Использование Multi-купе Dynamic один энзим Phantom для исследований гиперполяризованным магнитно-резонансных агентов

Общая цель этой процедуры заключается в измерении превращения гиперполяризованного пирувата в лактат с помощью магнитно-резонансной томографии или МРТ в контролируемой фантомной среде. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области гиперполяризованной МРТ, такие как способность системы обнаруживать химическое преобразование пирувата с помощью магнитного резонанса. Основное преимущество этого метода заключается в том, что химическое превращение пирувата происходит аналогично метаболизму in vivo, но является более контролируемым и повторяемым, чем в живых системах.

Применение этого метода распространяется и на диагностику рака, поскольку повышенное превращение пирувата в лактат, распространенное при большинстве видов рака, моделируется фантомной средой. Хотя этот метод может дать представление о раке, он также может быть применен к другим метаболическим визуализациям, таким как метаболизм сердца. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, могут испытывать трудности, потому что временные ограничения, присущие гиперполяризованным медиа, короткие.

Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку этапы растворения и выброса трудно освоить, потому что они должны происходить быстро и должны быть выполнены точно. В образец чашки для динамической ядерной поляризации или ДНП системы пипетки помещают 0,3 микролитра раствора гадотеридола и 13 миллиграмм раствора пировиноградной кислоты. Коротко перемешайте эту смесь в чашке для образца с помощью наконечника для пипетки.

Начните процесс вставки образца, нажав кнопку «Вставить образец» на системной консоли DNP. В мастере выбора образца выберите обычный образец и нажмите кнопку Далее. Удерживая чашку для образца в вертикальном положении, аккуратно поместите вставной стержень на верхнюю часть чашки для образца.

При появлении запроса откройте систему DNP и вставьте чашку во вставку с переменной температурой с помощью вставного стержня. Потяните за поршень на конце стержня для ввода пробы, чтобы выпустить образец во вставку с переменной температурой. Извлеките стержень для ввода образца из системы и нажмите кнопку «Далее» на системной консоли DNP.

Затем инициируйте поляризацию, нажав кнопку выборки поляризации на системной консоли DNP. В программном обеспечении RINMR введите HYPERSENSENMR для программного обеспечения для мониторинга поляризации. Установите конфигурацию сборки равной единице и нажмите Enter.

Затем нажмите на твердое наращивание. После установки местоположения и имени файла сохранения выберите профиль для углерода 13 в выпадающей вкладке на системной консоли DNP. Нажмите далее.

Установите флажок, чтобы включить отбор проб во время сборки. Установите время выборки на 300 секунд и нажмите «Готово». Наконец, отмерьте 3,85 грамма растворимой среды либо по объему с помощью пятимиллилитрового шприца, либо по весу с помощью весов.

Поместите фантом в центр магнита с легким доступом к линиям впрыска. Убедитесь, что есть контейнер для сбора жидкости, которая будет выходить в выхлопную магистраль. Приготовьте смесь ферментов с высокой активностью, смешав 240 микролитров раствора НАДН, 125 микролитров раствора ЛДГ и 335 микролитров буфера.

Храните раствор в трехмиллилитровом шприце, который можно прикрепить к линии для инъекций. Затем приготовьте смесь ферментов с низкой активностью, смешав 240 микролитров раствора НАДН, 75 микролитров раствора ЛДГ и 385 микролитров буфера. Хранят эту смесь в отдельном трехмиллилитровом шприце, который можно приложить к линии для инъекций.

Чтобы выполнить первоначальное позиционирование, загрузите новый скан локализатора. Покачайте катушку протона, выбрав Acq/Reco. Отобразите и откройте платформу регулировки.

На панели настройки выберите Wobble Adjust и нажмите ppen. Установите ширину развертки равной десяти мегагерцам и нажмите «Настроить». Через некоторое время в окне регистрации должны появиться данные о настройке и согласовании катушек протонов.

Поколебайте угольную катушку, изменив элемент катушки на 13C или второй элемент и установив ширину развертки на пять мегагерц. Через некоторое время в окне регистрации должны появиться настройки и согласования угольных катушек, и если они настроены правильно, нажмите стоп. Чтобы вернуться к управлению сканированием, нажмите «Применить», затем «Назад» и, наконец, нажмите «Продолжить», чтобы начать сканирование.

Очень важно, чтобы сканирование на этом этапе было полностью настроено перед началом растворения. После того, как растворение началось, его не следует останавливать, и у них будет мало времени для корректировки параметров последовательности, прежде чем гиперполяризованный пируват будет доставлен. Загрузите новое радиоэхо планарного спектроскопического сканирования.

Установите толщину ломтика на 30 миллиметров так, чтобы покрыть всю реакционную камеру. Установите режим работы на углерод 13, выбрав вкладку «Система» и изменив режим работы на 13C для приема передачи. Как только пируват достигает поляризации более 90%, растворы и фантом готовы, и сканирование настроено.

Нажмите кнопку «Запустить роспуск» на системной консоли DNP. При появлении запроса переместите палочку растворения в рабочее положение и впрыскайте растворяющую среду. Закройте систему DNP и нажмите кнопку «Готово» на консоли системы DNP.

Важно, чтобы инъекции пирувата и фермента производились плавно. Это обеспечит правильное смешивание ферментной смеси и ее доставку в фантомную камеру до завершения химического превращения. Когда система DNP подает гиперполяризованный пируват аспират 500 микролитров раствора пирувата в каждый из шприцев с высокой и низкой концентрацией ферментов.

Медленно вводите каждый шприц в линию для инъекций. Сканирование может быть начато до инъекции или сразу после инъекции в зависимости от используемого протокола сканирования. После завершения растворения переместите палочку растворения обратно в исходное положение при появлении запроса, а затем нажмите кнопку «Готово».

Здесь представлены репрезентативные результаты планарной спектральной визуализации радиоэхо. Изображение пирувата показывает сильный сигнал пирувата в обеих камерах. Изображение лактата показывает более слабый сигнал лактата, но все еще локализован в камерах.

Отношение сигналов гиперполяризованного лактата и пирувата может быть использовано для оценки активности фермента в каждой камере. Соотношения сигналов в каждой камере соответствуют активности присутствующего фермента. После освоения этой техники ее можно сделать за один час.

При попытке выполнить эту процедуру важно помнить о том, что перед началом процесса растворения необходимо подготовить фантомную смесь и последовательность изображений. После этой процедуры можно использовать другие гиперполяризованные агенты и ферменты, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, насколько хорошо последовательность может отображать другие химические реакции. Этот метод открывает путь исследователям в области гиперполяризованной МРТ к изучению характеристик последовательности с использованием воспроизводимых фантомов.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как приготовить ферментную смесь, способствующую превращению гиперполяризованного пирувата в лактат и поляризованному пирувату, обогащенному углеродом 13 для визуализации. Не забывайте, что работа с сильными магнитными полями может быть чрезвычайно опасной, поэтому всегда следует принимать меры предосторожности, такие как контролируемый доступ в комнату сканирования.