Bir Kullanarak Altın Nanopartiküller Verimli Radyoaktif bir Optimize Protokolü 125 I-etiketli Azid Protez Grubu
October 10th, 2016
125-etiketli azid sentezi ve bir bakır içermeyen tıklama reaksiyonu kullanılarak dibenzocyclooctyne (DBCO) -grubu ile konjüge edilmiş 13-mil ölçekli altın nanopartiküllerinin radyo-etiketlenmesi için ayrıntılı bir işlem tarif edilmektedir.
Bu protokolün genel amacı, suş destekli bakır serbest tıklama reaksiyonunu kullanarak radyoaktif iyot etiketli altın nano parçacıklar için verimli ve hızlı bir sentetik yöntem sağlamaktır. Bu yöntem, yaklaşık üç yıl etiketli radyo izotopunun sentezi ve ped veya spec görüntüleme çalışmaları için düzenli görüntüleme probları gibi radyokimya alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, mükemmel radyokimyasal verim ve radyokimyasal saflığa sahip azid protez grubunun kullanılmasıyla altın parçacıkları ile etiketlenmiş bir ila beş iyotun verimli bir şekilde sentezlenebilmesidir.
Radyo değerlendirme adımlarının öğrenilmesi zor olduğu için bu yöntemin görsel gösterimi çok önemlidir. Bu tür prosedürler uygun bir tesis gerektirdiğinden ve radyo etiketleme deneyimini ele aldığından. Çalışmanın yanı sıra, radyo öğrencisi Ha Eun Shim prosedürü gösterecek.
Radyo iyotlama reaksiyonunu gerçekleştirmek için 1.5 mL'lik bir tüpe öncü bir çözelti ekleyin. Oda sıcaklığında öncü çözeltiye 10 mikrolitre asetik asit ekleyin. Daha sonra reaksiyon karışımına 50 mikrolitrede 150 mega bekarel iyot 125, 0.1 molar sodyum hidroksit ekleyin.
Bir kloramin T çözeltisi ekleyin ve reaksiyon karışımını içeren mikrosantrifüj tüpünü kapatın. Reaksiyon karışımını, radyo iyotlama reaksiyonu tamamlanana kadar oda sıcaklığında on beş dakika inkübe edin. Daha sonra, radyo iyotlama reaksiyonunu söndürmek için reaksiyon karışımına bir sodyum metabisülfit çözeltisi ekleyin.
Ham üründen 0,2 mikrolitre çekin ve ardından yüksek performanslı sıvı kromatografisi veya HPLC analizi için su içinde 100 mikrolitre% 50 aseto nitril ile seyreltin. Seyreltilmiş ham ürünü, ters fazlı bir analitik radyo HPLC kullanarak analiz edin. Tüm reaksiyon karışımını bir HPLC şişesine aktarın.
Reaksiyon tüpünü 0.5 mL aseto nitril ile durulayın ve durulamayı aynı enjeksiyon şişesine ekleyin. Toplanan çözeltiyi bir mL su ile seyreltin. Ham ürünü onarıcı HPLC ile saflaştırmak için, ham ürünü bir hazırlayıcı radyo HPLC'ye enjekte edin.
İyot 125 etiketli azidi temsil eden radyoaktif zirveyi bir cam test tüpünde toplayın. Fraksiyonun radyo kimyasal verimini, üreticinin protokolüne göre bir radyoaktivite doz kalibratörü kullanarak ölçün. Daha sonra saflaştırılmış ürünü, ürünün radyo kimyasal saflığını belirlemek için aynı HPLC koşullarını kullanarak analitik bir radyo HPLC'ye enjekte edin.
Ürünün katı faz ekstraksiyonunu gerçekleştirmek için, istenen ürünü içeren fraksiyonu 40 mL saf su ile seyreltin. Seyreltilmiş çözeltiyi önceden koşullandırılmış bir TC18 kartuşuna ekleyin. Kartuşu ilave 15 mL su ile yıkayın.
2 mL aseton ile kartuşta sıkışan ürünü, kurşun bir kalkanla korunan 10 mL'lik bir cam şişeye boşaltın. Ayrıştırılan ürünün radyoaktivitesini, üreticinin protokolüne göre radyoaktivite doz kalibratörü kullanarak ölçün. Asetonu buharlaştırdıktan sonra, bir sonraki radyo etiketleme adımı için kalıntıyı 100 ila 200 mikrolitre DMSO ile çözün.
Metin protokolünde açıklandığı gibi DBCO grubu modifiye altın nanopartiküllerinin sentezini gerçekleştirin. Santrifüjleme kullanarak DBCO grubu modifiye altın nanopartiküllerin konsantre bir çözeltisini hazırlayın. Ve altın nano parçacıkların konsantrasyonunu iki mikro molar ile ayarlayın.
5 mikrolitre DMSO'da 4.1 mega bekarel iyot 125 etiketli azid, 50 mikrolitre 2 mikro molar altın nanopartikül süspansiyonuna ekleyin. Elde edilen reaksiyon karışımını 40 santigrat derecede 60 dakika inkübe edin. Ham üründen 0.2 mikrolitrelik bir alloquot çekin ve silika kodlu bir ince tabaka kromatografisi veya TLC plakası üzerine uygulayın.
Mobil faz olarak etil asetat kullanarak TLC plakasını geliştirin. TLC plakasını bir radyo TLC tarayıcısına yerleştirin ve üreticinin protokolüne göre radyo etiketleme reaksiyonunu izlemek için tarayıcıyı çalıştırın. İyot 125 etiketli altın nanopartikülleri içeren reaksiyon karışımını santrifüjleme ile saflaştırın.
Süpernatanı boşaltın ve altın nanoparçacık peletlerinin yeniden süspansiyonu için saf su ekleyin. Saflaştırılmış üründen 0.2 mikrolitrelik bir alloquot çekin ve silika kaplı bir TLC plakasına uygulayın. Mobil faz olarak etil asetat kullanarak TLC plakasını geliştirin.
TLC plakasını bir radyo TLC tarayıcısına yerleştirin ve üreticinin protokolüne göre iyot 125 etiketli altın nanopartiküllerin radyokimyasal verimini ve radyokimyasal saflığını belirlemek için tarayıcıyı çalıştırın. İyot 125 etiketli azid protez grubunun temsili sonuçları burada gösterilmektedir. Bir radyoaktivite doz kalibratörü kullanılarak %75'lik bir radyokimyasal verim belirlendi.
Analitik radyo HPLC sonucu, ürünün mükemmel radyokimyasal saflığını gösterir. İyot 125 etiketli altın nanopartikülün temsili sonuçları burada gösterilmektedir. Radyo TLC analizi, saflaştırılmış altın nano parçacığın hem radyokimyasal veriminin hem de saflığının %95'ten fazla olduğunu göstermektedir.Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde gerçekleştirilirse üç saat içinde yapılabilir.
Bu tekniğin etkileri, nükleer görüntüleme terapötik amaçları için çeşitli moleküler probların hazırlanmasına kadar uzanmıştır, çünkü mevcut yöntemdeki etiketleme kimyası oldukça verimli ve basittir. Radyoaktif iyotla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken her zaman daha hafif tuğlalar veya daha hafif ayakkabılar gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu protokol, radyoaktif iyot etiketli altın nanopartiküllerin oluşturulması için hızlı bir sentetik yöntemi, gerilim destekli bakırsız bir tıklama reaksiyonu kullanarak özetlemektedir. Teknik, radyoetiketleli görüntüleme problarının sentez verimliliğini artırmayı amaçlamaktadır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Radyokimya
- Nanopartikül sentezi
- Görüntüleme probları
Arka Plan
- Radyoaktif iyot etiketli nanopartiküller, görüntüleme çalışmaları için kritik öneme sahiptir.
- Bu nanopartiküllerin sentezi tipik olarak karmaşık prosedürleri içerir.
- Radyokimyasal verim ve saflığı artırmak için verimli yöntemlere ihtiyaç vardır.
- Görsel gösterimler, bu karmaşık tekniklerin anlaşılmasına yardımcı olabilir.
Çalışmanın Amacı
- 125I etiketli azid sentezlemek için ayrıntılı bir prosedür sağlamak.
- Altın nanopartiküllerin radyoetikelenmesini kolaylaştırmak.
- Bakırsız tıklama reaksiyonlarının kullanımının avantajlarını göstermek.
Kullanılan Yöntemler
- 125I etiketli azid sentezi.
- Dibenzosiklooktin (DBCO)-konjuge altın nanopartiküllerin radyoetikelenmesi.
- Gerilim destekli bakırsız bir tıklama reaksiyonunun kullanılması.
- Öğrenme sürecini destekleyen görsel gösterimler.
Ana Sonuçlar
- 1 ila 5 iyot etiketli altın nanopartikülün verimli sentezi.
- Yüksek radyokimyasal verim ve saflığın elde edilmesi.
- Eğitimli bir öğrenci tarafından prosedürün başarılı bir şekilde gösterilmesi.
- Radyo değerlendirme adımlarının daha iyi anlaşılması.
Sonuçlar
- Yöntem, radyoetiketleli nanopartiküllerin sentezlenmesi için güvenilir bir yaklaşım sağlar.
- Görsel gösterimler, etkili öğrenme için önemlidir.
- Bu teknik, radyokimya alanındaki araştırmaları önemli ölçüde ilerletebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
This protocol enables efficient radiolabeling of gold nanoparticles using a copper-free click reaction, supporting the development of molecular probes for nuclear imaging. The method enhances radiochemical yield and purity, which are critical for reliable imaging agent production in preclinical research. By streamlining radiolabeling workflows, it reduces timelines and technical barriers in radiopharmaceutical discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables rapid synthesis of imaging probes to interrogate biodistribution and target engagement in preclinical models.
- Operational Value: Uses a strain-promoted azide-alkyne cycloaddition that avoids copper catalysts, reducing potential nanoparticle toxicity and simplifying purification.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized radiolabeling approach for DBCO-functionalized nanomaterials, facilitating consistent probe generation across screening campaigns.
- Operational Value: Achieves >95% radiochemical yield and purity as measured by radio-TLC and radio-HPLC, ensuring assay readiness and reproducibility.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports preparation of molecular probes for SPECT imaging studies, enabling longitudinal tracking of nanoparticle distribution in disease models.
- Operational Value: The method can be completed in approximately three hours when performed proficiently, supporting iterative probe optimization in preclinical pipelines.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the early discovery to preclinical continuum, particularly for generating imaging probes used in target validation and pharmacokinetic studies.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing through radiolabeled nanoparticle tracking in biological systems.
- Screening: Delivers standardized, high-purity radiolabeled probes suitable for evaluating nanomaterial behavior in complex matrices.
- Analytics: Relies on radio-TLC and radio-HPLC for quantitative yield and purity assessment, supporting data-driven go/no-go decisions.
- Translational Research: Facilitates continuity from probe synthesis to preclinical imaging by ensuring radiochemical integrity.
- Enterprise Reuse: The copper-free click strategy is adaptable to other DBCO-containing nanomaterials, promoting platform reuse across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Improves predictive confidence in imaging studies by delivering consistently high radiochemical purity (>99%) and yield.
- Operational Value: Eliminates need for copper catalysts, simplifying reaction conditions and reducing metal contamination risks in radiopharmaceutical production.
- Strategic Value: Accelerates probe synthesis timelines, enabling faster iteration in lead identification and preclinical validation stages.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement by providing reliable imaging tools for assessing nanoparticle pharmacokinetics and target specificity.
Implementation Considerations
- Requires expertise in radiochemistry and safe handling of [125I]NaI under controlled conditions.
- Dependent on access to HPLC systems with radioactivity detection and radio-TLC scanners for product analysis.
- Necessitates standardized protocols for quenching, purification, and resuspension steps to ensure batch-to-batch consistency.
- Adaptation to other nanomaterial systems may require optimization of DBCO density and reaction incubation parameters.
- Radiation safety infrastructure, including lead shielding and dose calibrators, is essential for accurate quantification and personnel protection.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:08
Radiosynthesis of the 125I-labeled Azide Prosthetic Group
3:59
Radiolabeling of Dibenzocyclooctyne-group-modified Gold Nanoparticles via the Copper-free Click Reaction
5:53
Results: Validation of the Purified Radiolabeled Products
6:32
Conclusion
