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Biology

तैयारी, शोधन, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के लिए और कंट्रास्ट एजेंटों के रूप में उपयोग के लिए Lanthanide परिसर की विशेषता

Published: July 21, 2011 doi: 10.3791/2844
Automatic Translation
*1, *1, *1, *1, 1
1Department of Chemistry, Wayne State University
* These authors contributed equally

Summary

हम metalation, शुद्धि, और lanthanide परिसरों के लक्षण वर्णन प्रदर्शित करता है. यहाँ वर्णित परिसरों अणुओं इन अणुओं के चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग ट्रैकिंग सक्षम संयुग्मित किया जा सकता है.

Abstract

Lanthanide आयनों chelate, Polyaminopolycarboxylate आधारित ligands सामान्यतः उपयोग किया जाता है, और जिसके परिणामस्वरूप परिसरों चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के लिए इसके विपरीत एजेंट के रूप में उपयोगी होते हैं. कई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ligands विशेष रूप से उपयोगी होते हैं क्योंकि वे कार्यात्मक समूहों है कि तेजी से, उच्च शुद्धता के लिए अनुमति देते हैं, और उच्च उपज amine प्रतिक्रियाशील सक्रिय एस्टर और आइसोथियोसाइनेट समूहों या thiol प्रतिक्रियाशील maleimides के माध्यम से बड़े अणुओं और biomolecules विकार होते हैं. जबकि इन ligands के metalation bioconjugation रसायन विज्ञान, metalation प्रक्रियाओं में सूक्ष्म अंतर के क्षेत्र में सामान्य ज्ञान माना जाता है ध्यान में रखा जाना चाहिए जब धातु शुरू सामग्री का चयन. इसके अलावा, शुद्धि और लक्षण मौजूद हैं, और सबसे प्रभावी प्रक्रिया के चयन के लिए कई विकल्प आंशिक रूप से शुरू सामग्री के चयन पर निर्भर करता है. इन सूक्ष्म अंतर अक्सर प्रकाशित प्रोटोकॉल में उपेक्षित रहे हैं. यहाँ, हमारे लक्ष्य के लिए metalation, शुद्धि, और lanthanide परिसरों कि एमआरआई (चित्रा 1) के लिए इसके विपरीत एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है के लक्षण वर्णन के लिए आम तरीकों का प्रदर्शन है. हमें उम्मीद है कि इस प्रकाशन शुरू सामग्री और शुद्धि के तरीकों का चयन आसान द्वारा आमतौर पर इस्तेमाल किया प्रतिक्रियाओं के अपने प्रदर्शनों की सूची में जैव चिकित्सा वैज्ञानिकों lanthanide complexation प्रतिक्रियाओं को शामिल करने के लिए सक्षम हो जाएगा.

Protocol

1. LnCl 3 लवण का उपयोग Metalation

  1. Ligand के पानी में भंग करने के लिए 30-265 मिमी की एक समाधान का उत्पादन. 2 ligand - (4 - isothiocyanatobenzyl) diethylenetriamine pentaacetic एसिड (पी SCN बटालियन-DTPA) इस वीडियो में 73 मिमी की एक एकाग्रता में इस्तेमाल किया गया था.
  2. Ligand के समाधान के पीएच 5.5 और 7.0 के बीच एम 1 राष्ट्रीय राजमार्ग 4 OH जोड़कर समायोजित करें . इस वीडियो में, 1 एम एनएच 4 OH समाधान के 0.2 एमएल इस्तेमाल किया गया था.
  3. पानी में 3 LnCl के 1-2 समकक्ष भंग 5-1000 मिमी की एक एकाग्रता के साथ एक समाधान का उत्पादन. इस वीडियो में, 3 EuCl और GdCl 3 111 मिमी की सांद्रता में इस्तेमाल किया गया. धातु का एक अतिरिक्त अक्सर करने के लिए पूरा करने के लिए metalation ड्राइव और फलस्वरूप शुद्धि को आसान बनाने में प्रयोग किया जाता है.
  4. Ligand के समाधान के लिए समाधान के 3 LnCl जोड़ें जबकि क्रियाशीलता.
  5. 3 LnCl के अलावा के बाद, 0.2 एम एनएच 4 OH जोड़कर परिणामी प्रतिक्रिया मिश्रण का पीएच 5.5 और 7.0 के बीच में समायोजित करें. 0.2 एम एनएच 4 OH समाधान के 0.5 एमएल की कुल इस वीडियो में इस्तेमाल किया गया था. यदि आपका ligand एसिड संवेदनशील कार्य समूहों में शामिल है, इस कदम के दौरान कई बार पीएच को समायोजित करें. चेतावनी - यदि समाधान भी बुनियादी हो जाता है, किसी भी आधार संवेदनशील कार्य समूहों, आइसोथियोसाइनेट तरह, विकार के लिए व्यर्थ गाया जाएगा.
  6. मॉनिटर पीएच माप के माध्यम से प्रतिक्रिया. प्रतिक्रिया पूरा हो गया है जब पीएच लगातार बना रहता है.

2. स्थापना पीएच workup (इस वीडियो में शामिल नहीं है, लेकिन आधार संवेदनशील कार्य समूहों के बिना ligands के लिए अच्छा)

  1. राष्ट्रीय राजमार्ग 4 प्रतिक्रिया मिश्रण OH 11 ≥ पीएच समायोजित केंद्रित जोड़ें. यह कदम अघुलनशील हीड्राकसीड के रूप में किसी भी uncomplexed धातु वेग होगा.
  2. एक 0.2 सुक्ष्ममापी फिल्टर के माध्यम से सतह पर तैरनेवाला फ़िल्टर. यदि प्रतिक्रिया मिश्रण फिल्टर मोज़री centrifuging, और फ़िल्टरिंग के लिए पहले decanting सिफारिश की है.
  3. यदि डायलिसिस प्रदर्शन नहीं किया जाएगा, कम दबाव (रोटरी वाष्पीकरण या फ्रीज सुखाने की सिफारिश की है) के तहत विलायक हटायें.
  4. 2.1-2.3 कदम अगर lanthanide मुक्त रहता है दोहराया जा सकता है.

3. डायलिसिस workup

  1. एक उचित लंबाई (निर्माता दिशा निर्देशों का पालन करें) डायलिसिस टयूबिंग कट नमूना मात्रा पकड़ जबकि अतिरिक्त लंबाई (नमूना मात्रा का लगभग 10%) को छोड़कर. इस वीडियो में, एक 100-500 डाल्टन आणविक भार झिल्ली कट ऑफ (MWCO) का इस्तेमाल किया था, लेकिन बड़े MWCO टयूबिंग उचित रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है अगर संयुग्मन metalation के लिए पहले किया जाता है. इसके अलावा, डायलिसिस कैसेट डायलिसिस टयूबिंग के लिए एक विकल्प अगर वांछित के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.
  2. निर्माता के दिशा निर्देशों के आधार पर यदि उपयुक्त हो, परिवेश के तापमान में 15 मिनट के लिए पानी में कटौती डायलिसिस टयूबिंग सोख.
  3. डायलिसिस जलाशय (1 एल बीकर इस वीडियो में इस्तेमाल किया गया था) पानी (dialysate) के साथ भरें. dialysate मात्रा लगभग है कि नमूने के 100x होना चाहिए.
  4. दो बार टयूबिंग की एक मोड़ो अंत और एक डायलिसिस बंद क्लैंप के साथ टयूबिंग के जोड़ भाग सुरक्षित. एक रबर बैंड के साथ बंद करने के लिए सुनिश्चित करें कि यह डायलिसिस के दौरान बंद रहता है के अंत लपेटें.
  5. 0.2 सुक्ष्ममापी फिल्टर के माध्यम से प्रतिक्रिया मिश्रण फ़िल्टर, और टयूबिंग आँसू नहीं सावधान किया जा रहा टयूबिंग के खुले अंत में छानना लोड. करने के लिए पर्याप्त सिर अंतरिक्ष छोड़ने के लिए टयूबिंग बंद करने के लिए सुनिश्चित करें.
  6. दो बार बंद होने के साथ सुरक्षित है, और 3.4 चरण में के रूप में एक रबर बैंड के साथ बंद लपेटो टयूबिंग की शेष खुले अंत मोड़ो.
  7. एक गिलास क्लैंप करने के लिए डायलिसिस एक रबर बैंड का उपयोग टयूबिंग के एक छोर पर हवा युक्त शीशी संलग्न. एक अन्य क्लैंप करने के लिए रेत युक्त शीशी संलग्न. इन शीशियों यह सुनिश्चित करें कि टयूबिंग dialysate में डूब रहता है.
  8. डायलिसिस जलाशय है कि dialysate शामिल में पूरा टयूबिंग रखें.
  9. परिवेश के तापमान पर एक धीमी गति (कोई vortexing) एक चुंबकीय हलचल की थाली का उपयोग dialysate हिलाओ.
  10. एक दिन के दौरान (इस वीडियो में, dialysate 2.5, 6.5 और 11.5 घंटे में बदल गया था) से अधिक 3x dialysate बदलें, और तब डायलिसिस रातोंरात जारी रखने के लिए अनुमति देते हैं (डायलिसिस की 20-28 घंटे की कुल के लिए).
  11. Dialysate डायलिसिस टयूबिंग से निकालें और ध्यान से एक बंद खोलने के लिए नमूना हटायें. पानी के साथ 3x डायलिसिस टयूबिंग धो और नमूने के साथ धोने गठबंधन.
  12. कम दबाव में पानी निकालें. रुक सुखाने इस वीडियो में प्रयोग किया जाता है.

4. मुक्त धातु की मौजूदगी का मूल्यांकन

  1. एसीटेट बफर में धातु जटिल भंग (बफर तैयारी: 400 एमएल पानी में एसिटिक एसिड के 1.4 एमएल भंग करने के लिए, 5,8 करने के लिए 1 एम एनएच 4 OH के साथ पीएच, समायोजित और पानी जोड़ने के लिए 500 एमएल की कुल मात्रा का उत्पादन) और xylenol जोड़ने नारंगी सूचक (पीएच 5.8 बफर में 16 सुक्ष्ममापी). इस वीडियो में, परिसर के 0.3 मिलीग्राम बफर की 0.3 एमएल में भंग कर दिया गया था और सूचक समाधान के 3 एमएल जोड़ा गया है.
  2. वायलेट के लिए पीले रंग से सूचक का एक रंग बदलने के प्रेक्षण के माध्यम से मुक्त धातु की मौजूदगी का पता लगाने.
  3. अगर वांछित, मुक्त धातु की राशि एक अंशांकन एक वक्र बनाने के द्वारा मात्रा निर्धारित किया जा सकता है. वैकल्पिक रूप से, डाई arsenazo III xylenol 2 संतरे के बजाय इस्तेमाल किया जा सकता है. यदि धातु मुक्त रहता है, नमूना आगे डायलिसिस, एक desalting स्तंभ, या उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (HPLC) लक्षण वर्णन करने के लिए पहले से शुद्ध का उपयोग किया जाना चाहिए.

5. पानी समन्वय संख्या (क्यू) का निर्धारण

  1. यूरोपीय संघ का समाधान क्ष्क्ष्क्ष् युक्त एच 2 हे में जटिल (~ 1 मिमी) और डी ओ 2 में एक ही एकाग्रता की एक समाधान तैयार विश्लेषण करने के लिए पहले, डी 2 हे समाधान और सुखाया होना चाहिए डी 2 हे भंग में तीन बार अवशिष्ट एच 2 ओ हटायें
  2. एक साफ क्युवेट के लिए पानी के समाधान जोड़ें, और एक spectrofluorometer में क्युवेट जगह.
  3. उत्तेजना और उत्सर्जन स्कैन प्रदर्शन मॅक्सिमा प्रत्येक (~ 395 एनएम और ~ 595 एनएम, क्रमशः) के लिए निर्धारित है.
  4. उत्तेजना और उत्सर्जन 5.3 कदम है, उत्तेजना और उत्सर्जन भट्ठा चौड़ाई (5 एनएम), फ्लैश गिनती (100), प्रारंभिक देरी के लिए (0.01 एमएस), अधिकतम देरी (13 एमएस) से निर्धारित तरंगदैर्य: phosphorescence समय क्षय निम्न पैरामीटर का उपयोग करके प्रयोग करें विलंब और वेतन वृद्धि (0.1 एमएस). इन शर्तों सबसे परिसरों के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन अधिकतम देरी और वेतन वृद्धि मानों या बढ़ाया जा सकता है बहुत लंबे समय या बहुत कम क्षय समय के साथ प्रजातियों के लिए कम है.
  5. 5.4 डी 2 हे 5.1 चरण में तैयार समाधान के साथ कदम दोहराएँ.
  6. Luminescence क्षय 5.4 और 5.5 में प्राप्त आंकड़ों से, तीव्रता बनाम समय की प्राकृतिक लॉग साजिश है. इन लाइनों के ढलान क्षय की दर (-1 τ) (चित्रा 2) कर रहे हैं . इस वीडियो में, Microsoft Excel 2007 में कच्चे डेटा से प्राकृतिक लॉग भूखंडों को उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. Horrocks और सहकर्मियों (1 eq) 3 द्वारा विकसित समीकरण में क्षय की दर का उपयोग करें. यदि आपके ligand OH या राष्ट्रीय राजमार्ग धातु के लिए समन्वित समूहों होते हैं, तो समीकरण उपयोग करने से पहले 3 बार संशोधित किया जाना चाहिए.

1 eq: एक समीकरण

6. Relaxivity माप

  1. 1 टी (अनुदैर्ध्य विश्राम का समय) या 2 टी (अनुप्रस्थ विश्राम का समय): विश्राम का समय विश्लेषक पर वांछित आवेदन मोड का चयन करें.
  2. नमूने की एक श्रृंखला है कि जी.डी. के विभिन्न सांद्रता-III युक्त एक जलीय विलायक में जटिल होते तैयार . इस वीडियो में, पानी विलायक समाधान और 10.0 के, 5.00, 2.50, 1.25, 0.625 के रूप में इस्तेमाल किया गया था, और 0 मिमी तैयार थे. अन्य जलीय सॉल्वैंट्स या buffers, इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन यह खाली के रूप में सॉल्वैंट का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है. नमूने के अंतिम मात्रा उपकरण है कि इस्तेमाल किया जा रहा है के लिए विशिष्ट है.
  3. साधन में एक नमूना प्लेस और इसे 5 मिनट के लिए बैठने के लिए साधन (37 डिग्री सेल्सियस इस वीडियो में) के तापमान को संतुलित करना.
  4. सॉफ्टवेयर के मापदंडों का समायोजन करने के लिए 1 टी या टी 2 (1 टी और टी 2 के लिए प्रतिनिधि घटता चित्रा 3 में दिखाया गया है) के लिए एक चिकनी घातीय वक्र प्राप्त करके विश्राम का समय (एस के इकाइयों में) का निर्धारण करते हैं.
  5. 6.3 कदम और 6.4 रिक्त सहित सभी नमूनों के लिए दोहराएँ.
  6. मापा 1 टी या टी एस -1 की इकाइयों में 2 मूल्यों का व्युत्क्रम गणना.
  7. टी 1 -1 या 2 -1 मूल्यों (मिमी की इकाइयों में) जी.डी. क्ष्क्ष्क्ष् एकाग्रता बनाम टी प्लॉट. जी.डी.-III युक्त परिसरों के हीड्रोस्कोपिक प्रकृति के कारण, जी.डी. III की एकाग्रता परमाणु अवशोषण spectrophotometry या उपपादन द्वारा मिलकर प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग कर पुष्टि करें. एक सीधी रेखा के साथ साजिश में फ़िट. एक प्रतिनिधि की साजिश 4 चित्र में दिखाया गया है.
  8. फिट लाइन की ढलान relaxivity (टी 1 और 2 टी, क्रमशः के लिए एक आर या r 2) और मिमी -1 एस -1 की इकाइयों है .

7. प्रतिनिधि परिणाम

इस प्रोटोकॉल में दिए चरणों का के लिए प्रतिनिधि डेटा टेबल्स और आंकड़े अनुभाग में शामिल किया गया है. पानी समन्वय संख्या और relaxivity लक्षण वर्णन प्रोटोकॉल में वर्णित के अलावा, यह महत्वपूर्ण है अंतिम तकनीक का उपयोग कर मानक रासायनिक उत्पादों विशेषताएँ. और यूरोप III युक्त परिसरों चित्रा 5 में दिखाया गया है - यौगिक की पहचान मास स्पेक्ट्रोमेट्री, और प्रतिनिधि जन स्पेक्ट्रा जी.डी. III के लिए नैदानिक ​​आइसोटोप पैटर्न दिखाने का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है. इसके अलावा, गैर - जी.डी. III के लिए

चित्रा 1
चित्रा 1 metalation और शुद्धि के लिए जनरल योजना: योजना metalation और विभिन्न शुद्धि मार्गों को चुनने के लिए कारणों के लिए सामान्य प्रक्रिया चित्रण.

चित्रा 2
चित्रा 2 Luminescence तीव्रता साजिश: तीव्रता बनाम धारा 5 से समय के प्राकृतिक लॉग इन के प्रतिनिधि साजिश. इसी तरह पानी और डी 2 हे समाधान के लिए अधिग्रहीत घटता से उत्पन्न लाइनों की ढलानों 1 eq के साथ उपयोग किया जाता है यूरोपीय संघ की संख्या पानी समन्वय-III युक्त परिसरों विशेषताएँ.

चित्रा 3
चित्रा 3 विश्राम क्षय समय घटता: (बाएं) 1 टी और (दाएं) टी 2 अधिग्रहण के लिए प्रतिनिधि डेटा . इन वक्र आकार से विचलन अविश्वसनीय डेटा का उत्पादन होगा.

चित्रा 4
चित्रा 4 relaxivity दृढ़ संकल्प: जी.डी. III की एकाग्रता बनाम 1 / 1 टी के प्रतिनिधि साजिश. फिट लाइन की ढलान relaxivity और मिमी -1 एस -1 की इकाइयों है.

चित्रा 5
चित्रा 5: मास स्पेक्ट्रा प्रतिनिधि जन स्पेक्ट्रा के लिए नैदानिक ​​आइसोटोप पैटर्न दिखा (बाएं) जी.डी.-III युक्त परिसरों और है (दाएं) यूरोप III युक्त परिसरों. काले गाऊसी चोटियों सैद्धांतिक आइसोटोप वितरण का प्रतिनिधित्व करते हैं और लाल लाइनों वास्तविक डेटा हैं.

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Discussion

प्रकाशनों कि lanthanide आधारित विपरीत एजेंट 4-14 शामिल की बढ़ती संख्या को देखते हुए, यह महत्वपूर्ण है कि ध्यान की तैयारी, सफ़ाई, उत्पादों और निस्र्पक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और तुलनीय परिणाम सुनिश्चित करने में लिया जाता है. इन परिसरों अक्सर शुद्ध और उनके paramagnetic प्रकृति और किसी भी कार्य समूहों है कि bioconjugation के लिए इस्तेमाल किया जा सकता की संवेदनशीलता के कारण कार्बनिक अणुओं के सापेक्ष विशेषताएँ चुनौतीपूर्ण माना जाता है. हम संश्लेषण, शुद्धि, lanthanide परिसरों के लक्षण वर्णन के लिए आम तरीकों का वर्णन किया है. हालांकि, जब इन तरीकों में से एक को चुनने के विशिष्ट अध्ययन किया जा रहा प्रणाली पर विचार करने के लिए महत्वपूर्ण है.

Complexation प्रतिक्रियाओं में, धातु लवण की एक किस्म है कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं, इस्तेमाल किया जा सकता है और नमक का चयन अध्ययन के लक्ष्य पर निर्भर करता है. उदाहरण के लिए, क्लोराइड (या triflate या नाइट्रेट) लवण का उपयोग करने का एक लाभ यह है कि अपेक्षाकृत हल्के शर्तों के तापमान के लिए सम्मान के साथ आवश्यक हैं. हालांकि, इन तरीकों का pH सावधान निगरानी की आवश्यकता होती है और byproducts के रूप में लवण का उत्पादन. यदि अध्ययन किया जा रहा प्रणाली विशेष रूप से pH में परिवर्तन, के प्रति संवेदनशील है तो सावधान और पीएच की निगरानी को नियंत्रित किया जाना चाहिए. इसके अलावा, अगर नमक byproducts अध्ययन किया जा रहा प्रणाली के लिए हानिकारक होगा, वे या हटाया जाना चाहिए और एक वैकल्पिक संश्लेषण इस्तेमाल किया जाना चाहिए. सामग्री शुरू lanthanide हीड्राकसीड (या ऑक्साइड) के साथ, उच्च तापमान की वजह से इन प्रजातियों में से कम विलेयता इस्तेमाल किया जा करना चाहिए, लेकिन metalation का ही प्रतिफल पानी है. इस विधि प्रतिक्रियाओं कि फीका बनाना मुश्किल हो जाएगा के लिए आदर्श है, लेकिन तापमान के प्रति संवेदनशील प्रणालियों के लिए काम नहीं करेगा. यह भी उल्लेखनीय है कि इन metalation प्रतिक्रियाओं धातु और ligand की सांद्रता के लिए सम्मान के साथ बेहद मजबूत कर रहे हैं लायक है. एकाग्रता में भाग सूचीबद्ध पर्वतमाला एक अवधि सांद्रता है कि हम साहित्य में मिल सकता है की सीमा.

धातु सामग्री शुरू की विचारशील चयन के अलावा, यह महत्वपूर्ण है जोर है कि दोनों धातु और ligand की संभावना बारीकी से जुड़ा है, पानी और विलायक अणुओं - भले ही वे सूखी हो दिखाई देते हैं. इन अतिरिक्त अणु अक्सर बहुत एक प्रतिक्रिया के stoichiometry विकृत करने के लिए पर्याप्त हैं. नतीजतन, यह उपयोगी है अच्छी तरह से शुरू सामग्री (मौलिक विश्लेषण) इतना है कि इन सामग्रियों की सही मात्रा की प्रतिक्रिया में इस्तेमाल किया जाता है विशेषता है.

इस अनुच्छेद में, हम प्रतिक्रिया मिश्रण के पीएच बनाए रखने के महत्व पर बल देते हैं. यह पीएच नियंत्रण प्रतिक्रिया है कि यदि पीएच तटस्थ निकट से विचलित करने के लिए अनुमति दी गई है विफल कर सकते हैं के कई पहलुओं की वजह से महत्वपूर्ण है. Metalation प्रतिक्रिया के लिए के लिए होते हैं, ligand पर कार्बोक्जिलिक एसिड (तटस्थ या उच्च पीएच के पास) deprotonated होना चाहिए जबकि lanthanide आयन घुलनशील रहने चाहिए (तटस्थ या कम पीएच के पास). यदि पीएच बहुत अधिक है, lanthanide आयन अघुलनशील हीड्राकसीड परिसरों वेग और प्रतिक्रिया बंद हो जाएगा. वैकल्पिक रूप से, यदि पीएच बहुत कम है, कार्बोक्जिलिक एसिड protonated बनी रहती है और ligand धातु के लिए समन्वय करेंगे. इसके अलावा, पीएच मान चरम पर, प्रतिक्रियाशील कार्य समूहों विघटित और जटिल बाद bioconjugation प्रतिक्रियाओं की ओर निष्क्रिय सौंपनेवाला. और मामला जटिल है, के रूप में metalation प्रतिक्रिया होती है, प्रतिक्रिया मिश्रण के पीएच कार्बोक्जिलिक एसिड के रूप में deprotonated हैं कम है. जबकि metalation का पीएच संतुलन साधने जटिल दिखाई दे सकता है, यह आसानी से आधार के सावधान अलावा के साथ नियंत्रित किया जा सकता है.

सूक्ष्म अंतर के साथ metalation के लिए कई रणनीतियों रहे हैं. इस अनुच्छेद में हम अतिरिक्त धातु के उपयोग का वर्णन करने के लिए चुना. यह भी अतिरिक्त ligand या ligand और धातु (शुरू सामग्री के मौलिक विश्लेषण पर आधारित) के बराबर मात्रा का उपयोग करने के लिए स्वीकार्य है. प्रत्येक मार्ग के फायदे और सीमाएं हैं. अतिरिक्त धातु का उपयोग करने का प्राथमिक लाभ यह है कि अक्सर सबसे महंगी सामग्री शुरू ligand है, और इस विधि पैसा बचा सकते हैं. लेकिन जब धातु अतिरिक्त में प्रयोग किया जाता है, अतिरिक्त धातु के हटाने के महत्व का है क्योंकि किसी भी मुफ्त धातु नाटकीय रूप से relaxivity और विषाक्तता सहित महत्वपूर्ण गुणों को प्रभावित कर सकते हैं. यदि पानी के खिलाफ डायलिसिस अतिरिक्त धातु, साइट्रेट बफर के खिलाफ डायलिसिस हटाने के लिए अपर्याप्त है प्रदर्शन पानी के साथ डायलिसिस साइट्रेट बफर हटाने के द्वारा पीछा किया जा सकता है है. वैकल्पिक रूप से, एक desalting स्तंभ या HPLC लंबे समय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है के रूप में देखभाल करने के लिए मोबाइल चरण के प्रयोग किया जाता है कि पीएच तटस्थता सुनिश्चित करने के लिए लिया जाता है. जब ligand अधिक में प्रयोग किया जाता है, वहाँ अब कोई संभावना relaxivity प्रभावित नहीं होगा करने के लिए अतिरिक्त धातु और अतिरिक्त ligand हटाने के लिए महत्वपूर्ण जरूरत है, तथापि, मुफ्त ligand रहेगा. बाद bioconjugation प्रतिक्रियाओं के लिए, इस अतिरिक्त ligand समस्याग्रस्त और परिणाम inhomogeneous conjugates है कि को अलग करने के लिए मुश्किल हैं में किया जा सकता है. इस मुद्दे पर, धातु COMP के उपायlexes निर्जल diethyl ईथर या HPLC अतिरिक्त ligand से धातु जटिल अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता से उपजी हो सकता है. आदर्श रूप में, ligand और धातु नहीं धातु या ligand आधारित byproducts में जिसके परिणामस्वरूप एक 1:1 अनुपात में इस्तेमाल किया जाएगा. हालांकि, दोनों शुरू सामग्री के लिए मौलिक विश्लेषण प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए पहले की जरूरत है, और अगर वहाँ एक 1:1 अनुपात ligand करने के लिए धातु से एक मामूली विचलन है, तो प्रतिक्रिया या तो में गिर जाएगी ligand में अतिरिक्त या धातु में अतिरिक्त श्रेणियों, शुद्धि के लिए जरूरत जिसके परिणामस्वरूप.

हम metalation दिखा दिया है जहां जिसके परिणामस्वरूप जटिल 15-17 bioconjugation के लिए तैयार है . इस रणनीति के लिए एक वैकल्पिक ligand और biomolecule के संयुग्मन पहले metalation 18,19 द्वारा पीछा है . संयुग्म तो metalate इस रणनीति के साथ, एक ही कारक को ध्यान में रखा जाना जब एक metalation मार्ग (पीएच संवेदनशीलता और लवण से उत्पाद को शुद्ध करने की क्षमता के रूप में अच्छी तरह के रूप में biomolecule के तापमान संवेदनशीलता) पर निर्णय लेने की जरूरत है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgments

हम कृतज्ञता वेन राज्य विश्वविद्यालय (MJA), एजिंग रिसर्च (SMV) के लिए अमेरिकी फाउंडेशन से एक अनुदान, और स्वतंत्रता बायोमेडिकल इमेजिंग के राष्ट्रीय संस्थान से कैरियर संक्रमण (R00EB007129) पुरस्कार और राष्ट्रीय संस्थानों के बायोइन्जिनियरिंग के लिए एक मार्ग से स्टार्टअप धन स्वीकार करते हैं स्वास्थ्य (MJA).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EuCl3∙6H2O Sigma-Aldrich 203254-5G
p-SCN-Bn-DTPA Macrocyclics B-305
ammonium hydroxide EMD Millipore AX1303-3
Spectra/Por Biotech Cellulose Ester (CE) Dialysis Membrane - 500 D MWCO Fisher Scientific 68-671-24
Millipore IC Millex-LG Filter Units Fisher Scientific SLLG C13 NL
xylenol orange tetrasodium salt Alfa Aesar 41379
acetic acid Fluka 49199
D2O Cambridge Isotope Laboratories DLM-4-25
water purifier ELGA Purelab Ultra
high performance liquid chromatography and mass spectrometry Shimadzu Corporation LCMS-2010EV
relaxation time analyzer Bruker Corporation mq60 minispec
UV-vis spectrophotometer Fisher Scientific 20-624-00092
freeze dryer Fisher Scientific 10-030-133
pH meter Hanna Instruments HI 221
spectrofluorometer Horiba Instruments Inc Fluoromax-4
Molecular Weight Calculator version 6.46 by Matthew Monr–, downloaded October 17, 2009 http://ncrr.pnl.gov/software/ Molecular Weight Calculator

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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मेडिसिन 53 अंक एमआरआई इसके विपरीत एजेंट lanthanide gadolinium
तैयारी, शोधन, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के लिए और कंट्रास्ट एजेंटों के रूप में उपयोग के लिए Lanthanide परिसर की विशेषता
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Averill, D. J., Garcia, J.,… More

Averill, D. J., Garcia, J., Siriwardena-Mahanama, B. N., Vithanarachchi, S. M., Allen, M. J. Preparation, Purification, and Characterization of Lanthanide Complexes for Use as Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (53), e2844, doi:10.3791/2844 (2011).

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