Name: preparação e In Vitro Caracterização de agentes de contraste à base de dendrímeros para Ressonância Magnética (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: Aprenda a preparar e caracterizar agentes de contraste dendrímeros para ressonância magnética com quelatos macrocíclicos à base de ciclene. Este método demonstra sinal amplificado in vitro comparado ao agente monomérico convencional.

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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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<li>Livramento, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+in+vivo+MRI+assessment+of+a+self-assembled+metallostar+compound+endowed+with+a+remarkable+high+field+relaxivity%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">First in vivo MRI assessment of a self-assembled metallostar compound endowed with a remarkable high field relaxivity.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 1 (1), 30-39 (2006).</li>
<li>Norek, M., Kampert, E., Zeitler, U., Peters, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+of+the+Size+of+Dy2O3+Nanoparticles+for+Optimal+Performance+as+an+MRI+Contrast+Agent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Tuning of the Size of Dy2O3 Nanoparticles for Optimal Performance as an MRI Contrast Agent.</a> J. Am. Chem. Soc. 130 (15), 5335-5340 (2008).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

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.</su...

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 superparamagnéticos que afectam o longitudinal (T1) e transversal (T2) dos tempos de relaxação, respectivamente 1,2. Complexos do gadolínio lantanídeos íon com poliaminoácidos ligandos de ácidos policarboxílicos são as mais comumente usadas T 1 CAs. Gadolínio (III) encurta o t um relaxamentotempo dos protões da água, aumentando assim o contraste do sinal em MRI experiências 3. No entanto, o gadolínio iónico é tóxico; o seu tamanho, que se aproxima de cálcio (II), e isto afecta gravemente a sinalização em células assistida-cálcio. Portanto, acíclicos e macrocíclicos quelatos são empregadas para neutralizar esta toxicidade. Vários ligandos multidentados têm sido desenvolvidos até ao momento, resultando em complexos de gadolínio (III) com elevada estabilidade termodinâmica e inércia cinética 1. Aqueles com base nos ciclen azamacrocycle de 12 membros, em particular, o seu derivado de DOTA tetracarboxílico (1,4,7,10-tetrazaciclododecano-1,4,7,10-tetra-acetato) são os complexos mais investigados e aplicadas desta classe CA. No entanto, GdDOTA tipo CAs são sistemas de baixo peso molecular, exibindo certas desvantagens, como a baixa eficiência de contraste e excreção renal rápido. Macromolecular e multivalente CAs pode ser uma boa solução para estes problemas 4. Desde CA biodistribução é determinada principalmente pelo seu tamanho, CAs macromoleculares exibir tempos de retenção muito mais longos dentro dos tecidos. Igualmente importante, o multivalência destes agentes resulta em uma concentração local aumentada da sonda monomérica MR (por exemplo, complexo GdDOTA), melhorando substancialmente o sinal MR adquirida ea qualidade da medição. Dendrímeros estão entre os andaimes mais preferidos para a preparação de CAs multivalente de MRI 4,5. Estas macromoléculas altamente ramificada, com dimensões bem definidas são propensos a várias reacções de acoplamento na sua superfície. Neste trabalho, relatamos a preparação, purificação e caracterização de uma CA dendrimérico para MRI consistindo de um 4 (G4) poli geração (amidoamina) (PAMAM) dendrimer acoplado a quelatos GdDOTA-like (DCA). Descreve-se a síntese do derivado de DOTA reactivo e o seu acoplamento ao dendrímero PAMAM. Após complexação com Gd (III), a caracterização físico-química padrão procedure da DCA foi realizada. Finalmente, as experiências de MRI foram realizadas para demonstrar a capacidade de DCA para produzir imagens de RM com um contraste mais forte do que os obtidos a partir de baixo peso molecular CAs.

<table><tbody><tr><td>Cyclen</td><td>CheMatech</td><td>C002</td><td></td></tr><tr><td>tert-Bromoacetato de butilo&nbsp;</td><td>Alfa</td><td>Aesar A14917</td><td></td></tr><tr><td>N,N-Dimetilformamida</td><td>Fluka</td><td>40248</td><td></td></tr><tr><td>Carbonato de potássio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>209619 4</td><td></td></tr><tr><td>-(4-Nitrofenil)ácido butryic</td><td>Aldrich</td><td>335339</td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de tionila&nbsp;</td><td>Acros Organics</td><td>382662500</td><td>Nota: Substância corrosiva; tóxica se inalada</td></tr><tr><td>Bromo</td><td>Acros Organics</td><td>402841000</td><td>Nota: causa queimaduras graves na pele, fatais se inaladas&nbsp;</td></tr><tr><td>Éter dietílico</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sulfato de sódio</td><td>Acros Organics</td><td>196640010</td><td></td></tr><tr><td>Clorofórmio&nbsp;</td><td>VWR Chemicals</td><td>22711.29</td><td></td></tr><tr><td>terc-butil 2,2,2-tricloroacetimidato</td><td>Aldrich</td><td>364789</td><td>Nota: substância inflamável; irritante para a pele e olhos</td></tr><tr><td>Éterato de trifluoreto de boro</td><td>Acros Organics</td><td>174560250</td><td>48% BF3. Nota: Substância inflamável; causa queimaduras na pele, fatais se inalado</td></tr><tr><td>Bicarbonato de sódio</td><td>Acros Organics</td><td>424270010</td><td></td></tr><tr><td>Acetato de etila</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td>Para cromatografia em coluna</td></tr><tr><td>n-Hexano</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td>Para cromatografia em coluna</td></tr><tr><td>Aparelho de destilação bulbo a bulbo (Kugelrohr)</td><td>B&uuml; chi</td><td></td><td>Tipo de modelo: Forno de vidro B-585</td></tr><tr><td>Silicagel</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>P090.2</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td>Para cromatografia em coluna</td></tr><tr><td>Diclorometano&nbsp;</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td>Para cromatografia em coluna</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>VWR Chemicals</td><td>20821.296</td><td></td></tr><tr><td>Amônia</td><td>Acros Organics</td><td>428381000</td><td>7 N Solução em metanol</td></tr><tr><td>Paládio</td><td>Aldrich</td><td>643181</td><td>15% úmido</td></tr><tr><td>Aparelho de hidrogenação PARR</td><td>PARR Instrument Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Celite 503</td><td>Aldrich</td><td>22151</td><td></td></tr><tr><td>Funil de vidro sinterizado</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thiophosgen</td><td>Aldrich</td><td>115150</td><td>Nota: irritante para a pele; tóxico se inalado</td></tr><tr><td>Trietilamina</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12646</td><td></td></tr><tr><td>Diclorometano&nbsp;</td><td>Acros Organics</td><td>348460010</td><td>Extra seco&nbsp;</td></tr><tr><td>Agitador magnético</td><td>de qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAMAM G4 Dendrimer</td><td>Andrews ChemService</td><td>AuCS - 297</td><td>Solução a 10% em peso em MeOH</td></tr><tr><td>Sephadex lipofílico LH-20</td><td>Sigma</td><td>LH20100</td><td></td></tr><tr><td>Placas de cromatografia em camada fina</td><td>Merck Millipore</td><td>1.05554.0001</td><td></td></tr><tr><td>Ácido fórmico</td><td>VWR Chemicals</td><td>20318.297</td><td></td></tr><tr><td>Lofilizador&nbsp;</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de gadollinium(III) hexahidratado</td><td>Aldrich</td><td>G7532</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de sódio</td><td>Acros Organics</td><td>134070010</td><td></td></tr><tr><td>medidor de pH</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido etilenodiaminotetracético sal dissódico di-hidratado</td><td>Aldrich</td><td>E5134</td><td></td></tr><tr><td>Espectrômetro de massa (ESI)</td><td>Agilent</td><td></td><td>Ion armadilha SL 1100&nbsp;</td></tr><tr><td>Tampão de acetato</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td>pH 5.8</td></tr><tr><td>Xylenol laranja</td><td>Aldrich</td><td>52097</td><td>20 &mu; M em tampão de acetato</td></tr><tr><td>Sephadex Hidrofílico G-15</td><td>GE Healthcare</td><td>17-0020-01</td><td></td></tr><tr><td>Unidade de Filtro Centrífugo Ultra-15 Amicon</td> Membrana <td>Merck Millipore</td><td>UFC900324</td><td>Ultracel-3 (MWCO 3000)</td></tr><tr><td>Centrifuga</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>de espectrômetro NMR&nbsp;</td><td>Bruker</td><td></td><td>Avance III 300 MHz</td></tr><tr><td>Topspin</td><td>Bruker</td><td></td><td>Versão 2.1</td></tr><tr><td>Instrumento de análise de combustão</td><td>EuroVector SpA</td><td></td><td>EuroEA 3000 Analisador Elementar&nbsp;</td></tr><tr><td>Instrumento MALDI-ToF MS</td><td>Applied Biosystems</td><td></td><td>Voyager-STR</td></tr><tr><td>Deutério</td><td>Oxid Carl Roth GmbH</td><td>6672.3</td><td></td></tr><tr><td>terc-Álcool butílico</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>AE16.1</td><td></td></tr><tr><td>Misturador de vórtice</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubos Norell NMR</td><td>Deutero GmbH</td><td>507-HP-7</td><td></td></tr><tr><td>Tubo</td> <td>coaxial NMRDeutero GmbH</td><td>coaxialb-5-7</td><td></td></tr><tr><td>DLS instrumento</td><td>Malvern</td><td></td><td>Zetasizer Nano ZS</td></tr><tr><td>0.20 &mu; m Filtro de PTFE&nbsp;</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>KC94.1</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP310</td><td></td></tr><tr><td>Frascos de tubo de plástico</td><td>qualquer fonte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dotarem</td><td>Guerbet</td><td></td><td>NDC 67684-2000-1</td></tr><tr><td>Scanner de ressonância magnética</td><td>Bruker</td><td></td><td>BioSpec 70/30 USR ímã (7 T). Nota: perigos potenciais relacionados a campos magnéticos altos</td></tr><tr><td>Bobina de RF</td><td>Bruker</td><td></td><td>Bobina de volume de dupla frequência (RF RES 300 1H/19F 075/040 LIN/LIN TR)</td></tr><tr><td>Paravision (software)</td><td>Bruker</td><td></td><td>Versão 5.1</td></tr></tbody></table>

preparação e<em&gt; in vitro</em&gt; caracterização de agentes de contraste à base de dendrímeros para ressonância magnética

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

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.

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...

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.

preparação e<em&gt; In Vitro</em&gt; Caracterização de agentes de contraste à base de dendrímeros para Ressonância Magnética

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar a preparação e caracterização de um quelante paramagnético dendrimérico que pode ser utilizado como agente de contraste para imagem por ressonância magnética e mostrar seu desempenho em um experimento de imagem. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais no campo dos agentes de contraste para RNM, como as propriedades e a eficácia dos agentes de contraste dendriméricos. A principal vantagem desta técnica é a preparação conveniente de um agente de contraste para RNM eficiente com alta taxa de proteína, garantindo assim sua fácil caracterização.Este método pode ser estendido para incluir modificações estruturais adicionais e otimizações funcionais de agentes de contraste para RM por dendrímeros, o que é de grande relevância para possíveis aplicações in vivo. As implicações abrangem a pesquisa biomédica e a imagem diagnóstica, pois a alta taxa molecular dos agentes de contraste dendriméricos provoca tempos prolongados de retenção nos tecidos e aumentam substancialmente o sinal de RM. Primeiramente, dissolva um grama do precursor macrocíclico DO3A tributil éster em cinco mililitros de DMF.Adicione 0,67 gramas de carbonato

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Neste vídeo, estamos mostrando como rotular células estaminais embrionárias humanas (CTEh) com cloreto de manganês...

Na rotulagem in vitro de células estaminais embrionárias humanas para Ressonância Magnética

Bioimaging métodos utilizados para avaliar biodistribuição das células de nanopartículas são aplicáveis ​​para monitorização terapêutica e de diagnóstico de compostos nanoformulated. Os métodos descritos neste documento são sensíveis e específicos, quando avaliada por coregistration histológica. As metodologias de fornecer um caminho de translação de roedores para aplicação em seres humanos.

BioImaging registradas de Nanomateriais para Monitoramento de Diagnóstico e Terapêutica

Demonstramos a metalation, purificação e caracterização de complexos de lantanídeos. Os complexos descrito aqui pode ser conjugado com macromoléculas para habilitar o rastreamento destas moléculas usando ressonância magnética.

Purificação de preparação, e Caracterização de Complexos de lantanídeos para uso como agentes de contraste para Imagem por Ressonância Magnética

Tregs são potentes supressores do sistema imune. Há uma falta de marcadores de superfície única para defini-los, portanto, definições de Tregs são principalmente funcionais. Aqui nós descrevemos um...

Humano In Vitro Supressão como ferramenta de triagem para o reconhecimento de um Estado precoce de desequilíbrio imunológico

A detecção precoce de apoptose pode identificar populações de risco de células em uma variedade de doenças. Aqui demonstramos um método para ligar uma proteína de apoptose de detecção precoce (anexina V) a uma nanopartícula de óxido de MRI-detectável de ferro (SPIO). Este método pode ser estendido para outras proteínas de interesse para gerar sondas de ressonância magnética-detectáveis ​​de imagens moleculares.

Síntese de um<em&gt; Em vivo</em&gt; Sonda Apoptosis MRI-detectável

Rastreamento de células usando MRI ganhou notável atenção nos últimos anos. Este protocolo descreve a marcação das células dendríticas com flúor...

Monitoramento da Migração de Células dendríticas usando<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H Ressonância Magnética

Sensores de fluorescência são ferramentas poderosas nas ciências da vida. Aqui, descrevemos um método para sintetizar e utilizar os sensores fluorescentes baseados em dendrímero para medir o pH em células vivas e in vivo. O andaime dendríticas aumenta as propriedades de corantes fluorescentes conjugados levando a melhores propriedades de detecção.

Síntese, Entrega Celular e<em&gt; In vivo</em&gt; Aplicação de sensores de pH à base de Dendrímero

Para demonstrar imagem molecular do câncer MR com um pequeno peptídeo alvo MRI agente de contraste específico para proteínas do plasma coagulado no estroma tumoral em um modelo de câncer de próstata do rato.

MR Imagem Molecular do cancro da próstata com um pequeno Molecular CLT1 Peptide alvejado agente de contraste

Nós descrevemos um protocolo geral para no rastreamento de células in vivo utilizando ressonância magnética em um modelo de rato com ex vivo células marcadas. Um protocolo típico para a marcação de células, o processamento de aquisição de imagem e a quantificação é incluído.

In vivo 19 F MRI para Rastreamento celular

Este protocolo descreve a síntese de nanopartículas biofuncionalizadas de azul da Prússia e seu uso como agentes de imagem molecular multimodais. As nanopartículas têm um design de núcleo-casca onde os íons de gadolínio ou manganês dentro do núcleo da nanopartícula geram contraste de ressonância magnética. O invólucro biofuncional contém fluoróforos para imagens de fluorescência e ligantes de direcionamento para direcionamento molecular.

Bioativa de Prussian Blue Nanopartículas para Multimodal Imagem Molecular Applications

Este manuscrito descreve a entrega eficiente, não-viral de miR a células endoteliais por um vector de PEI / MNP e a sua magnetização. Assim, em adição à modificação genética, esta abordagem permite a orientação celular magnética e ressonância magnética detectabilidade. A técnica pode ser usada para melhorar as características de produtos de células terapêuticas.

preparação e<em&gt; In Vitro</em&gt; Caracterização de magnetizado miR-modificado Células Endoteliais

Aprenda a preparar e caracterizar agentes de contraste dendrímeros para ressonância magnética com quelatos macrocíclicos à base de ciclene. Este método demonstra sinal amplificado in vitro comparado ao agente monomérico convencional.

preparação e

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