeção. A varredura pode ser iniciada antes da injeção ou imediatamente após a injeção, dependendo do protocolo de varredura usado. Após a conclusão da dissolução, mova o bastão de dissolução de volta para a posição de repouso quando solicitado e clique em concluir.

Os resultados representativos de uma sequência de imagens espectrais planares de eco de rádio são mostrados aqui. A imagem do piruvato mostra o forte sinal de piruvato em ambas as câmaras. A imagem de lactato mostra um sinal de lactato mais fraco, mas ainda está localizado nas câmaras.

A razão de sinal de lactato e piruvato hiperpolarizados pode ser usada para estimar a atividade enzimática em cada câmara. As proporções de sinal em cada câmara correspondem à atividade enzimática presente. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em uma hora.

Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de ter a mistura fantasma e a sequência de imagem prontas antes de iniciar o processo de dissolução. Após este procedimento, outros agentes hiperpolarizados e enzimas podem ser usados para responder a perguntas adicionais, como quão bem uma sequência pode gerar imagens de outras reações químicas. Essa técnica abre caminho para pesquisadores no campo da ressonância magnética hiperpolarizada explorarem o desempenho da sequência usando fantasmas reproduzíveis.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento de como preparar uma mistura enzimática para facilitar a conversão do piruvato hiperpolarizado em lactato e para polarizar o piruvato enriquecido com carbono 13 para geração de imagens. Não se esqueça de que trabalhar com campos magnéticos fortes pode ser extremamente perigoso e precauções como acesso controlado à sala de varredura devem sempre ser tomadas.