Diese Methode bietet eine faszinierende Synthese von gallium-68 kerndotierten Nanopartikeln für die hybride PET/MR-Molekularbildgebung. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass die Synthese dank des Einsatzes der Mikrowellentechnologie schnell und vor allem vollständig reproduzierbar ist. Lösen Sie zunächst 75 Milligramm Eisenchlorid-Hexahydrat und 80 Milligramm Zitronensäure-Trinatriumsalz-Dihydrat in neun Milliliter Wasser auf.
Übertragen Sie die Mischung in einen Mikrowellen-angepassten Kolben. Laden Sie als Nächstes ein dynamisches Protokoll in die Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 Grad Celsius, die Zeit auf 10 Minuten, den Druck auf 250 psi und die Leistung auf 240 Watt ein.
Fügen Sie dem Reaktionsgemisch einen Milliliter Hydrazinhydrat hinzu. Starten Sie dann das Mikrowellenprotokoll. In der Zwischenzeit spülen Sie eine Gelfiltrationssäule mit 20 Milliliter destilliertem Wasser ab.
Sobald das Protokoll fertig ist und der Kolben auf Raumtemperatur abgekühlt ist, pipette 2,5 Milliliter der endgültigen Mischung auf die Säule und entsorgen Sie den Durchfluss. Anschließend drei Milliliter destilliertes Wasser in die Säule geben und die Nanopartikel in einem Kunststoffrohr sammeln. 75 Milligramm Eisenchlorid-Hexahydrat und 80 Milligramm Zitronensäure-Trinatriumsalz-Dihydrat in eine Durchstechflasche geben.
Elute den Gallium-68 Generator mit dem empfohlenen Volumen und Konzentration von Salzsäure nach dem Hersteller. Nach der Salzsäureinjektion im selbst abgeschirmten Generator werden vier Milliliter Gallium-68 Chlorid erhalten, die ohne weitere Verarbeitung einsatzbereit sind. Fügen Sie dem Mikrowellen-angepassten Kolben vier Milliliter Gallium-68 Chlorid hinzu.
Dann fünf Milliliter destilliertes Wasser in den Kolben pfeifen und gut vermischen. Laden Sie nun ein dynamisches Protokoll in die Mikrowelle. Stellen Sie die Temperatur auf 120 Grad Celsius, die Zeit auf 10 Minuten, den Druck auf 250 psi und die Leistung auf 240 Watt ein.
Fügen Sie dem Reaktionsgemisch einen Milliliter Hydrazinhydrat hinzu. Starten Sie dann das Mikrowellenprotokoll. In der Zwischenzeit spülen Sie eine Gelfiltrationssäule mit 20 Milliliter destilliertem Wasser ab.
Sobald das Protokoll fertig ist und der Kolben auf Raumtemperatur abgekühlt ist, pipette 2,5 Milliliter der endgültigen Mischung auf die Säule und entsorgen Sie den Durchfluss. Dann drei Milliliter destilliertes Wasser in die Säule geben und die Nanopartikel in einer Glasflasche sammeln. Um die hydrodynamische Größe der Gallium-68-Nanopartikel zu messen, pipette 60 Mikroliter der Probe in eine Küvette und führt drei dynamische Lichtstreuungsmessungen pro Probe durch.
Um die kolloidale Stabilität der Gallium-68-Nanopartikel zu bewerten, inkubieren Sie 500 Mikroliter der Probe in verschiedenen Puffern bei 37 Grad Celsius für unterschiedliche Zeiten, die von null bis 24 Stunden reichen. Zu den ausgewählten Zeiten 60 Mikroliter Aliquots auf Küvetten übertragen und deren hydrodynamische Größe messen. Um ein Gelfiltrationsradiochromatogramm zu erhalten, fraktionieren Sie die Elution aus der Größenausschlusssäule während des Gelfiltrationsreinigungsschritts in 500 Mikroliter-Aliquots.
Messen Sie dann die Radioaktivität, die in jedem Aliquot mit einem Aktivimeter vorhanden ist. Um die radiochemische Stabilität zu bestimmen, inkubieren Sie die Gallium-68-Nanopartikel im Mausserum 30 Minuten lang bei 37 Grad Celsius. Nach der Inkubation die Nanopartikel durch Ultrafiltration reinigen.
Messen Sie dann die Radioaktivität in den Nanopartikeln und Filtrat. Hydrodynamische Größendaten für die Gallium-68-Nanopartikel ergaben eine schmale Größenverteilung und eine mittlere hydrodynamische Größe von 7,9 Nanometern. Messungen von fünf verschiedenen Synthesen erwiesen sich als methodreproduzierbar.
Die hydrodynamische Größe von Gallium-68-Nanopartikeln, die in verschiedenen Medien von null bis 24 Stunden inkubiert wurden, zeigte keine signifikanten Veränderungen, was bedeutet, dass die Probe in verschiedenen Puffern und Seren stabil ist. Aufgrund der schnellen Erwärmung, die mit DerMikrowellentechnologie erzielt wird, bieten Nanopartikel ultrakleine Kerngrößen von etwa vier Nanometern. Elektronenmikroskopische Bilder zeigten homogene Kerngrößen und das Fehlen von Aggregation.
Das Gallium-68-Nanopartikel-Gelfiltrationschromatogramm zeigt einen Hauptradioaktivitätspeak, der den Nanopartikeln entspricht, und einen reduzierten Peak, der dem freien Gallium-68 entspricht. Die Radiolabel-Ausbeute betrug 92%, was in einer spezifischen Aktivität im Vergleich zu 7,1 Gigabecquerel pro Millimol von Eisen entspricht. Für fünf Gallium-68-Nanopartikelsynthesen wurde ein ausgezeichneter Längsschnittwert von 11,9 und ein bescheidener Entspannungswert von 22,9 ermittelt, was ein durchschnittliches Verhältnis von 1,9 ergibt, was bedeutet, dass Gallium-68-Nanopartikel ideal für T1-gewichtete MRT sind.
MR-Phantombilder bei verschiedenen Gallium-68-Nanopartikelkonzentrationen zeigen eine Erhöhung der Eisenkonzentration und einen positiven Kontrast. Eine steigende Eisenkonzentration impliziert eine steigende Gallium-68-Konzentration, und das PET-Signal wird immer intensiver. Der Einsatz der Mikrowellentechnologie ermöglicht die reproduzierbare und schnelle Synthese von Eisenoxid-Nanopartikeln für die multimodale Bildgebung.
Nach diesem Verfahren haben wir einen Tracer hergestellt, der für die gezielte molekulare Bildgebung mit PET-, T1-MRT- oder Hybridansätzen eingesetzt werden kann. Nach ihrer Entwicklung ebnet diese Technik den Weg für Forscher, den Einsatz von hybrider molekularer Bildgebung in Bereichen wie Onkologie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erforschen. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit radioaktiven Verbindungen extrem gefährlich sein kann, und Strahlenschutzvorkehrungen sollten immer während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.
