Name: Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 59 s
Description: Keşfedin hiperpolarize manyetik rezonans görüntüleme ile pirüvattan laktata dönüşüm ölçümü, çok bölmeli dinamik fantom kullanarak. Bu yöntem kanser tanısı ve metabolik süreçler için tekrarlanabilir deney koşulları sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma CPRIT hibe (RP140021-P5) ve Julia Jones Matthews Kanser Araştırma Akademik CPRIT araştırma eğitim ödülü (RP140106, CMW) tarafından desteklenmiştir.

NOT: (Phantom Tasarım) İki 3 ml odaları Ultem dışında işlenmiş ve enjeksiyon ve egzoz PEEK boru (1,5875 mm OD ve 0.762 mm kimliği) takıldı. Chambers, su (Şekil 1) ile dolu bir 50 ml&#39;lik santrifüj tüpüne yerleştirildi. Kabarcıkları tarafından oluşturulan sinyal boşluklarını önlemek için, odalar ve çizgiler deiyonize su (dH 2 O) ile dolu öncesi bulundu. 1. Solüsyon Hazırlama <ol><li> 1 L&#39;lik tampon çözeltisi (81.3 mM Tris pH 7.6, 203.3 mM NaCI) hazırlayın. Dışarı 11.38 g Trizma önceden ayarlanmış kristalleri, pH 7.6 ve 11.88 g NaCI tartılır ve dH 2 O 1 L çözülür </li><li> 50 mM NADH çözeltisi hazırlayın. β-nikotinamid adenin dinükleotid (NADH), indirgenmiş dipotasyum tuzu 17.8 mg tartılır ve aşama, bir hazırlandı tampon çözeltisi 280 ul içinde çözülür. </li><li> 250 U / ml enzim solüsyonu hazırlayın. laktat dehidrogenaz (LDH) 78.75 etkinlik birimleri tartılır ve S&#39;den 315 ul tampon maddesi içinde çözülürbirini TEP. </li><li> pirüvik asit karışımı hazırlayın. 21.4 mg Ox063 tritil radikalidir tartılır ve (± 1 mi) [1- 13C] piruvik asit 1.26 g çözülür. </li><li> Çözünme ortamı hazırlanır (40 mM Tris pH 7.6, 40 mM NaOH, 0.27 mM EDTA ve 50 mM NaCI). Trizma önceden belirlenmiş kristalleri, pH 7.6 5.96 g, NaOH 1.6 g, 0.1 g etilendiamintetraasetik asit disodyum tuzu dihidrat (EDTA) ve 2.9 g NaCI tartılır ve 1 L dH 2 O çözülür </li><li> 1:10 gadoteridol çözeltisi (50 mM) hazırlanır. DH 2 O 9 ul gadoteridol 1 ul karıştırın 8 M [13C] üre hazırlanması. 1.465 5 [13 C] üre tartılır ve 3 ml dH 2 O çözülür </li></ol> Hiperpolarize Piruvat 2. Hazırlık <ol><li> Dinamik Nükleer Polarizasyon (DNP) sistemi, pipet gadoteridol çözeltisi 0.3 ul piruvik asit çözeltisine 13 mg (~ 10 ul) bir örnek kabındaki. </li><li> Kısaca pipet ile numune kabının Bu karışımı karıştırın. &lt;/ Li&gt; <li> DNP sistemine örnek yerleştirin. <ol><li> DNP sistemine kapı sağlamak kapalıdır. DNP sistem konsolunda insert örnek butonuna tıklayarak numune yerleştirme süreci başlar. Örnek Sihirbazın sonraki normal bir örnek seçin ve tuşuna basın. </li><li> numune kabı tutulması dikey yavaşça numune kabı üstünden ekleme çubuğunu yerleştirin. İstendiğinde, DNP sistemini açın ve ekleme çubuk kullanarak değişken sıcaklık eki (VTI) içine fincan yerleştirin. </li><li> değişken sıcaklık endeksinde örnek serbest bırakmak için numune yerleştirme çubuğunun ucundaki piston çekin. sistemden numune yerleştirme çubuğunu sökün ve DNP sistem konsolunda sonraki düğmesini tıklatın. </li></ol></li><li> polarizasyon başlatın. <ol><li> DNP sistem konsolunda başlangıç ​​kutuplaşma düğmesini tıklatın. RINMR yazılım türü .HYPERSENSENMR yazılım izleme kutuplaşmayı başlatmak için. 1 yapılandırmayı kurmak ve enter tuşuna basın ayarlayın. Sonra sağlam yapısı tıklayın us. </li><li> kaydetmek dosyanın konumunu ve adını ayarlayın. DNP sistem konsolunda sekmesinde açılır 13-C için profili seçin ve bir sonraki tıklayın. 300 sn, birikimi sırasında belirlenen numune zaman örnek ve bitirmek tıklayın kutuyu işaretleyin. </li></ol></li><li> 3.85 g üzerinden ölçülür (~ 4 mL) Çözünme ortamının, ya bir 5 ml şırınga ile hacim veya bir ölçek kullanılarak ağırlıkla. </li></ol> Enzim Phantom 3. hazırlanması <ol><li> ~ 3 ml [13C] üre çözeltisi ile mikrosantrifüj tüpü doldurmak ve 50 ml santrifüj tüpüne koyun. DH 2 O 50 ml santrifüj tüpü doldurmak </li><li> Oluşan herhangi bir kabarcıklarını temizlemek için özen 3 ml dH fantom enjeksiyon hatları içine 2 O ~ enjekte ederek iki enzim odaları ve dH 2 O ile satırları önceden doldurun. </li><li> enjeksiyon hatları kolay erişim ile mıknatıs merkezinde hayalet yerleştirin. t dışarı delik olacak sıvıyı yakalamak için bazı kap olduğundan emin olun<html> Egzoz hattı o. </li><li> yüksek aktivite enzim karışımı (17.14 mM NADH, 44.57 U / ml LDH) hazırlayın. birlikte 240 ul NADH çözeltisi, 125 | il LDH solüsyonu ve 335 ul tampon karışımı ve enjeksiyon hattına bağlanabilen bir 3 mi şırınga içinde tutar. Not: DNP sistemi için 40 mM piruvat, 500 ul ile birlikte sonra son fantom hacmi ~ 16.7 mM piruvat, 10 mM NADH ve pH değeri Tris tamponlu çözelti içinde 26 U / L LDH konsantrasyonları ile 1,2 ml olacaktır 7.5. </li><li> düşük aktivite enzim karışımı (17.14 mM NADH 26,79 U / ml LDH) birlikte 240 ul NADH çözeltisi, 75 ul LDH solüsyonu ve 385 ul tampon karışımı ve enjeksiyon hattına bağlı ayrı bir 3 ml şırınga tutulması hazırlayın. Not: DNP sistemi için 40 mM piruvat, 500 ul ile birlikte takiben nihai fantom hacmi ~ 7.5 16.7 mM piruvat, 10 mM NADH konsantrasyonları ile 1,2 ml ve pH değeri Tris tamponlu çözelti içinde 15.625 U / L LDH olacak . </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. Herhangi Kalite Güvence (QA) ve Konumlandırma tarar çalıştırın <ol><li> İlk konumlandırma. <ol><li> Çalışma modunda [1 H] TX / RX Volume modunda yeni bir FLASH konumlandırma tarama yükleyin. 2 kurmak boyutlarını değiştirmek: Spektrometre Kontrol Aracı -&gt; Düzenle GS -&gt; Kurulum Boyutlar -&gt; 2. Spektrometre Kontrolü GSP ve mıknatıs merkezli kadar fantom hareket ettirin. Spektrometre Kontrolü sonra basın DUR Basın GOP. </li></ol></li><li> Pilot Tarama. <ol><li> Çalışma modunda [1 H] TX / RX Volume modunda yeni bir TriPiolt konumlandırma tarama yükleyin. Pozisyon Dilim: Tarama Kontrolü -&gt; Dilim araç-&gt; dilim hareket (; dilim paketi kaydırıcı ile hareket seçme dilim M tuşuna tıklayın ve basılı tutunuz). </li><li> Yalpalama 1H Bobin: Spektrometre Kontrol Aracı -&gt; Edi -&gt; yalpalama. Dinle ve mıknatıs ve basın DUR arkasında maç 1H bobin. Shift tuşuna basın tarama kontrol penceresinde trafik ışık tutarken. </li></ol></li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. Radyal Echo Planar Spektral Görüntüleme Tarama Ayarı <ol><li> Yeni bir radyal eko planar spektroskopik görüntüleme yükleyin (radEPSI) çalışma modunda [13 C] TX / RX Volume modunda tarayın. Pozisyon Dilim: Tarama kontrolü Dilim Aracı ve hareket dilimleri (; dilim paketi kaydırıcı ile hareket seçme dilim M tuşuna tıklayın ve basılı tutunuz). </li><li> Spektrometre Kontrol Aracı tıklayarak sallantı 13C Bobin -&gt; Edi -&gt; yalpalama. Spektrometresi üzerinde 1.000-2.000 alıcı kazancı ayarlayın. </li><li> Nihai sistem kontrolü yapın. dizisi bağlı olarak, bir izci protokolünde üre odasından karbon 13 sinyalini gözlemleyin. NOT: Bu sistem geri dönüşümsüz çözünme işlemine başlamadan önce düzgün bir şekilde kurulmuş olmasını sağlar. </li></ol> 6. çalıştırın Çözünme <ol><li> piruvat (~ 1 saat), çözümleri ve fantom hazır ve tarama DNP sy üzerinde çalışma çözünme düğmesini tıklayın yapılandırılır&gt;% 90 kutuplaşma ulaşmıştır zamankonsolu kaynaklanıyor. </li><li> Ne zaman kendi çalışma konumuna çözünme sopa taşımak ve çözünme ortamı enjekte istenir. DNP Sistemi kapatın ve DNP sistem konsolunda bitmiş düğmesine tıklayın. sonra bitirmek tıklayın istendiğinde konumunu dinlenme geri çözünme sopa taşıyın. </li><li> DNP sistemi hyperpolarized piruvat teslim ettiğinde (~ ısıtma başladıktan sonra 2 dakika) Her yüksek ve düşük enzim konsantrasyonu çözüm şırınga içine piruvat solüsyonu 500 ul çıkarın. Yavaş yavaş (~ 10 sn) bir enjeksiyon hattına her şırınga enjekte edilir. NOT: Tarama enjeksiyondan önce ya da her zaman kullanılan tarama protokole bağlı olarak 3 dakika sonrası enjeksiyon kadar başlatılmış olabilirdi. </li></ol> 7. Görüntü İşleme NOT: Bu kesikli bir çok görüntüleme stratejileri ile kullanmak için tasarlanmıştır. Rad-EPSI resim Matlab işlendi bir örnek olarak, Şekil 2&#39;ye bakınız. <ol><li> fid dosyasından ham verileri yüklemek. reshagerçek ve sanal çiftleri olarak saklanan veriler için puan, yankıları ve hesap okunması, projeksiyonlar sayısını eşleşecek verileri pe. ve hatta tek eko noktaları ayırmak. </li><li> Fourier yankı boyutta çift veya tek yankıları ya dönüşümü. Görme piruvat ve laktat için frekans bantları tespit. Kolaylık olması açısından yelpazenin mutlak değeri kullanılmıştır. </li><li> Her bir metabolit bant ayırın ve Fourier her metabolit için izole edilmiş sinograms elde etmek için frekans kodlayan yönü boyunca dönüşümü. Ters radon laktat veya pirüvat birinin bir görüntü elde etmek ayrı sinograms dönüşümü. </li></ol>

<ol><li>Merritt, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+13C+allows+a+direct+measure+of+flux+through+a+single+enzyme-catalyzed+step+by+NMR%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America+104%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 13C allows a direct measure of flux through a single enzyme-catalyzed step by NMR.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104. 104, 19773-19777 (2007).</li>
<li>Rodrigues, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+tumor+glycolysis+using+hyperpolarized+13C-labeled+glucose%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+medicine%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of tumor glycolysis using hyperpolarized 13C-labeled glucose.</a> Nature medicine. 20, 93-97 (2014).</li>
<li>Day, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+tumor+response+to+treatment+using+hyperpolarized+13C+magnetic+resonance+imaging+and+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+medicine%22%5BJournal%5D)">Detecting tumor response to treatment using hyperpolarized 13C magnetic resonance imaging and spectroscopy.</a> Nature medicine. 13, 1382-1387 (2007).</li>
<li>Keshari, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+13C+dehydroascorbate+as+an+endogenous+redox+sensor+for+in+vivo+metabolic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 13C dehydroascorbate as an endogenous redox sensor for in vivo metabolic imaging.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 18606-18611 (2011).</li>
<li>Gallagher, F. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+pH+in+vivo+using+hyperpolarized+13C-labelled+bicarbonate%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of pH in vivo using hyperpolarized 13C-labelled bicarbonate.</a> Nature. 453, 940-943 (2008).</li>
<li>Larson, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+tumor+hyperpolarized+%5B1-13C%5D-pyruvate+dynamics+using+time-resolved+multiband+RF+excitation+echo-planar+MRSI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Investigation of tumor hyperpolarized [1-13C]-pyruvate dynamics using time-resolved multiband RF excitation echo-planar MRSI.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 63, 582-591 (2010).</li>
<li>Cunningham, C. H., Dominguez Viqueira, W., Hurd, R. E., Chen, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+correction+method+for+improved+spatial+correlation+of+hyperpolarized+13C+metabolites+and+anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+biomedicine%22%5BJournal%5D)">Frequency correction method for improved spatial correlation of hyperpolarized 13C metabolites and anatomy.</a> NMR in biomedicine. 27, 212-218 (2014).</li>
<li>Larson, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+dynamic+3D+MR+spectroscopic+imaging+with+compressed+sensing+and+multiband+excitation+pulses+for+hyperpolarized+13C+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Fast dynamic 3D MR spectroscopic imaging with compressed sensing and multiband excitation pulses for hyperpolarized 13C studies.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 65, 610-619 (2011).</li>
<li>Mayer, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+subsecond+spiral+chemical+shift+imaging+to+real-time+multislice+metabolic+imaging+of+the+rat+in+vivo+after+injection+of+hyperpolarized+13C1-pyruvate%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Application of subsecond spiral chemical shift imaging to real-time multislice metabolic imaging of the rat in vivo after injection of hyperpolarized 13C1-pyruvate.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 62, 557-564 (2009).</li>
<li>Walker, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Catalyzing+Phantom+for+Reproducible+Dynamic+Conversion+of+Hyperpolarized+%5B1-C-13%5D-Pyruvate%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">A Catalyzing Phantom for Reproducible Dynamic Conversion of Hyperpolarized [1-C-13]-Pyruvate.</a> PloS one. 8, e71274(2013).</li>
<li>Levin, Y. S., Mayer, D., Yen, Y. F., Hurd, R. E., Spielman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+fast+spiral+chemical+shift+imaging+using+least+squares+reconstruction%3A+application+for+hyperpolarized+%2813%29C+metabolic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Optimization of fast spiral chemical shift imaging using least squares reconstruction: application for hyperpolarized (13)C metabolic imaging.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 58, 245-252 (2007).</li>
<li>von Morze, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+multiagent+hyperpolarized+%2813%29C+perfusion+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Simultaneous multiagent hyperpolarized (13)C perfusion imaging.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 72, 1599-1609 (2014).</li>
<li>Sogaard, L. V., Schilling, F., Janich, M. A., Menzel, M. I., Ardenkjaer-Larsen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+measurement+of+apparent+diffusion+coefficients+of+hyperpolarized+%281%29%283%29C-labeled+metabolites%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+biomedicine%22%5BJournal%5D)">In vivo measurement of apparent diffusion coefficients of hyperpolarized (1)(3)C-labeled metabolites.</a> NMR in biomedicine. 27, 561-569 (2014).</li>
<li>Patrick, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+transgene+expression+using+hyperpolarized+13C+urea+and+diffusion-weighted+magnetic+resonance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Detection of transgene expression using hyperpolarized 13C urea and diffusion-weighted magnetic resonance spectroscopy.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 73, 1401-1406 (2015).</li>
</ol>

Bu video-makale yayınlanması Bruker şirketi tarafından desteklenmektedir.

hiperpolarize metabolitlerin gerçek zamanlı görüntüleme dizisi tasarım, doğrulama ve kalite kontrolü için birçok benzersiz zorlukları vardır. uzaysal ve spektral heterojeniteye çözme yeteneği önemli klinik bir potansiyele sahiptir ancak konvansiyonel MRG ile ilişkili QA ve doğrulama yöntemlerini engellemektedir. Karmaşık görüntüleme sekansları veya yeniden yapılandırma algoritmaları onları zor karakterize ya da görüntüleme deney dışında doğrulamak için işlemek ince bağımlılıkları olabilir. Biyolojik heterojenite ve diğe...

13 C-etiketli bileşiklerin hiperpolarize manyetik rezonans görüntüleme (MRG) klinik etkisi gerçek zamanlı manyetik rezonans spektroskopi ve spektroskopik görüntüleme 1-5 ile kimyasal dönüşüm oranları ölçmek için yeteneği kritik bağlıdır. Dizisi geliştirme ve doğrulama esnasında, dinamik kimyasal dönüşüm, genellikle in vivo ya da sınırlı kontrol ve tekrarlanabilirlik teklif vitro modeller 6-9 ile elde edilir. Sağlam test ve kalite güvencesi için, bu ölçüme endemik kimyasal dönüşüm koruyan daha kontrollü sistem tercih olacaktır. Bu dinamik tek bir enzim hayalet kullanarak tekrarlanabilir bir şekilde, bu dönüşümü sağlamak için bir yöntem özetlemektedir. Hiperpolarize 13 C maddeleri ile çalışmaların çoğu işleyen biyolojik ortamda hiperpolarize yüzeylerde görüntüleme odaklanmak. amaç biyolojik incelemek ise, bu bariz bir seçimdirEl işler veya klinik bakım üzerindeki etkisi potansiyelini belirlemek. Bazı ölçüm sistemi veya veri işleme algoritmasının tanımlanması arzu edilmektedir, ancak, biyolojik modeller, içsel mekansal ve zamansal değişkenliğe 10 gibi çok sayıda dezavantajlara sahiptir. Ancak, geleneksel statik hayaletler hiperpolarize yüzeylerde MRG birincil klinik ilgi sürücüler kimyasal dönüşüm eksikliği ve dönüşüm oranları veya diğer dinamik parametrelerin 11 algılanmasını karakterize etmek için kullanılamaz. dinamik görüntüleme stratejilerinin titiz inceleme imkanı veren, kontrol ve tekrarlanabilir kimyasal dönüşüm sağlayan tek enzim sistemi kullanma. Bu sistem hiperpolarize yüzeyler için görüntüleme stratejilerinin geliştirilmesi ve alternatif yaklaşımlara karşı karşılaştırma için performansını karakterize etmek isteyen olan araştırmacılara yöneliktir. Statik ölçümler istenen son nokta varsa o 13 C-etiketli metaboliti wi statik Phantoms11 yeterli olacak. Diğer taraftan daha karmaşık biyolojik karakterizasyonu sonra gerçek biyolojik modeller 12-14 ihtiyaç duyulacak yöntemiyle (teslimat, hücresel yoğunluk, vb) kritik olup olmadığını. Bu sistem belirgin kimyasal dönüşüm oranları bir miktar ölçüsü sağlamayı amaçlıyoruz görüntüleme stratejilerinin değerlendirilmesi için idealdir.

<table><tbody><tr><td>BioSpect 7T</td><td>Bruker</td><td>BioSpec 70/30 USR</td><td>7 Tesla Klinik Öncesi MRI Tarayıcı</td></tr><tr><td>HyperSense</td><td>Oxford Instruments</td><td>Hypersense DNP Polarizör</td><td>MRI ajanları için Dinamik Nükleer Polarizör</td></tr><tr><td>1-13C-Pyrvik Asit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>677175</td><td>Karbon 13 etiketli saf pirüvik asit</td></tr><tr><td>Tritil Radikal</td><td>GE Sağlık</td><td>OX063</td><td>Dinamik Nükleer Polarizasyonda kullanılan serbest radikal</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S8045</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Sigma Aldrich</td><td>E6758</td><td>Etilendiamintetraasetik asit</td></tr><tr><td>LDH</td><td>Worthingthon LS002755</td><td></td><td>Tavşan kasından Laktat Dehidrojenaz</td></tr><tr><td>NADH</td><td>Sigma Aldrich</td><td>N4505</td> <td>ve beta; -Nikotinamid adenin dinükleotidi, indirgenmiş dipotasyum tuzu</td></tr><tr><td>Trizma</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T7943</td><td>Trizma Önceden ayarlanmış kristaller</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr></tbody></table>

hiperpolarize manyetik rezonans ajanlar araştırmaları bir multi-bölmesi dinamik tek enzim phantom kullanımı

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

manyetik rezonans ile hiperpolarize substratların görüntüleme gerçek zamanlı olarak kritik biyokimyasal süreçlerin değerlendirilmesi için büyük bir klinik olacağını göstermektedir. Nedeniyle hyperpolarized devlet tarafından dayatılan temel kısıtlamalara, egzotik görüntüleme ve rekonstrüksiyon teknikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. dinamik, çok spektral görüntüleme yöntemleri karakterizasyonu için pratik bir sistem kritik ihtiyaç vardır. Böyle bir sistem, yeniden üretilebilir, normal ve patolojik doku ilgili kimyasal dinamiklerini özetlemek gerekir. Bugüne kadar en yaygın olarak kullanılan alt-tabaka kanseri metabolizma değerlendirme [1- 13C] -pyruvate hiperpolarize edildi. Biz laktat piruvat dönüşümünü aracılık eden bir enzim bazlı fantom sistemini açıklar. Reaksiyon, reaksiyon hızı kontrol reaktifler konsantrasyonları içeren, her biri kesik çizgilerle birden çok odalar içine hiperpolarize maddenin enjeksiyonu ile başlatılır. Çoklu bölmeleri sağlamak için gerekli olan imaging dizileri sadakatle doku mekansal ve metabolik heterojeniteye yakalamak. Bu sistem, in vivo olarak mümkün değildir kimyasal geleneksel fantomlardan bulunmayan dinamikleri yanı sıra, kontrol ve tekrarlanabilirlik sağlayarak gelişmiş görüntüleme stratejilerinin geliştirilmesini ve doğrulama yardımcı olacaktır.

Dilim seçici 2D görüntüleri anlık radEPSI dizisi kullanılarak elde edildi. Metabolit görüntüleri geri filtrelenmiş projeksiyon kullanılarak yeniden inşa edildi. Şekil 2&#39;de görüldüğü gibi, metabolit görüntüler de proton görüntüleri ile hizalandı. Bu sistem, hiperpolarize laktat sinyali sadece hiperpolarize piruvat enzimatik dönüşümü elde edilebilir. Yüksek LDH konsantrasyonu ile, Şekil 4, alt bölmeye üzere, güçlü bir laktat ve üst bölmeye karşılaştırı...

Çok bölmeli dinamik fantom, hiperpolarize mıknatıs rezonans ajanları kullanılarak metabolik çalışmalar için ilgilenilen bazı biyolojiyi simüle etmek için kullanılır.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Bu prosedürün genel amacı, kontrollü bir fantom ortamında hiperpolarize piruvatın laktata dönüşümünü manyetik rezonans görüntüleme veya MRI ile ölçmektir. Bu yöntem, bir sistemin piruvatın kimyasal dönüşümünü manyetik rezonans yoluyla tespit edebilme yeteneği gibi, hiperpolarize MRI alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, piruvatın kimyasal dönüşümünün in vivo metabolizmaya benzer şekilde ilerlemesi ancak canlı sistemlere göre daha kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir olmasıdır.Çoğu kanserde yaygın olarak görülen piruvatın laktata yüksek dönüşüm oranı fantom ortamı tarafından simüle edildiğinden, bu tekniğin etkileri kanser teşhisine kadar uzanmaktadır. Bu yöntem kanser hakkında bilgi sağlayabilse de, kardiyak metabolizma gibi diğer metabolik görüntülemelere de uygulanabilir. Genel olarak, bu yöntemde yeni olan kişiler, hiperpolarize ortamların doğasında bulunan zaman kısıtlamalarının kısa olması nedeniyle zorluk yaşayabilirler.Çözünme ve püskürtme basamaklarının hızlı gerçekleşmesi ve hassasiyetle uygulanması gerektiği için öğrenilmeleri zordur; bu nedenle bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi kritik önem taşımaktadır. Dinamik nükleer polarizasyon veya DNP sistemi için kullanılan bir örnek kabına 0.3 µL gadoteridol çözeltisi ve 13 mg pirüvik asit çözeltisi pipetleyin. Bu karışımı örnek kabı içerisinde bir pipet ucuyla kısa süreliğine karıştırın.DNP sistem konsolundaki örnek yerleştirme düğmesine tıklayarak örnek yerleştirme işlemini başlatın. Örnek sihirbazında normal örnek seçeneğini belirleyin ve sonraki düğmesine tıklayın. Örnek kabını dikey tutarak, yerleştirme çubuğunu nazikçe örnek kabının üzerine yerleştirin.İstendiğinde DNP sistemini açın ve yerleştirme çubuğunu kullanarak kabı değişken sıcaklıklı ek parçaya yerleştirin. Örneği değişken sıcaklıklı ek parçaya bırakmak için örnek yerleştirme çubuğunun ucundaki pistonu çekin. Örnek yerleştirme çubuğunu sistemden çıkarın ve DNP sistem konsolundaki sonraki düğmesine tıklayın.Ardından, DNP sistem konsolundaki numuneyi polarize et (polarise sample) düğmesine tıklayarak polarizasyonu başlatın. RINMR yazılımında, polarizasyon izleme yazılımına HYPERSENSENMR yazın. Biriktirme (build up) yapılandırmasını bir olarak ayarlayın ve enter tuşuna basın.Ardından solid build up seçeneğine tıklayın. Kayıt dosyasının konumunu ve adını belirledikten sonra DNP sistem konsolundaki açılır sekmeden karbon 13 profilini seçin. İleri'ye tıklayın.Birikim sırasında örnekleme yapmayı etkinleştirmek için kutucuğu işaretleyin. Örnekleme süresini 300 saniye olarak ayarlayın ve işlemi bitirmek için "finish up" butonuna tıklayın. Son olarak, beş mililitrelik bir şırınga ile hacimsel olarak veya bir terazi kullanarak ağırlıkla 3.85 gram çözünme ortamı ölçün.Fantomu, enjeksiyon hatlarına kolayca erişilecek şekilde mıknatısın merkezine yerleştirin. Egzoz hattından tahliye edilecek sıvıyı toplamak için uygun bir kap olduğundan emin olun. 240 µL NADH çözeltisini, 125 µL LDH çözeltisini ve 335 µL tamponu karıştırarak yüksek aktiviteli enzim karışımını hazırlayın.Çözeltiyi, enjeksiyon hattına bağlanabilen üç mililitrelik bir şırıngada tutun. Ardından, 240 µL NADH çözeltisini, 75 µL LDH çözeltisini ve 385 µL tamponu birbirine karıştırarak düşük aktiviteli enzim karışımını hazırlayın. Bu karışımı, enjeksiyon hattına bağlanabilen ayrı bir üç mililitrelik şırıngada tutun.İlk konumlandırmayı gerçekleştirmek için yeni bir lokalizör taraması yükleyin. Acq/Reco seçeneğini belirleyerek proton bobinini hafifçe oynatın. Ayarlama platformunu görüntüleyin ve açın.Ayarlama panelinden Wobble Adjust seçeneğini belirleyin ve ppen düğmesine tıklayın. Tarama genişliğini on megahertz olarak ayarlayın ve set up düğmesine tıklayın. Bir süre sonra, proton bobinlerinin tuning ve matching işlemleri kazanım penceresinde görünmelidir.Sargı elemanını 13C veya ikinci element olarak değiştirip tarama genişliğini beş megahertz olarak ayarlayarak karbon sargısını sallayın (wobble). Bir süre sonra karbon sargısının ayarlanması (tuning) ve eşleşmesi (matching) veri toplama penceresinde görünmelidir; uygun şekilde ayarlandığında durdur düğmesine basın. Tarama kontrolüne dönmek için önce uygula (apply), ardından geri (back) düğmesine basın ve son olarak taramayı başlatmak için devam et (continue) düğmesine basın.Çözünme işlemine başlamadan önce bu adımdaki taramanın tamamen kurulmuş olması kritik önem taşır. Çözünme başladıktan sonra işlem durdurulmamalıdır ve hiperpolarize piruvat iletilmeden önce sekans parametrelerini ayarlamak için çok az zaman kalacaktır. Yeni bir radyo eko planar spektroskopik görüntüleme taraması yükleyin.Tüm reaksiyon odasını kapsayacak şekilde kesit kalınlığını 30 milimetreye ayarlayın. Sistem sekmesini seçip çalışma modunu 13C iletim alım olarak değiştirerek çalışma modunu karbon 13'e ayarlayın. Piruvat %90'tan daha fazla polarizasyona ulaştığında, çözeltiler ve fantom hazır hale gelmiş ve tarama yapılandırılmış olur.DNP sistem konsolundaki çözünme başlatma düğmesine tıklayın. İstenildiğinde çözünme çubuğunu çalışma konumuna getirin ve çözünme ortamını enjekte edin. DNP sistemini kapatın ve DNP sistem konsolundaki tamamlandı düğmesine tıklayın.Piruvat ve enzimin enjeksiyonunun sorunsuz bir şekilde yapılması önemlidir. Bu, enzim karışımının düzgünce karıştırılmasını ve kimyasal dönüşüm tamamlanmadan önce fantom odasına iletilmesini sağlayacaktır. DNP sistemi hiperpolarize piruvat aspiratını ilettiğinde, yüksek ve düşük enzim konsantrasyonlu çözelti şırıngalarının her birine 500 µL piruvat çözeltisi aktarılır.Her bir şırıngayı yavaşça bir enjeksiyon hattına enjekte edin. Kullanılan tarama protokolüne bağlı olarak tarama, enjeksiyondan önce veya enjeksiyondan hemen sonra başlatılabilir. Çözünme tamamlandıktan sonra, istendiğinde çözünme çubuğunu dinlenme konumuna geri getirin ve ardından bitir düğmesine tıklayın.Radyo eko planarı spektral görüntüleme dizisinin temsili sonuçları burada gösterilmiştir. Pirüvat görüntüsü, her iki kamarada da güçlü pirüvat sinyalini göstermektedir. Laktat görüntüsü ise daha zayıf bir laktat sinyali göstermekle birlikte, hala kamaralarla sınırlıdır.Hiperpolarize laktat ve piruvatın sinyal oranı, her bir bölmedeki enzim aktivitesini tahmin etmek için kullanılabilir. Her bölmedeki sinyal oranları, mevcut enzim aktivitesiyle örtüşmektedir. Uzmanlaşıldığında, bu teknik bir saat içinde tamamlanabilir.Bu prosedürü uygularken, çözünme işlemine başlamadan önce fantom karışımının ve görüntüleme sekansının hazır olduğundan emin olmak önemlidir. Bu prosedürün ardından, bir sekansın diğer kimyasal reaksiyonları ne kadar iyi görüntüleyebileceği gibi ek soruları yanıtlamak için diğer hiperpolarize ajanlar ve enzimler de kullanılabilir. Bu teknik, hiperpolarize MR alanındaki araştırmacıların, tekrarlanabilir fantomlar kullanarak sekans performansını keşfetmelerinin önünü açmaktadır.Bu videoyu izledikten sonra, hiperpolarize piruvatın laktata dönüşümünü kolaylaştırmak için enzim karışımının nasıl hazırlanacağı ve görüntüleme için karbon 13 ile zenginleştirilmiş piruvatın nasıl polarize edileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Güçlü manyetik alanlarla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve tarama odasına kontrollü erişim gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.

use-multi-compartment-dynamic-single-enzyme-phantom-for-studies

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Optik dönüş değişimi (Seop) pompa vasıtasıyla hyperpolarized ksenon üretimi tarif edilmiştir. Bu yöntem Xe-129 nükleer spin kutuplaşma ~ 10000 kat büyütme verir ve nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve görüntüleme uygulamaları vardır. Gaz fazı ve çözelti durum deney örnekleri verilmiştir.

NMR ve MRG Uygulamaları için Hyperpolarized Xenon

Nöromüsküler hastalıklar genellikle zamansal olarak değişen, uzaysal olarak, heterojen ve çok yönlü patolojisinin sergiler. Bu protokolün amacı, non-invaziv manyetik rezonans görüntüleme yöntemleri kullanılarak bu patolojinin karakterize etmektir.

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

Çözünme dinamik nükleer polarizasyonu (DNP) tarafından sağlanan duyarlılık artışı, metabolik süreçlerin NMR ve MRI ile gerçek zamanlı olarak takip edilmesini sağlar. Enzimatik reaksiyonları incelemek için tasarlanmış özel bir çözünme DNP kurulumunun özellikleri ve performansları tartışılmaktadır.

NMR ile Gerçek zamanlı enzimatik Reaksiyon Hızı Ölçümleri için çözünme Dinamik Nükleer Polarizasyon Aletler

Yeni bir elektron para-manyetik rezonanstır (EPR) yöntemi, hızlı tarama EPR (RS-EPR), geleneksel bir sürekli dalga (CW) teknikten üstün ve in vivo görüntüleme için yeni alanları açar 2B spektral mekansal görüntüleme için gösterilmiştir. Sonuçlar 250 MHz'de gösterilmiş, ancak teknik herhangi bir frekansta uygulanabilir.

Hızlı Tarama Elektron Paramagnetik Rezonans Görüntüleme Fizyolojik Önemli Parametreler için Yeni bulvarlar açar<em&gt; İn Vivo</em

Dinamik nükleer polarizasyon ve ardından numune çözünmesi, biyolojik sistemlerde gerçek zamanlı metabolizma çalışmalarını mümkün kılmıştır. Hiperpolarize [1-13C] piruvat, in vitro bir prostat karsinomu hücre hattında laktat dehidrojenaz aktivitesini incelemek için kullanıldı.

hyperpolarized 13 C Metabolik Manyetik Rezonans Spektroskopisi ve Görüntüleme

Bu çalışmanın amacı hayaletler değişen yağ yüzdeleri ve birimler ile üretmek için özelleştirilebilir pratik bir yağ-su hayalet oluşturmak için bir protokol tarif etmektir.

Yağ-su hayaletler manyetik rezonans görüntüleme doğrulama için: esnek ve ölçeklenebilir iletişim kuralı

Hızlı alan döngüsü netometrisi kullanarak, dinamik nükleer polarizasyon yoluyla hiperpolarize edilmiş 13C'lik zenginleştirilmiş bileşiklerin spin-kafes gevşeme süresinin manyetik alan bağımlılığını ölçmek için bir protokol sayılmaktadır. Özellikle, bunu[1-13C] pirüuvat ile gösterdik, ancak protokol diğer hiperpolarize substratlara genişletilebilir.

Hiperpolarize Spin-Kafes Gevşeme manyetik alan bağımlılığının ölçülmesi [1-13C]pirüuvat

Sürekli perfüzyon modunda hiperpolarize 13C etiketli metabolitin izole perfüze edilmiş bir fare kalbine uygulanması için deneysel bir kurulum tanımladık. Özel bir 13C-NMR edinme yaklaşımı, metabolik enzim aktivitesinin gerçek zamanlı olarak nicelleştirilmesini sağladı ve multiparametrik 31P-NMR analizi, doku ATP içeriğinin ve pH'ının belirlenmesini sağladı.

Hiperpolarize [1-13 C] Piruvat ve13 C/31P NMR Spektroskopisi ile İzole Perfüze Fare Kalbinde Kardiyak Metabolizmanın İncelenmesi

Burada, donanım, yazılım, veri toplama, dizi seçimi, veri yönetimi, k-alanı kullanımı ve gürültü analizini kapsayan yüksek kaliteli hiperpolarize ksenon-129 manyetik rezonans görüntüleri elde etmek için bir protokol sunuyoruz.

Hiperpolarize Ksenon Manyetik Rezonans Görüntülemede Sorun Giderme ve Kalite Güvencesi: Yüksek Kaliteli Görüntü Elde Etme Araçları

Bu protokol, canlı hücrelerde gerçek zamanlı piruvat metabolizmasını ölçmek için özel olarak oluşturulmuş bir biyoreaktör sistemini hiperpolarize ¹³C NMR spektroskopisi ile entegre ederek metabolik çalışmalar ve ilaç tarama uygulamaları için tekrarlanabilirliği ve kinetik doğruluğu artırır.

Hiperpolarize 13C NMR kullanarak canlı hücrelerde gerçek zamanlı metabolik tespit

Keşfedin hiperpolarize manyetik rezonans görüntüleme ile pirüvattan laktata dönüşüm ölçümü, çok bölmeli dinamik fantom kullanarak. Bu yöntem kanser tanısı ve metabolik süreçler için tekrarlanabilir deney koşulları sağlar.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Daha fazla video keşfet