Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Syntese av 68Ga Core-dopet jernoksid nanopartikler dobbelt fantes et Positron utslipp stengte / (T1) magnetisk resonans Imaging

Published: November 20, 2018 doi: 10.3791/58269
Automatic Translation
1, 2, 1, 3
1Nanobiotechnology, Molecular Imaging and Metabolomics Lab, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), 2CIC biomaGUNE and CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES). Ikerbasque, Basque Foundation for Science, Universidad Complutense de Madrid (UCM), 3Advanced Imaging Unit, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES)

Summary

Her presenterer vi en protokoll for å få68Ga core-dopet jernoksid nanopartikler via fast mikrobølgeovn-drevet syntese. Metodikken gjengir PET / (T1) MRI nanopartikler med radiolabeling effektivitet høyere enn 90% og radiochemical renhet 99% i en 20 minutters syntese.

Abstract

Her beskriver vi en mikrobølgeovn syntese for å få jernoksid nanopartikler core-dopet med 68Ga. mikrobølgeovn teknologi muliggjør rask og reproduserbar syntetiske prosedyrer. I dette tilfellet starter fra FeCl3 og citrate trisodium salt, jernoksid nanopartikler belagt med sitronsyre er oppnådd i 10 min i mikrobølgeovnen. Disse nanopartikler presentere en lite kjerne størrelse på 4,2 ± 1.1 nm og en etter størrelse på 7,5 ± 2.1 nm. Videre har en høy langsgående relaxivity (r-1) verdi på 11,9 mM-1·s-1 og en beskjeden tverrgående relaxivity verdi (r2) av 22.9 mM-1·s-1, som resulterer i en lav r2 /r1 forholdet mellom 1,9. Disse verdiene gjør positive kontrast generasjon i magnetisk resonans imaging (MRI) i stedet for negative kontrast, brukte med jernoksid nanopartikler. Dessuten, hvis en 68GaCl3 elueringsrør fra en 68Ge /68Ga generator legges til Start materialer, en nano-radiotracer dopet med 68Ga hentes. Produktet er oppnådd med en høy radiolabeling kapasitet (> 90%), uavhengig av den opprinnelige aktiviteten brukes. Videre, en enkel rensing trinn gjengir nano-radiomaterial klar til å bli brukt i vivo.

Introduction

Kombinasjonen av imaging teknikker for medisinske formål har utløst søken etter forskjellige metoder for å syntetisere flere sonder1,2,3. Følsomheten til fantes et positron utslipp tomografi (PET) skannere og romlig oppløsning av Mr synes PET/MRI kombinasjonene å være en av de mest attraktive mulighetene, gir anatomiske og funksjonell på samme tid4. I MRI, T2-vektet sekvenser kan brukes, mørkere vev som de akkumuleres. T1-vektet sekvenser kan også bli brukt, produsere lysere bestemt akkumulering beliggenhet5. Blant dem er positiv kontrast ofte det mest nødvendige alternativet, negative kontrast gjør det mye vanskeligere å skille signal fra endogene hypointense områder, inkludert de ofte presentert av organer som lunger6. Tradisjonelt har Gd-baserte molekylær sonder vært ansatt å få positiv kontrast. Imidlertid presentere Gd-baserte kontrast agenter en stor ulempe, nemlig deres toksisitet, som er avgjørende for pasienter med nyre problemer7,8,9. Dette har motivert forskning i syntesen av biokompatible materialer for bruk som T1 kontrast. En interessant tilnærming er bruk av jernoksid nanopartikler (IONPs), med en ekstremt liten kjernen størrelse, som gir positive kontrast10. På grunn av dette svært lite kjerne (~ 2 nm), de fleste av Fe3 + ionene er på overflaten, med 5 unpaired elektroner hver. Dette øker langsgående avslapning tid (r1) verdier og gir mye lavere tverrgående/langsgående (r2/r1) prosenter sammenlignet med tradisjonelle IONPs, produserer den ønskede positivt kontrast11.

Hvis du vil kombinere IONPs med en fantes et positron emitter til PET, det er to viktige spørsmål å ta hensyn: radioisotop valget og hydrogenion radiolabeling. Angående det første spørsmålet er 68Ga et forlokkende valg. Det har en relativt kort halveringstid (67.8 min). Halveringstiden er egnet for peptid merking siden det samsvarer med vanlige peptid biodistribution ganger. Videre er 68Ga produsert i en generator, aktivere syntese i benk moduler og unngå behovet for en cyclotron i nærheten12,13,14. For å radiolabel hydrogenion, er overflate-merking radioisotop innlemmelse utbredt strategi. Dette kan gjøres ved hjelp av en ligand som chelates 68Ga eller dra nytte av slektskap av radiometal mot overflaten av hydrogenion. De fleste eksemplene i litteraturen om IONPs bruker en chelator. Det finnes eksempler på bruk av hetrosyklisk ligander som 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA)15, 1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid (NOTA)16,17og 1,4,7- triazacyclononane, 1-glutaric syre-4,7-eddiksyre (NODAGA)18og bruk av 2,3-dicarboxypropane-1,1-diphosphonic syre (DPD), en tetradentate ligand 19. Madru et al. 20 utviklet en chelator-fri strategi i 2014 etiketten IONPs med en chelator-fri metode som brukes av en annen gruppe posteriorly21.

Men store ulemper ved denne tilnærmingen omfatter en høy risiko for i vivo transmetalation, lav radiolabeling gir og lange protokoller uegnet for kortvarig isotoper22,23,24. Derfor Wong et al. 25 utviklet det første eksempelet på kjerne-dopet nanopartikler, å innarbeide 64Cu i kjernen av IONPs i en 5-min syntese bruker mikrobølgeovn teknologi.

Her beskriver vi en rask og effektiv fremgangsmåte å innlemme radionuklidenes i kjernen av hydrogenion, eluding mange av ulempene presentert av tradisjonelle metoder. For dette formålet foreslår vi bruk av en mikrobølgeovn-drevet syntese (MWS), som reduserer reaksjonstid betydelig øker avkastning og forbedrer reproduserbarhet, kritisk viktig parametere i IONP syntese. Raffinert ytelsen til MØ skyldes dielektrisk oppvarming: rask eksempel oppvarming som molekylær dipoler prøver å justere med vekslende elektriske feltet polare og reagenser mer effektiv for denne typen syntese. I tillegg bruk av sitronsyre som en surfactant, sammen med mikrobølgeovn teknologi, gir svært liten nanopartikler, produsere en dobbelt T1-vektet MRI/kjæledyr26 signal, her betegnet som 68Ga Core-dopet jernoksid nanopartikler (68Ga-C-IONP).

Protokollen kombinerer bruk av mikrobølgeovn teknologi, 68GaCl3 som fantes et positron emitter, jern klorid, natriumsitrat og hydrazine hydrat, noe som resulterer i dobbelt T1-vektet MRI/PET nanoparticulate materialet i nesten 20 min. Videre gir det konsekvent resultater over en rekke 68Ga aktiviteter (37 MBq, 111 MBq, 370 MBq og 1110 MBq) med ingen signifikant effekt på de viktigste mekanisk-egenskapene til nanopartikler. Reproduserbarhet av metoden ved hjelp av høy 68Ga aktiviteter utvider feltet mulig programmer, inkludert store dyr modeller eller menneskelige studier. I tillegg finnes det en enkel rensing trinn i metoden. I prosessen, noe overflødig av gratis gallium, jern klorid og natrium citrat hydrazine hydrat fjernes av gel filtrering. Totalt gratis isotop eliminering og renhet av prøven sikre ingen toksisitet og forbedre bildebehandling oppløsning. Tidligere har vi allerede demonstrert nytten av denne tilnærmingen i målrettede molekylær tenkelig27,28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. forberedelse av reagenser

  1. 0,05 M HCl
    1. Forberede 0,05 M HCl ved å legge til 208 µL av 37% HCl 50 mL destillert vann.
  2. Høy ytelse flytende kromatografi eluent
    1. Klargjør høyytelses flytende kromatografi (HPLC) eluent ved oppløsning 6,9 g av natrium dihydrogen fosfat monohydrat, 7.1 g disodium hydrogen fosfat, 8,7 g natriumklorid og 0,7 g Natriumazid i 1 L vann. Bland godt og sjekke pH. Eluent passere et 0.1-µm cutoff sterilt filter og degas før bruk. Aksept utvalg: pH 6.2 7.0 (hvis ikke, justere med NaOH [1 M] eller HCl [5 M]).

2. syntese av Citrate-belagt jernoksid nanopartikler

  1. Oppløse 75 mg FeCl3·6H2O og 80 mg sitronsyre trisodium salt dihydrate i 9 mL vann.
    Merk: Disse antallene gi 12 mL siste renset nanopartikler ([Fe] ~1.4 mg·mL-1). Antallet kan skaleres for å få et endelig antall 2,5 mL.
  2. Sett blandingen i mikrobølgeovn-tilpasset kolbe.
  3. Laste inn en dynamisk protokoll i mikrobølgeovnen. Stilles temperaturen til 120 ° C, 10 min, presset til 250 psi og makt til 240 W.
  4. Legge til 1 mL av hydrazine hydrat reaksjonen.
    Merk: Hydrazine hydrat starter jern reduksjon. Derfor er en endring i utseendet på løsningen, fra lys gul til brun, observert.
  5. Start mikrobølgeovn protokollen.
  6. I mellomtiden, skyll en gel filtrering avsalting kolonne med 20 mL destillert vann.
  7. Når protokollen er ferdig, la kolbe avkjøles til romtemperatur.
  8. Pipetter 2,5 mL av endelige blandingen på kolonnen og kast gjennomflytsenhet.
    Merk: Mikrobølgeovn stopper protokollen på 60 ° C; nanopartikler kan legges direkte til kolonnen gel filtrering på 60 ° C.
  9. Legge 3 mL destillert vann til kolonnen og samle nanopartikler i et hetteglass.
    Merk: Nanopartikler kan lagres ved romtemperatur for 1 uke. Etter denne tid vises hydrogenion aggregering, øke etter størrelse.

3. syntese av 68Ga Core-dopet jernoksid nanopartikler (68Ga-C-IONP)

  1. Sette 75 mg FeCl3·6H2O og 80 mg sitronsyre trisodium salt dihydrate i mikrobølgeovn-tilpasset kolbe.
  2. Elute 68Ge /68Ga generator bruker anbefalte volumet og konsentrasjon av HCl, etter leverandør (i vårt tilfelle, 4 mL 0,05 M HCl). Etter injeksjon av volumet i selv skjermet generator er (4 mL) 68GaCl3 innhentet, klar til bruk uten videre behandling.
    Merk: Følg tilsvarende radioaktivitet sikkerhetstiltak for trinn 3.2-3.12. 68 Ga er en fantes et positron og gamma emitter isotop. Bruk av riktige sikkerhetstiltak å unngå eksponering for stråling av operatøren er avgjørende. Forskere må følge en ALARA (så lavt som rimelig oppnåelige) protokoll typisk skjerming og radionuklidenes-håndtering prosedyrer. Videre er bruk av en ring, kroppen emblemer og en forurensning detektor obligatorisk.
  3. Legge til 4 mL av 68GaCl3 mikrobølgeovn-tilpasset kolbe. Dette volumet kan være mindre, avhengig av generator aktivitet og ønsket aktivitet av siste nanopartikler.
  4. Pipetter 5 mL destillert vann i flasken og bland godt.
  5. Laste inn en dynamisk protokoll i mikrobølgeovnen. Stilles temperaturen til 120 ° C, 10 min, presset til 250 psi og makt til 240 W.
  6. Legge til 1 mL av hydrazine hydrat reaksjonen.
    Merk: Hydrazine hydrat starter jern reduksjon. Derfor er en endring i utseendet på løsningen, fra lys gul til brun, observert.
  7. Start mikrobølgeovn protokollen.
  8. I mellomtiden, skyll en gel filtrering avsalting kolonne med 20 mL destillert vann.
  9. Når protokollen er ferdig, la kolbe avkjøles til romtemperatur.
  10. Pipetter 2,5 mL av endelige blandingen på kolonnen og kast gjennomflytsenhet.
    Merk: Mikrobølgeovn stopper protokollen på 60 ° C; nanopartikler kan legges direkte til kolonnen gel filtrering på 60 ° C.
  11. Legge 3 mL destillert vann til kolonnen og samle nanopartikler i et hetteglass.
  12. Beregne radiolabeling effektivitet ved hjelp en NaI godt type detektor. Denne parameteren vanligvis måler aktiviteten på 68Ga innlemmet i reaksjonen. Etter syntetisk og rensing prosesser måles aktiviteten til renset prøven. På grunn av den korte halveringstiden av 68Ga har den første aktiviteten rettes samtidig (t). Normalisering med tiden følger standarden likningen:
    NT = N0 · e-λt
    her
    NT: teller samtidig (t)
    N0: teller samtidig (t) = 0
    Λ: Decay konstant
    t: brukt tid
    Equation
    Merk: Radiolabeling effektivitet bør være mellom 90-95%.

4. analyse av 68Ga Core-dopet jernoksid nanopartikler (68Ga-C-IONP)

  1. Dynamisk lysspredning
    1. Bruk dynamisk lysspredning (DLS) til å måle etter størrelsen på 68Ga-C-IONP. Pipetter 60 µL av utvalget i søppel og utføre tre størrelse mål per prøve. For å sikre reproduserbarhet, bør dette bli gjentatt med flere hydrogenion bunker.
  2. Kolloidalt stabilitet
    1. Vurdere kolloidalt stabiliteten på 68Ga-C-IONP ved å måle etter størrelsen på utvalget etter inkubasjon i ulike buffere (PBS, saltvann og mus serum) til forskjellige tider, varierer fra 0 til 24 h. ruge 500 µL av utvalget i hver buffer på 37 ° C. På den tid, ta 60-µL dele og Pipetter dem i DLS cuvettes å måle etter størrelsen.
  3. Elektronmikroskop
    1. Analysere kjernen størrelsen på 68Ga-C-IONP overføring elektronmikroskop (TEM) og ringformede mørke felt imaging (STEM-HAADF) (ref TEM protokollen: NIST - NCL felles analysen protokollen, PCC-X, måle størrelsen av nanopartikler bruker overføring elektronet Mikroskopi).
  4. Gel filtrering radio-chromatogram
    1. Smuldre vekk tilsettes i 500-µL dele under gel-filtrering vannrensing trinn og måle radioaktiviteten i hver enkelt bruker en activimeter; dermed gjengi en gel-filtrering chromatogram.
  5. Radiochemical stabilitet på 68Ga-C-IONP
    1. Inkuber 68Ga-C-IONP i musen serum for 30 min på 37 ° C (gjentatt 3 x). Etter rense nanopartikler ved ultrafiltrasjon og måle radioaktiviteten i nanopartikler og filtratet. Ingen aktivitet skal registreres i ulike filtratet.
  6. Relaxometry
    1. Måle langsgående (T1) og tverrgående (T2) avslapning ganger i en relaxometer på 1,5 T og 37 ° C. Fire ulike konsentrasjoner på 68Ga-C-IONP (2 mM, 1 mM, 0,5 mM og 0,25 mM) skal måles. Plot avslapning priser (r1= 1/T1 r2= 1/T2) mot jern konsentrasjon. Skråningen av kurven innhentet gjengir r1 og r2 verdier.
  7. MR og PET phantom bilder
    1. Skaffe i situ MR (T1-vektet sekvens) og PET phantom bilder for en rekke fortynninger av 68Ga-C-IONP (0 mM 1 mM, 6.5 mM og 9.0 mM) å observere økende signalet i sammenheng med PET aktivitet og MRI.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

68 Ga-C-IONP ble syntetisert ved å kombinere FeCl3, 68GaCl3, sitronsyre, vann, og hydrazine hydrat. Denne blandingen ble introdusert i mikrobølgeovn for 10 min på 120 ° C og 240 W kontrollert presset. Når prøven hadde kjølt ned til romtemperatur, ble nanopartikler renset ved gel filtrering å eliminere Ureagert arter (FeCl3, citrat, hydrazine hydrat) og gratis 68Ga (figur 1).

Etter størrelsen på 68Ga-C-IONP ble målt ved hjelp av dynamiske lysspredning (DLS). Dette avslørt en smal størrelsesDistribusjon (PDI 0,2) og mener etter størrelsen på 7,9 nm. Målinger av fem forskjellige synteser viste metoden reproduserbarhet (figur 2a). Zeta potensialet i flere 68Ga-C-IONP synteser ble målt for å analysere hydrogenion overflaten ansvaret; middelverdien innhentet var-36.5 mV. 68 Ga-C-IONP var ruges i ulike medier på 37 ° C i ulike tider å sikre hydrogenion stabilitet i biologiske løsninger. Etter størrelsen ble målt på forskjellige tider, avslørende 68Ga-C-IONP etter størrelse lider ingen vesentlige endringer, betyr prøven er stabil i ulike buffere og serum (figur 2b). På grunn av rask oppvarming ved hjelp av mikrobølgeovn teknologi, nanopartikler presentere ultra liten kjernen størrelser på ca 4 nm. Elektronmikroskop bilder avslørte homogen kjernen størrelser og fravær av aggregering (figur 2 c). En gel filtrering chromatogram på 68Ga-C-IONP viser en viktigste radioaktivitet topp tilsvarer nanopartikler, etterfulgt av en redusert topp som svarer til gratis 68Ga (figur 2d). Radiolabeling avkastning beregnes etter eksempel rensing var 92%. Dette utmerkede radiolabeling avkastning ble oversatt til en bestemt aktivitet i forhold til en jern mengde 7.1 GBq/mmol Fe. Potensialet i 68Ga-C-IONP som kontrast agent for MRI ble sjekket ved å måle langsgående (r1) og tverrgående (r2) avslapning ganger. Dette ble målt for fem ulike 68Ga-C-IONP synteser på 37 ° C og 1,5 T. En utmerket betyr r1 verdi på 11,9 mM-1·s-1 og beskjeden r2 verdien 22.9 mM-1·s-1 ble innhentet, gir en gjennomsnittlig r2/r1 forholdet mellom 1,9, betyr 68Ga-C-IONP er ideell for T1-vektet MRI (figur 2e). For å bekrefte denne hypotesen, ble evnen til 68Ga-C-IONP å produsere T1 kontrast i et Mr og PET signal sjekket med oppkjøpet av PET og MR phantom bilder i ulike 68Ga-C-IONP konsentrasjoner. Som jern konsentrasjonen øker, så gjør positive kontrasten i MR phantom. En økende jern konsentrasjon innebærer en økende 68Ga konsentrasjon. Derfor er PET signalet stadig mer intens (figur 2f).

Figure 1
Figur 1: syntetisk trinnene fulgt i protokollen. Prekursorer er lagt i en mikrobølgeovn bolle og introdusert i mikrobølgeovn på hydrazine hydrat tillegg på 120 ° C i 10 minutter, hvoretter nanopartikler hentes. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: 68Ga-C-IONP karakterisering. (en) dette panelet viser etter størrelsesDistribusjon (volum vektet) av fem forskjellige synteser av 68Ga-C-IONP. (b) dette panelet viser etter størrelsen (maksimal topp i volum, gjennomsnittlig ± SD) på 68Ga-C-IONP i PBS, saltvann og mus serum (fra t = 0 h til t = 24 h). (c) Dette er STEM-HAADF (til venstre) og TEM (høyre) bilder av 68Ga-C-IONP. Skala barer er 20 nm. (d) dette panelet viser en gel filtrering radio-chromatogram. (e) dette panelet viser langsgående (r1) og tverrgående (r2) relaxivity verdier, og r2/r-1 -forhold for fem 68Ga-C-IONP synteser ( mener ± SD). (f) Dette er MR og PET phantom bilder for ulike 68Ga-C-IONP. (g) Dette er en tabell oppsummerer de viktigste 68Ga-C-IONP egenskapene. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Jernoksid nanopartikler er en veletablert kontrast agent for T2-vektet MRI. Men på grunn av ulempene med denne typen kontrast for diagnostisering av visse sykdommer, T1-vektet eller lyse kontrast er ofte foretrukket. Nanopartikler presenteres her ikke bare overvinne disse begrensningene ved å tilby positiv kontrast i MRI, men tilbyr også et signal i en funksjonell tenkelig teknikk, som PET, via 68Ga innlemmelse i sin kjerne. Mikrobølgeovn teknologien forbedrer denne reproduserbar hydrogenion syntese, betydelig redusere reaksjonstid totalt ca 20 minutter (inkludert en rensing trinn). Det kan også radioisotop innlemmelse samtidig i kjernen av hydrogenion; undertrykke en ekstra trinnet som kreves i en overflate-merking tilnærming som ville markert utvide reaksjonstid. Dette er en stor fordel, spesielt når du arbeider med kort halv-live isotoper som 68Ga (t1/2 = 68.8 min). Videre er radiolabeling avkastningen innhentet (92%) nesten tredelt ved banebrytende studien bruker denne hydrogenion-radiolabeling (Wong et al. 25). Dette representerer også en betydelig forbedring med hensyn til tidligere tilnærmingene, som i mindre enn 20 minutter egentlig radiolabeled nanopartikler med en utmerket radiolabeling avkastning kan fås; Dermed kommer eliminere i vivo radioisotop avdeling eller transmetalation risiko og sikre at PET signalet innhentet fra nano-radiotracer og ikke fra gratis 68Ga. Dette vil lette deres mulige bruk som kontrast.

68Ga-C-IONP er stabil i ulike medier fysiologiske temperatur, vil ingen samling i vivo finne sted; Derfor presenterer lang blodet sirkulerer ganger. Gel filtrering vannrensing trinnet fjerner gratis 68Ga brøktypen ikke blitt innlemmet i hydrogenion kjerner, sikre PET signalet leveres av 68Ga-C-IONP. Enestående r1 verdien, sammen med lav r2/r-1 -forhold, høy radiolabeling kapasitet og aktiviteten, vil tillate 68Ga-C-IONP dosen som kreves for å få en passende signalet i PET og kontrast i Mr å bli redusert.

Nano-radiotracer presenteres her viser at kombinasjonen av nanoteknologi og radiochemistry kan gjengi et nytt verktøy som kan brukes i vivo deteksjon av biologiske prosesser eller mangfoldig patologi ved hjelp av PET og T1- vektet MRI. Det er allerede brukt med hell i deteksjon av PET og MRI av angiogenese i murine modell med RGD peptid som målretting moiety27. 68 Ga-C-IONP har også vært ansatt, kombinert med en formyl peptid reseptor 1 (FPR-1) antagonist, til målet nøytrofile i deteksjon av lungebetennelse av PET i en ikke-invasiv måte28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Denne studien ble støttet av et stipend fra det spanske departementet for økonomi og konkurranseevne (MEyC) (gi nummer: SAF2016-79593-P) og fra Carlos III Health Research Institute (gi nummer: DTS16/00059). CNIC støttes av Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) og Pro CNIC Foundation og er et Severo Ochoa kompetansesenter (MEIC award SEV-2015-0505).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Iron (III) chloride hexahydrate POCH 2317294
Citric acid, trisodium salt dihydrate 99% Acros organics 227130010
Hydrazine hydrate Aldrich 225819
Hydrochloric acid 37% Fisher Scientific 10000180
Sodium dihydrogen phosphate monohydrate Aldrich S9638
Disodium phosphate dibasic Aldrich S7907
Sodium chloride Aldrich 746398
Sodium Azide Aldrich S2002
Sodium dihydrogen phosphate anhydrous POCH 799200119
68Ga Chloride  ITG Isotope Technologies Garching GmbH, Germany 68Ge/68Ga generator system
Microwave Anton Paar Monowave 300
Centrifuge Hettich Universal 320
Size Exclusion columns GE Healthcare PD-10

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jennings, L. E., Long, N. J. 'Two is better than one'--probes for dual-modality molecular imaging. Chemical Communications. (24), Cambridge, UK. 3511-3524 (2009).
  2. Lee, S., Chen, X. Dual-modality probes for in vivo molecular imaging. Molecular Imaging. 8 (2), 87-100 (2009).
  3. Louie, A. Multimodality Imaging Probes: Design and Challenges. Chemical Reviews. 110 (5), 3146-3195 (2010).
  4. Judenhofer, M. S., et al. Simultaneous PET-MRI: a new approach for functional and morphological imaging. Nature Medicine. 14 (4), 459-465 (2008).
  5. Burtea, C., Laurent, S., Vander Elst, L., Muller, R. N. Contrast agents: magnetic resonance. Handbook of Experimental Pharmacology. (185 Pt 1), 135-165 (2008).
  6. Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 14 (1), 210-220 (2014).
  7. Cheng, W., et al. Complementary Strategies for Developing Gd-Free High-Field T 1 MRI Contrast Agents Based on Mn III Porphyrins. Journal of Medicinal Chemistry. 57 (2), 516-520 (2014).
  8. Kim, H. -K., et al. Gd-complexes of macrocyclic DTPA conjugates of 1,1′-bis(amino)ferrocenes as high relaxivity MRI blood-pool contrast agents (BPCAs). Chemical Communications. 46 (44), 8442 (2010).
  9. Sanyal, S., Marckmann, P., Scherer, S., Abraham, J. L. Multiorgan gadolinium (Gd) deposition and fibrosis in a patient with nephrogenic systemic fibrosis--an autopsy-based review. Nephrology, Dialysis, Transplantation: Official Publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association. 26 (11), 3616-3626 (2011).
  10. Hu, F., Jia, Q., Li, Y., Gao, M. Facile synthesis of ultrasmall PEGylated iron oxide nanoparticles for dual-contrast T1- and T2-weighted magnetic resonance imaging. Nanotechnology. 22, 245604 (2011).
  11. Kim, B. H., et al. Large-Scale Synthesis of Uniform and Extremely Small-Sized Iron Oxide Nanoparticles for High-Resolution T 1 Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents. Journal of the American Chemical Society. 133 (32), 12624-12631 (2011).
  12. Banerjee, S. R., Pomper, M. G. Clinical applications of Gallium-68. Applied Radiation and Isotopes. 76, 2-13 (2013).
  13. Breeman, W. A. P., et al. 68Ga-labeled DOTA-Peptides and 68Ga-labeled Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography: Current Status of Research, Clinical Applications, and Future Perspectives. Seminars in Nuclear Medicine. 41 (4), 314-321 (2011).
  14. Morgat, C., Hindié, E., Mishra, A. K., Allard, M., Fernandez, P. Gallium-68: chemistry and radiolabeled peptides exploring different oncogenic pathways. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals. 28 (2), 85-97 (2013).
  15. Moon, S. -H., et al. Development of a complementary PET/MR dual-modal imaging probe for targeting prostate-specific membrane antigen (PSMA). Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 12 (4), 871-879 (2016).
  16. Kim, S. M., et al. Hybrid PET/MR imaging of tumors using an oleanolic acid-conjugated nanoparticle. Biomaterials. 34 (33), 8114-8121 (2013).
  17. Yang, B. Y., et al. Development of a multimodal imaging probe by encapsulating iron oxide nanoparticles with functionalized amphiphiles for lymph node imaging. Nanomedicine. 10 (12), 1899-1910 (2015).
  18. Comes Franchini, M., et al. Biocompatible nanocomposite for PET/MRI hybrid imaging. International Journal of Nanomedicine. 7, 6021 (2012).
  19. Karageorgou, M., et al. Gallium-68 Labeled Iron Oxide Nanoparticles Coated with 2,3-Dicarboxypropane-1,1-diphosphonic Acid as a Potential PET/MR Imaging Agent: A Proof-of-Concept Study. Contrast Media & Molecular Imaging. 2017, 1-13 (2017).
  20. Madru, R., et al. (68)Ga-labeled superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) for multi-modality PET/MR/Cherenkov luminescence imaging of sentinel lymph nodes. American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 4 (1), 60-69 (2013).
  21. Lahooti, A., et al. PEGylated superparamagnetic iron oxide nanoparticles labeled with 68Ga as a PET/MRI contrast agent: a biodistribution study. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 311 (1), 769-774 (2017).
  22. Lee, H. -Y., et al. PET/MRI dual-modality tumor imaging using arginine-glycine-aspartic (RGD)-conjugated radiolabeled iron oxide nanoparticles. Journal of Nuclear Medicine. 49 (8), 1371-1379 (2008).
  23. Patel, D., et al. The cell labeling efficacy, cytotoxicity and relaxivity of copper-activated MRI/PET imaging contrast agents. Biomaterials. 32 (4), 1167-1176 (2011).
  24. Choi, J., et al. A Hybrid Nanoparticle Probe for Dual-Modality Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 47 (33), 6259-6262 (2008).
  25. Wong, R. M., et al. Rapid size-controlled synthesis of dextran-coated, 64Cu-doped iron oxide nanoparticles. ACS Nano. 6 (4), 3461-3467 (2012).
  26. Osborne, E. A., et al. Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging. Nanotechnology. 23 (21), 215602 (2012).
  27. Pellico, J., et al. Fast synthesis and bioconjugation of 68 Ga core-doped extremely small iron oxide nanoparticles for PET/MR imaging. Contrast Media & Molecular Imaging. 11 (3), 203-210 (2016).
  28. Pellico, J., et al. In vivo imaging of lung inflammation with neutrophil-specific 68Ga nano-radiotracer. Scientific Reports. 7 (1), 13242 (2017).

Tags

Biologi problemet 141 jernoksid nanopartikler 68Ga fantes et positron utslipp tomografi magnetisk resonans imaging mikrobølgeovn syntese sitronsyre
Syntese av <sup>68</sup>Ga Core-dopet jernoksid nanopartikler dobbelt fantes et Positron utslipp stengte / (T<sub>1</sub>) magnetisk resonans Imaging
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fernández-Barahona, I.,… More

Fernández-Barahona, I., Ruiz-Cabello, J., Herranz, F., Pellico, J. Synthesis of 68Ga Core-doped Iron Oxide Nanoparticles for Dual Positron Emission Tomography /(T1)Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (141), e58269, doi:10.3791/58269 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter