Подготовка, очистка и характеристика комплексов лантанидов для использования в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансная томография
Summary
Мы демонстрируем металлирование, очистка и характеристика комплексов лантанидов. Комплексы, описанные здесь могут быть сопряженными с макромолекулами включить отслеживание этих молекул с помощью магнитно-резонансной томографии.
Abstract
Polyaminopolycarboxylate основе лигандов обычно используются для хелатных ионов лантанидов, и в результате комплексы могут использоваться в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Многие коммерчески доступные лигандов особенно полезны, поскольку они содержат функциональные группы, которые позволяют быстро, высокой чистоты и высокоурожайных конъюгации макромолекул и биомолекул с помощью амин-реактивного активированных эфиров и изотиоцианата групп или тиол-реактивного малеимидов. Хотя металлирование этих лигандов считается общеизвестным в области bioconjugation химии, тонкие различия в металлирование процедуры должны быть приняты во внимание при выборе металла исходных материалов. Кроме того, несколько вариантов для очистки и характеристики существует, и выбор наиболее эффективных процедур частично зависит от выбора исходных материалов. Эти тонкие различия часто пренебрегают в опубликованных протоколах. Здесь, наша цель заключается в демонстрации общих методов металлирование, очистка и характеристика комплексов лантанидов, которые могут быть использованы в качестве контрастных агентов для МРТ (рис. 1). Мы ожидаем, что эта публикация поможет биомедицинских ученые включить лантаноидов реакций комплексообразования в свой репертуар наиболее часто используемых реакций, облегчая выбор исходных материалов и методов очистки.
Protocol
Discussion
Учитывая растущее количество публикаций, которые включают лантаноидов основе контрастных веществ 4-14, важно, что приняты меры по подготовке, очистке, и характеризующие продукции, чтобы обеспечить воспроизводимые и сопоставимые результаты. Эти комплексы часто считается сложной, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы выражаем глубокую признательность запуска средства из Wayne State University (MJA), грант Американского фонда исследований старения (SMV) и Путь к независимости Карьера Переход Award (R00EB007129) из Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии из Национальных институтов здравоохранения (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 |
Referências
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Uppal, R., Caravan, P. Targeted probes for cardiovascular MR imaging. Future Med. Chem. 2, 451-470 (2010).
- Major, J. L., Meade, T. J. Bioresponsive, cell-penetrating, and multimeric MR contrast agents. Acc. Chem. Res. 42, 893-903 (2009).
- Datta, A., Raymond, K. N. Gd-hydroxypyridinone (HOPO)-based high-relaxivity magnetic resonance imaging (MRI) contrast agents. Acc. Chem. Res. 42, 938-947 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- Lauffer, R. B. Paramagnetic metal complexes as water proton relaxation agents for NMR imaging: theory and design. Chem. Rev. 87, 901-927 (1987).
- Yoo, B., Pagel, An overview of responsive MRI contrast agents for molecular imaging. Front. Biosci. 13, 1733-1752 (2008).
- Pandya, S., Yu, J., Parker, D. Engineering emissive europium and terbium complexes for molecular imaging and sensing. Dalton Trans. 23, 2757-2766 (2006).
- 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).
- 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).
- 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).
- León-Rodríguez, L. M. D., Kovacs, Z. The synthesis and chelation chemistry of DOTA-peptide conjugates. Bioconjugate Chem. 19, 391-402 (2008).
- 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).
