Summary

자기 공명 영상 준비, 정화하고, 명암 요원 이용 란탄족 단지의 특성화

Published: July 21, 2011
doi:

Summary

우리는 metalation, 정화 및 란탄족 단지의 특성을 보여줍니다. 여기에서 설명한 단지는 자기 공명 영상을 사용하여 이러한 분자의 추적 활성화 macromolecules하는 복합 수 있습니다.

Abstract

Polyaminopolycarboxylate 기반 리간드는 일반적으로 란탄족 이온을 킬레이트하는 데 사용하고, 그 결과 단지는 자기 공명 영상 (MRI)에 대한 대비를 대리인으로 유용합니다. 그들이 기능을 빠르고, 높은 순도를 허용 그룹 및 아민 반응 활성 에스테르 및 isothiocyanate 그룹 또는 thiol 반응 maleimides 통해 macromolecules 및 biomolecules에 높은 항복 활용을 포함하기 때문에 많은 상용 리간드 특히 유용합니다. 이러한 리간드의 metalation가 bioconjugation 화학, metalation 절차에 미묘한 차이의 분야에서 일반적인 지식으로 간주되는 동안 금속 시작 재료를 선택할 때 고려되어야합니다. 또한, 정화 및 특성이 존재하고, 가장 효과적인 절차의 선택에 대한 여러 옵션을 부분적으로 시작 물질의 선택에 따라 달라집니다. 이러한 미묘한 차이는 종종 출판 프로토콜에서 무시됩니다. 여기, 우리의 목표는 metalation, 정화하고, MRI (그​​림 1)에 대한 대비 에이전트로 사용할 수 있습니다 란탄족 단지의 특성화를위한 일반적인 방법을 입증하는 것입니다. 우리는이 책자는 생명 의학 과학자 시작 자료 및 정화 방법의 선택을 완화하여 일반적으로 사용되는 반응을 자신의 레퍼토리에 란탄족 complexation 반응을 통합할 수있게 것으로 기대합니다.

Protocol

1. LnCl 3 소금을 사용 Metalation 30-265 mm의 솔루션을 생산하기 위해 물속에 리간드를 해산. 리간드 2 – (4 – isothiocyanatobenzyl) diethylenetriamine pentaacetic의 산성 (P – SCN – BN – DTPA)는 73 mm의 농도에서이 비디오에 사용되었습니다. 1 M NH 4 OH를 추가하여 5.5 및 7.0 사이의 리간드의 솔루션의 산도를 조정합니다. 이 비디오에서, 1 M NH 4 OH 솔루션의 0.2 ML 사용되었다. <…

Discussion

란탄족 기반 대비 요원 4-14을 포함 출판물의 증가 감안할 때, 그것은 치료가, 준비 정화하고, 재현성과 유사한 결과를 보장하기 위해 제품을 특성화로 촬영하는 것이 중요합니다. 이 단지는 종종 정화하고 상자 성체의 자연과 bioconjugation 사용할 수있는 기능 그룹의 감도에 따라 유기 분자에 상대적 성격 도전 간주됩니다. 우리는 란탄족 단지의 합성, 정제 및 특성에 대한 일반적인 방법을 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 기꺼이 웨인 스테이트 유니버 시티 (MJA), 연구 (SMV)를 노화에 대한 미국 재단에서 부여하고 독립 직업 전환 의생명 이미징 국립 연구소에서 수상 (R00EB007129)과 국립 연구소의 생물로 패스에서 시작 자금을 인정 보건 (MJA).

Materials

Reagents and Equipment Company Catalogue number
EuCl3•6H2O Sigma-Aldrich 203254-5G
p-SCN-Bn-DTPA Macrocyclics B-305
ammonium hydroxide EMD 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, Inc. DLM-4-25
water purifier ELGA Purelab Ultra
high performance liquid chromatography and mass spectrometry Shimadzu LCMS-2010EV
relaxation time analyzer Bruker 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 Jobin Yvon Fluoromax-4
Molecular Weight Calculator version 6.46 by Matthew Monroe, downloaded October 17, 2009 http://ncrr.pnl.gov/software/ Molecular Weight Calculator

References

  1. Barge, A., Cravotto, G., Gianolio, E., Fedeli, F. How to determine free Gd and free ligand in solution of Gd chelates. A technical note. Contrast Med. Mol. Imaging. 1, 184-188 (2006).
  2. Nagaraja, T. N., Croxen, R. L., Panda, S., Knight, R. A., Keenan, K. A., Brown, S. L., Fenstermacher, J. D., Ewing, J. R. Application of arsenazo III in the preparation and characterization of an albumin-linked, gadolinium-based macromolecular magnetic resonance contrast agent. J. Neurosci. Methods. 157, 238-245 (2006).
  3. Supkowski, R. M., Horrocks, W. D. On the determination of the number of water molecules, q, coordinated to europium(III) ions in solution from luminescence decay lifetimes. Inorg. Chim. Acta. 340, 44-48 (2002).
  4. Menjoge, A. R., Kannan, R. M., Tomalia, D. A. Dendrimer-based drug and imaging conjugates: design considerations for nanomedical applications. Drug Discovery Today. 15, 171-185 (2010).
  5. Que, E. L., Chang, C. J. Responsive magnetic resonance imaging contrast agents as chemical sensors for metals in biology and medicine. Chem. Soc. Rev. 39, 51-60 (2010).
  6. Uppal, R., Caravan, P. Targeted probes for cardiovascular MR imaging. Future Med. Chem. 2, 451-470 (2010).
  7. Major, J. L., Meade, T. J. Bioresponsive, cell-penetrating, and multimeric MR contrast agents. Acc. Chem. Res. 42, 893-903 (2009).
  8. Datta, A., Raymond, K. N. Gd-hydroxypyridinone (HOPO)-based high-relaxivity magnetic resonance imaging (MRI) contrast agents. Acc. Chem. Res. 42, 938-947 (2009).
  9. León-Rodríguez, L. M. D., Lubag, A. J. M., Malloy, C. R., Martinez, G. V., Gillies, R. J., Sherry, A. D. Responsive MRI agents for sensing metabolism in vivo. Acc. Chem. Res. 42, 948-957 (2009).
  10. Castelli, D. D., Gianolio, E., Crich, S. G., Terreno, E., Aime, S. Metal containing nanosized systems for MR-molecular imaging applications. Coord. Chem. Rev. 252, 2424-2443 (2008).
  11. Caravan, P., Ellison, J. J., McMurry, T. J., Lauffer, R. B. Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: structure, dynamics, and applications. Chem. Rev. 99, 2293-2352 (1999).
  12. Lauffer, R. B. Paramagnetic metal complexes as water proton relaxation agents for NMR imaging: theory and design. Chem. Rev. 87, 901-927 (1987).
  13. Yoo, B., Pagel, An overview of responsive MRI contrast agents for molecular imaging. Front. Biosci. 13, 1733-1752 (2008).
  14. Pandya, S., Yu, J., Parker, D. Engineering emissive europium and terbium complexes for molecular imaging and sensing. Dalton Trans. 23, 2757-2766 (2006).
  15. Nwe, K., Xu, H., Regino, C. A. S., Bernardo, M., Ileva, L., Riffle, L., Wong, K. J., Brechbiel, M. W. A new approach in the preparation of dendrimer-based bifunctional diethylenetriaminepentaacetic acid MR contrast agent derivatives. Bioconjugate Chem. 20, 1412-1418 (2009).
  16. Nwe, K., Bernardo, M., Regino, C. A. S., Williams, M., Brechbiel, M. W. Comparison of MRI properties between derivatized DTPA and DOTA gadolinium-dendrimer conjugates. Bioorg. Med. Chem. 18, 5925-5931 (2010).
  17. Caravan, P., Das, B., Deng, Q., Dumas, S., Jacques, V., Koerner, S. K., Kolodziej, A., Looby, R. J., Sun, W. -. C., Zhang, Z. A lysine walk to high relaxivity collagen-targeted MRI contrast agents. Chem. Commun. , 430-432 (2009).
  18. León-Rodríguez, L. M. D., Kovacs, Z. The synthesis and chelation chemistry of DOTA-peptide conjugates. Bioconjugate Chem. 19, 391-402 (2008).
  19. Boswell, C. A., Eck, P. K., Regino, C. A. S., Bernardo, M., Wong, K. J., Milenic, D. E., Choyke, P. L., Brechbiel, M. W. Synthesis, characterization, and biological evaluation of integrin αVβ3-targeted PAMAM dendrimers. Mol. Pharm. 5, 527-539 (2008).

Play Video

Cite This Article
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).

View Video