This work was supported by grants from the National Research Foundation of Korea, funded by the government of the Republic of Korea, (Grant nos. 2012M2B2B1055245 and 2012M2A2A6011335) and by the RI-Biomics Center of Korea Atomic Energy Research Institute.

Achtung: Die oxidierte Form von radioaktivem Jod ist sehr volatil und mit ausreichenden Bleiabschirmungen und Blei Fläschchen behandelt werden. Alle radiochemischen Schritte sollten in einem gut belüfteten Holzkohle gefiltert Haube, und die experimentellen Verfahren müssen durchgeführt werden, durch Radioaktivität Detektionsgeräten überwacht werden. 1. Herstellung von Chemikalien und der Umkehrphasen - Patrone für die Synthese der 125 I-markiertem Azide <ol><li> Vorbereitung der Reagenzien in Lösung <ol><li> Man löst 1 mg des Azids Vorläufers (2) in 150 ul absolutem Ethanol (Abbildung 1). HINWEIS: Eine detaillierte Syntheseverfahren für die Azid - Vorläufers (2) wurde in der vorherigen Papier 22 ausgewiesen. </li><li> Man löst 1 mg Chloramin T in 20 ul 1x phosphatgepufferter Kochsalzlösung (pH = 7,4). </li><li> Man löst 2 mg Natriummetabisulfit in 20 &amp; mgr; l H 2 O. </li></ol></li><li> preparation der Patrone <ol><li> Waschen Sie die TC18 - Kartusche mit 10 ml absolutem Ethanol , gefolgt von 10 ml H 2 O Trocknen Sie nicht die Matrix der Patrone mit Luft. </li></ol></li></ol> 2. Radiosynthese des 125 I-markierten prosthetischen Gruppe Azid <ol><li> Radioiodierung Reaktion des Vorläufers <ol><li> Fügen Sie die Azid-Vorläufer-Lösung (1 mg in 150 ul absolutem Ethanol) und Essigsäure (10 ul) in ein 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen. </li><li> Mit 150 MBq [125 I] NaI in 0,1 M NaOH (50 ul) zu dem Reaktionsgemisch. </li><li> Fügen Sie eine Chloramin T-Lösung (1 mg in 20 ul 1x Phosphatpuffer-Salzlösung) und schließen Sie das Mikroröhrchen, das Reaktionsgemisch. </li><li> Inkubieren der Reaktionsmischung bei Raumtemperatur für 15 min, bis die Radioiodierung Reaktion abgeschlossen ist. </li><li> Fügen eine Natriummetabisulfit - Lösung (2 mg in 20 &amp; mgr; l H 2 O) zu der Reaktionsmischungdie Radioiodierung Reaktion zu quenchen. </li><li> Zurückzuziehen 0,2 &amp; mgr; l des Rohproduktes und dann verdünnt mit 100 &amp; mgr; l der Lösung (H 2 O / CH 3 CN, 1: 1) für die HPLC - Analyse. HINWEIS: Für alle HPLC - Experimente verwenden 0,1% Ameisensäure H 2 O (Lösungsmittel A) enthält , und 0,1% Ameisensäure enthält , Acetonitril (Lösungsmittel B) als Eluierungsmittel. </li><li> Analysieren Sie den verdünnten Rohprodukt durch eine Umkehrphasen-analytische Radio-HPLC unter Verwendung von (C18-Umkehrphasensäule; Fließgeschwindigkeit: 1 ml / min; Eluent Gradient: 20% Lösungsmittel B für 0-2 min, 20-80% Lösungsmittel B 2-22 min, 80-100% Lösungsmittel B für 22-23 min und 100% Lösungsmittel B für 23-28 min; Retentionszeit: 16,4 min) (Abbildung 2). </li></ol></li><li> Reinigung des Rohprodukts mit einer präparativen HPLC HINWEIS: Für ausreichend Blei Abschirmung um HPLC Teile wie den Injektor, Säule, Detektor, Sammelfläschchen und der Behälter, in dem das Abwasser aufgefangen wird. <ol><li> Ziehen Sie the gesamte Reaktionsgemisch in eine HPLC-Phiole. Spülen Sie das Reaktionsrohr mit Acetonitril (0,5 ml) und die Spülung in die gleiche Injektionsvial hinzuzufügen. Man verdünnt das gesammelte Lösung mit H 2 O (1 ml). </li><li> Spritzen Sie das Rohprodukt auf eine präparative HPLC-Radio (C18-Umkehrphasensäule; Fließgeschwindigkeit: 10 ml / min; Eluent Gradient: 20% Lösungsmittel B für 0-2 min, 20-80% Lösungsmittel B für 2-22 min, 80-100% Lösungsmittel B für 22-23 min und 100% Lösungsmittel B für 23-28 min). </li><li> Sammeln Sie die radioaktiven Peak , die die 125 I-markiertem Azid (1) (t R unter diesen HPLC - Bedingungen ist 17,8 bis 18,8 min) in ein Glasteströhrchen (Abbildung 2). </li><li> Messen Sie die radiochemische Ausbeute der Fraktion mit einer Radioaktivität Dosiskalibrator Verwendung gemäß dem Protokoll des Herstellers. </li><li> Injizieren des gereinigten Produkts auf eine analytische HPLC-Radio unter Verwendung der gleichen HPLC-Bedingungen für die radiochemische Reinheit des Produkts zu bestimmen. </li></ol></li><li> Festphasenextraktion des Produkts <ol><li> Verdünne die Fraktion mit dem gewünschten Produkt (1) mit 40 ml reinem H 2 O. </li><li> Fügen Sie die verdünnte Lösung in eine vorkonditionierte TC18 Patrone. </li><li> Die Kartusche wird mit einem zusätzlichen 15 ml H 2 O. </li><li> Eluieren des Produkts (1) eingefangen in der Kartusche mit 2 ml Aceton in einen 10-ml - Glasampulle , die durch eine Bleiabschirmung geschützt. Messen der Radioaktivität der eluierten Produkt eine Radioaktivität Dosiskalibrator Verwendung gemäß dem Protokoll des Herstellers. HINWEIS: Dimethylsulfoxid (DMSO) oder absolutem Ethanol kann auch zur Elution des Produkts aus der Patrone verwendet werden. Etwa 5-10% der Radioaktivität klebt normalerweise an der Patrone und der verbleibende radioaktiv markierte Produkt kann nicht vollständig durch die Verwendung von überschüssigen Mengen an organischen Lösungsmittel eluiert werden. </li><li> Man dampft das Aceton mit einem Strom von Stickstoff oder Argongas. </li><li> Man löst die Wiedersidue mit DMSO (100-200 ul) für den nächsten Schritt der radioaktiven Markierung. </li></ol></li></ol> 3. Synthese von DBCO-Gruppe konjugierte Goldnanopartikel <ol><li> Die Oberflächenmodifikation von 13 nm großen Goldnanopartikeln mit DBCO-Gruppen enthaltenden Polyethylenglykol <ol><li> Bereiten Natrium-Citrat-stabilisierten Goldnanopartikel (3) (durchschnittliche Größe = 13 nm) nach einem früheren Bericht 24. </li><li> Hinzufügen einer wässrigen Lösung von Tween 20 (1 mM, 1,5 ml) zu den Citrat stabilisiertem Goldnanopartikel (10 nM, 15 ml). Schütteln Sie die Lösung für 20 Minuten auf einem Orbitalschüttler. </li><li> Hinzufügen, um eine wässrige Lösung von DBCO gruppenhaltigen Polyethylenglykol-thiol (durchschnittliches Molekulargewicht = 5.000, 100 uM, 1,5 ml). Schütteln Sie die Lösung für 2 Stunden auf einem Schüttler. </li></ol></li><li> Reinigung der Goldnanopartikel DBCO gruppenmodifizierte <ol><li> Reinige die DBCO-Gruppe-modifizierten Goldnanopartikeln (4) &lt;/ Strong&gt; durch aufeinanderfolgende Zentrifugation (11.400 · g, 15 min x 3). </li><li> Den Überstand abgießen und fügen Sie reines Wasser für Aufwirbelung der Gold-Nanopartikel-Pellets. </li></ol></li></ol> 4. Die radioaktive Markierung von DBCO-group-modifizierten Goldnanopartikeln über die Kupferfreie Klick-Reaktion <ol><li> Synthese von 125 I-markiertem Goldnanopartikel mit dem 125 I-markiertes Azid (1) <ol><li> Bereiten Sie eine konzentrierte Lösung von DBCO-group-modifizierten Goldnanopartikeln durch Zentrifugation (11.400 · g, 15 min), und stellen Sie die Konzentration der Goldnanopartikel zu 2 uM. </li><li> Hinzufügen 4,1 MBq des 125 I-markiertem Azid (1) in DMSO (5 &amp; mgr; l) wurde zu einer Suspension von Goldnanopartikeln (4) (2 &amp; mgr; M, 50 &amp; mgr; l). </li><li> Inkubieren der resultierenden Reaktionsmischung bei 40 ° C für 60 min. </li><li> Ziehen Sie eine aliquote Menge (0,2 ul) aus dem Rohprodukt und wenden sie auf eine Silica-coATED Dünnschichtchromatographie (TLC) Platte. </li><li> Entwickeln Sie die DC-Platte unter Verwendung von Ethylacetat als mobile Phase. </li><li> Legen Sie die DC - Platte auf einem Radio-TLC - Scanner und führen Sie den Scanner die Radiomarkierungsreaktion (Abbildung 3) nach dem Protokoll des Herstellers zu überwachen. </li></ol></li><li> Die Reinigung des Rohproduktes <ol><li> Reinige das Reaktionsgemisch die 125 I-markierten Goldnanopartikel (4) durch Zentrifugation (11.400 xg, 15 min) enthielt. </li><li> Den Überstand abgießen und fügen Sie reines Wasser für Aufwirbelung der Gold-Nanopartikel-Pellets. </li><li> Ziehen Sie eine aliquote Menge (0,2 ul) aus dem gereinigten Produkt und wenden sie auf eine Silica-beschichteten TLC-Platte. </li><li> Entwickeln Sie die DC-Platte unter Verwendung von Ethylacetat als mobile Phase. </li><li> Legen Sie die DC - Platte auf einem Radio-TLC - Scanner und führen Sie den Scanner die radiochemische Ausbeute und radiochemische Reinheit des 125 I-markierten gol zu bestimmend Nanopartikel (4) (Figur 3) nach dem Protokoll des Herstellers. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Im allgemeinen ist die beobachtete radiochemischer Ausbeute des gereinigten 125 I-markiertem Azid (1) betrug 75 ± 10% (n = 8). Die radioaktiven Markierung wurde mit 50-150 MBq Radioaktivität durchgeführt, und die radiochemische Ergebnisse sind recht konsistent. Wenn [125 I] Nal (t 1/2 = 59,4 d) , die den radioaktiven Zerfall seit mehr als einem Monat unterzog sich in der Radioiodierungsverfahren Reaktion verwendet wird , wurde die radiochemische Ausbeute von 1 beobachtet werden leicht zurückgegangen (53-65%). Daher wird empfohlen , dass [125 I] NaI so bald verwendet werden , wie es hergestellt wird oder an das Labor geliefert , um optimierte radiochemischer Ausbeute zu erhalten. Darüber hinaus sollte eine frisch hergestellte Chloramin T-Lösung auch in der Reaktion verwendet werden, um die gewünschte radiochemischer Ausbeute zu erhalten. Da die Vorstufe (2) ziemlich hydrophob war, 150 ul absolutem Ethanol sollte 1 mg aufzulösen hinzugefügt werden <strong&gt; 2 in der Radioiodierungsverfahren Reaktion. Andernfalls könnte die gesamte Reaktionsmischung trüb werden , nachdem eine wässrige Lösung des Oxidationsmittels und [125 I] NaI hinzufügen. Verminderte Löslichkeit des Vorläufers führt oft zu gering radiochemische Ausbeute an 1. DMSO kann auch zum Lösen von 2 in der Radiomarkierungsschritt verwendet werden. Außerdem sollte Essigsäure zu der Vorläuferlösung zugesetzt werden, hoher radiochemischer Ausbeute bei der Radioiodierung Schritt zu erhalten. Vor der Verwendung von präparativer HPLC zur Reinigung des Rohproduktes 1 enthält, wobei die Umkehrphasen - HPLC - Säule muss mit Lösungsmitteln gewaschen A und B (Durchflussrate: 10 ml / min; Eluent Gradient: 100% Lösungsmittel B für 0-10 min, 100 -0% Lösungsmittel B für 10-25 min und 0% Lösungsmittel B für 25-30 min) Spurenmengen von Verunreinigungen aus dem System zu entfernen. Als nächstes wird die Umkehrphasen-HPLC-Säule mit 20% Lösungsmittel B Lösungsmittel A äquilibriert in 80% für mindestens 20 min zu erhalten,die konsequente Retentionszeit von 1. Die Fraktion gereinigter 1 enthält , sollte mit mehr als 4 - fache des Volumens von H 2 O in dem Festphasenextraktionsverfahren verdünnt werden. Ansonsten kann ein Teil des gereinigten Produkts nicht in der TC18 Patrone eingefangen werden. Wenn Aceton verwendet wird gereinigtes 1 aus der Kassette zu eluieren, kann das Endvolumen , indem sie mit einem Strom von Stickstoff oder Argongas bei Umgebungstemperatur Verdampfung von Aceton reduziert werden. Unter mehreren radioaktiven iodines wurde 125 I ausgewählt und in der aktuellen Forschung. Verschiedene Arten von Jod benötigen Radioisotopen getestet werden , um das vorliegende Verfahren in anderen biologischen und medizinischen Studien unter Verwendung von (zB 124 I für die PET - Bildgebung, 131 I für therapeutische Zwecke). Soweit wir verstehen, ist das vorliegende Protokoll radioaktiven Markierung der erste Bericht detaillierte syntheti- beschreibenc Schritte für eine Radiojod-markiertes Azidgruppe. Kürzlich veröffentlichten wir eine andere Azid prothetische Gruppe, die 23 eine andere Struktur hat. Jedoch das radiomarkierte Azid (1) in der aktuellen Methode etwas bessere Ergebnisse als die radiochemische einander vorgesehen in Bezug auf die Effizienz , mit radioaktiven Markierung DBCO Gruppen enthaltenden Molekülen. Bestehende prosthetische Gruppen (dh, N - Hydroxysuccinimid und Maleimid) für die Kennzeichnung von radioaktivem Jod konnte nicht Ortsspezifität bieten. Allerdings zeigt das vorliegende Verfahren unkompliziert Radiomarkierungseffizienz zusammen mit ausgezeichneten Bioorthogonalität. Da die azide funktionelle Gruppe in physiologischen Bedingungen sehr stabil zu sein , ist bekannt und in vivo Umgebungen kann das radiomarkierte Produkt (1) in pre-zielgerichtete in - vivo - Bildgebungsstudien verwendet werden. Wir gehen davon aus, dass diese Methode effizient sowohl in vitro angewendet werden und in - vivo - Jod - Radioisotop laBeling von Biomolekülen und Nanomaterialien, die eine verspannte Cyclooctin Struktur enthalten. Auf der Grundlage der spezifischen Radioaktivität von 1 ist das berechnete Molverhältnis von 125 I und Goldnanopartikel ~ . 1: 1 125 I-markiertem gold - Nanopartikel (4) in der molekularen Bildgebung und Biodistribution Studien von Nanomaterialien verwendet werden. Das gegenwärtige Verfahren kann auch an radioaktivem Jod Kennzeichnung verschiedener Größen und Formen von Gold-Nanomaterialien angewendet werden.

The strain-promoted copper-free click reaction between azides and cyclooctynes has been extensively applied to the efficient bioorthogonal labeling of a wide range of biomolecules, nanomaterials, and living subjects1-7. Due to the excellent site-specificity and rapid reaction rate of this conjugation reaction, it has also been used to synthesize radiolabeled tracers. A few 18F-labeled azide or DBCO prosthetic groups have been prepared for in vitro labeling of various cancers targeting peptides and antibodies, as well as for in vivo pre-targeted imaging of tumors8-13. In addition to these examples, the same conjugation reaction was applied to the metal-radioisotope-labeling of nanomaterials for positron emission tomography (PET) imaging studies14-16.
For several decades, radioactive iodines have been used for biomedical research and clinical trials through PET imaging (124I), single-photon emission computed tomography (SPECT) imaging (123I, 125I), and thyroid cancer treatment (131I)17-21. Therefore, an efficient method for radioactive iodine labeling is fundamentally important for various investigations, including molecular imaging studies, analysis of organ distribution of biomolecules, biomarker identification, and drug development. A copper-free click reaction strategy could be used in radioactive iodine labeling. However, this application has not been investigated as extensively as 18F-labeled biomolecules22-23. Here, we will provide a step-by-step protocol for the synthesis of an 125I-labeled azide for radiolabeling of DBCO-group-derived molecules. The procedures in the present report will include radioiodination of the stannylated precursor, purification steps with HPLC, and solid phase extraction. We also demonstrate efficient radiolabeling of DBCO-group-modified 13-nm-sized gold nanoparticles using the 125I-labeled azide. The detailed protocol in this report will help synthetic chemists understand a new radiolabeling methodology for the synthesis of radiolabeled products.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="683">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Chloramine T trihydrate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">402869</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:255px;">[125I]NaI in aq. NaOH</td>
			<td style="width:101px;">Perkin-Elmer</td>
			<td style="width:160px;">NEZ033A010MC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Sodium metabisulfite&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">S9000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Formic acid</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">251364</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Sep-Pak tC18 plus cartridge</td>
			<td style="width:101px;">Waters</td>
			<td>WAT036800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Dimethyl sulfoxide&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Acetone</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">650501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Ethanol</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">459844</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Gold(III) chloride trihydrate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">520918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Tween 20&#160;</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">P1379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">DBCO PEG SH (MW 5000)</td>
			<td style="width:101px;">NANOCS</td>
			<td style="width:160px;">PG2-DBTH-5k</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:255px;">TLC silica gel 60 F254</td>
			<td style="width:101px;">Merck</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Analytical HPLC</td>
			<td style="width:101px;">Agilent</td>
			<td style="width:160px;">1290 Infinity</td>
			<td>Model number</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Preparative HPLC</td>
			<td style="width:101px;">Agilent</td>
			<td style="width:160px;">1260 Infinity</td>
			<td>Model number</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Analytical C18 reverse-phase column</td>
			<td style="width:101px;">Agilent</td>
			<td style="width:160px;">Zorbax Eclipse XDB-C18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Preparative C18 reverse-phase column</td>
			<td style="width:101px;">Agilent</td>
			<td style="width:160px;">PrepHT XDB-C18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Radio TLC scanner</td>
			<td style="width:101px;">Bioscan</td>
			<td style="width:160px;">AR-2000</td>
			<td>Model number</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Radioisotope dose calibrator</td>
			<td style="width:101px;">Capintec, Inc</td>
			<td style="width:160px;">CRC -25R dose calibrator</td>
			<td>Model number</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an optimized protocol for the efficient radiolabeling of gold nanoparticles by using a 125i-labeled azide prosthetic group

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient radiolabeling of DBCO-group-functionalized gold nanoparticles using a copper-free click reaction. Radioiodination of the stannylated precursor (2) was carried out by using [125I]NaI and chloramine T as an oxidant at room temperature for 15 min. After HPLC purification of the crude product, the purified 125I-labeled azide (1) was obtained with high radiochemical yield (75 &plusmn; 10%, n = 8) and excellent radiochemical purity (&gt;99%). For the synthesis of radiolabeled 13-nm-sized gold nanoparticles, the DBCO-functionalized gold nanoparticles (3) were prepared by using a thiolated polyethylene glycol polymer. A copper-free click reaction between 1 and 3 gave the 125I-labeled gold nanoparticles (4) with more than 95% of radiochemical yield as determined by radio-thin-layer chromatography (radio-TLC). These results clearly indicate that the present radiolabeling method using a strain-promoted copper-free click reaction will be useful for the efficient and convenient radiolabeling of DBCO-group-containing nanomaterials.

Die Radioiodierung Reaktion des stannylierten Vorläufers (2) wurde unter Verwendung von 150 MBq [125 I] NaI, Essigsäure und Chloramin - T bei Raumtemperatur für 15 min das radiomarkierte Produkt bereitzustellen (1). Nach präparativer HPLC-Reinigung des rohen Gemisches wurde das gewünschte Produkt mit 75 ± 10% (n = 8) von radiochemischer Ausbeute. Analytische HPLC zeigte , dass die radiochemische Reinheit des 125 I-markierte Produkt war mehr als 99% (Abbildung 2), und die beobachtete spezifische Radioaktivität von Produkt 1 40,7 MBq / &amp; mgr; mol. Festphasenextraktion der Fraktion , die das gereinigte Produkt enthalten , durch die Kassette unter Verwendung bereitgestellt einer Acetonlösung von 1. Verwendung eines Stroms von Stickstoff oder Argongas, kann das organische Lösungsmittel verdampft werden, und dann kann der Rest wieder für den nächsten ste in DMSO oder absolutem Ethanol gelöst werden,Seite Für 125 I-Markierung von Polyethylenglykol-modifizierten Goldnanopartikeln, die DBCO-Gruppen modifizierte Gold - Nanopartikel wurden durch das Verfahren in Figur 1 gezeigt , hergestellt. Eine überschüssige Menge an Polyethylenglycol Thiol (MW 5.000) mit DBCO Gruppen wurde mit dem reagierten zitrierten stabilisierte 13-nm-Gold-Nanopartikel. Nach der Modifikationsschritt wurde das Produkt durch aufeinanderfolgende Zentrifugierung gereinigt , um die DBCO-funktionalisierte Goldnanopartikel (3) zu ergeben. In der radioaktiven Markierung Schritt wurde 3,7 MBq von 1 zu 2 &amp; mgr; M von 3 (~ 400 &amp; mgr; M der DBCO Gruppen) und die Markierungsreaktion wurde bei 40 ° C für 1 Stunde durchgeführt. Radio-TLC - Analyse zeigte , dass mehr als 95% von 1 mit den DBCO-Gruppe funktionalisierte Gold - Nanopartikel (3) innerhalb von 60 min umgesetzt wurde. Die Reaktion wurde für 60 min durchgeführt und dann das Rohprodukt wurde purified durch Zentrifugation. 125 I-markiertem Gold - Nanopartikel (4) wurden mit&gt; 99% (n = 4) radiochemische Ausbeute erhalten , wie durch Radio TLC (Figur 3) bestimmt. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54759/54759fig1.jpg" /> Abbildung 1. Radiosynthese des 125 I-markiertem Azid (1) und 125 I-markiertem gold - Nanopartikel (4). Reagenzien und Bedingungen: (a) [125 I] NaI, Essigsäure, Chloramin T, RT, 15 min, 75 ± 10% (n = 8) radiochemische Ausbeute; (B) DBCO-PEG-SH (MW 5.000), H 2 O, RT, 2 h; ~ 40 ° C, 60 min,&gt; 99% radiochemischer Ausbeute. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54759/54759fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54759/54759fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img al<html> t = &quot;2&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54759 / 54759fig2.jpg&quot; /&gt; Abbildung 2. Analytische HPLC - Chromatogramm des 125 I-markiertem Azid (1). (A) Radiochromatogramm des Rohproduktes. (B) Radiochromatogramm des gereinigten Produkts. (C) UV - Chromatogramm (254 nm) des gereinigten Produkts. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54759/54759fig2large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54759/54759fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54759/54759fig3.jpg" /> Abbildung 3. Funk TLC Ergebnisse der 125 I-markierten Goldnanopartikel (4) (R f 4 = 0,05, R f 1 = 0,45, Eluent: Ethylacetat) , (a) nach einer 60 min Reaktion und (b) nach der Reinigung./ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54759/54759fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

Ein detailliertes Verfahren für die Synthese eines 125 I-markierten Azid und die radioaktiven Markierung von dibenzocyclooctyne (DBCO) -Gruppe-konjugierten, 13 nm große Goldnanopartikel einen kupferfreien Klick - Reaktion beschrieben.

Ein optimiertes Protokoll für die effiziente radioaktive Markierung von Gold-Nanopartikeln durch eine Verwendung von<sup&gt; 125</sup&gt; I-markiertem Azide prosthetische Gruppe

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

8.1K Aufrufe.  Korea Atomic Energy Research Institute.  Ein detailliertes Verfahren für die Synthese eines 125 I-markierten Azid und die radioaktiven Markierung von dibenzocyclooctyne (DBCO) -Gruppe-konjugierten, 13 nm große Goldnanopartikel einen kupferfreien Klick - Reaktion beschrieben. 

Serie: An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

Stabilizing Hepatocellular Phenotype Using Optimized Synthetic Surfaces

Currently, one of the major limitations in cell biology is maintaining differentiated cell phenotype. Biological matrices are commonly used for culturing and maintaining primary and pluripotent stem cell derived hepatocytes. While biological matrices are useful, they permit short term culture of hepatocytes, limiting their widespread application. We have attempted to overcome the limitations using a synthetic polymer coating. Polymers represent one of the broadest classes of biomaterials and possess a wide range of mechanical, physical and chemical properties, which can be fine-tuned for purpose. Importantly, such materials can be scaled to quality assured standards and display batch-to-batch consistency. This is essential if cells are to be expanded for high through-put screening in the pharmaceutical testing industry or for cellular based therapy. Polyurethanes (PUs) are one group of materials that have shown promise in cell culture. Our recent progress in optimizing a polyurethane coated surface, for long-term culture of human hepatocytes displaying stable phenotype, is presented and discussed.

This article will focus on developing polymer coated surfaces for long-term, stable culture of stem cell derived human hepatocytes.

Stabilisierung Leberzell Phänotyp mit optimierten Surfaces

Currently, one of the major limitations in cell biology is maintaining differentiated cell phenotype. Biological matrices are commonly used for culturing ...

Forschung

Chemie

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

Eine einfache Methode für die Größe kontrollierte Synthese von stabilen Oligomere Cluster von Goldclustern unter Umgebungsbedingungen

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray coating. These nanoparticles are produced by the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate on the surface of cereal protein (gliadin) molecules. Alkyl cyanoacrylate is a monomer that instantly polymerizes at RT when it is applied to the surface of materials. Its polymerization reaction is initiated by the trace amounts of weakly basic or nucleophilic species on the surface, including moisture. Once polymerized, the polymerized alkyl cyanoacrylates show a strong affinity with the object materials because nitrile groups are in the backbone of poly (alkyl cyanoacrylate). Proteins also work as initiator for this polymerization because they contain amine groups that can initiate the polymerization of cyanoacrylate. If aggregated protein is used as an initiator, protein aggregate is surrounded by the hydrophobic poly(alkyl cyanoacrylate) chains after the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate. By controlling the experimental condition, particles in the nanometer range are produced. The produced nanoparticles readily adsorb to the surface of most materials including glass, metals, plastics, wood, leather, and fabrics. When the surface of a material is sprayed with the produced nanoparticle suspension and rinsed with water, the micellar structure of nanoparticle changes its conformation, and the hydrophilic proteins are exposed to the air. As a result, the nanoparticle-coated surface changes to hydrophilic.

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic. The produced nanoparticle is an assembly of gliadin-cyanoacrylate diblock copolymers. Spray coating with the produced nanoparticle changes the surface of target material to a hydrophilic surface.

Ein Protokoll zur Herstellung von Gliadin-cyanacrylat Nanopartikel für die hydrophile Beschichtung

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

Ein einfaches und effizientes Protokoll für die katalytische Insertion Polymerisation von Functional Norbornene

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

Ein Protokoll für sichere Lithiierungen Mit Organolithiumreagentien

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

Schnelle Nanoprobe Signal-Verbesserung durch In Situ -Gold-Nanopartikel-Synthese

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and characterize microbial communities in environmental and biological systems. These measurements are even enabling enhanced analyses of complex soil microbial communities, which are the most complex microbial systems known to date. Multi-omic analyses, however, do have sample preparation challenges, since separate extractions are typically needed for each omic study, thereby greatly amplifying the preparation time and amount of sample required. To address this limitation, a 3-in-1 method for the simultaneous extraction of metabolites, proteins, and lipids (MPLEx) from the same soil sample was created by adapting a solvent-based approach. This MPLEx protocol has proven to be both simple and robust for many sample types, even when utilized for limited quantities of complex soil samples. The MPLEx method also greatly enabled the rapid multi-omic measurements needed to gain a better understanding of the members of each microbial community, while evaluating the changes taking place upon biological and environmental perturbations.

A protocol is presented for simultaneously extracting metabolites, proteins, and lipids from a single soil sample, allowing reduced sample preparation times and enabling multi-omic mass spectrometry analyses of samples with limited quantities.

Das MPLEx-Protokoll für Multi-Omic Analysen von Bodenproben

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em = 640 nm) of BSA-Au(III) complexes. The method adjusts the pH to show that the emergence of the red fluorescence is correlated with the pH-induced equilibrium transitions of the BSA conformations. Red fluorescent BSA-Au(III) complexes can only be formed with an adjustment of pH at or above 9.7, which corresponds to the &#34;A-form&#34; conformation of BSA. The protocol to adjust the BSA to Au molar ratio and to monitor the time-course of the process of Au(III) binding is described. The minimum number of Au(III) per BSA, to produce the red fluorescence, is less than seven. We describe the protocol in steps to illustrate the presence of multiple Au(III) binding sites in BSA. First, by adding copper (Cu(II)) or nickel (Ni(II)) cations followed by Au(III), this method reveals a binding site for Au(III) that is not the red fluorophore. Second, by modifying BSA by thiol capping agents, another nonfluorophore-forming Au(III) binding site is revealed. Third, changing the BSA conformation by cleaving and capping of the disulfide bonds, the possible Au(III) binding site(s) are illustrated. The protocol described, to control the BSA conformations and Au(III) binding, can be generally applied to study the interactions of other proteins and metal cations.

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of GoldIII

The protocols for studying the binding of gold cations (Au(III)) to various conformations of bovine serum albumin (BSA) as well as for characterizing the conformational dependent unique BSA-Au fluorescence are presented.

Luminophor Bildung in verschiedenen Konformationen von Rinderserumalbumin durch Bindung von Gold(III)

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of their interactions with cell membranes, lipid bilayers, and viruses. The hydrophilic ligands make these particles colloidally stable in aqueous solutions and the combination with hydrophobic ligands creates an amphiphilic particle that can be loaded with hydrophobic drugs, fuse with the lipid membranes, and resist nonspecific protein adsorption. Many of these properties depend on nanoparticle size and the composition of the ligand shell. It is, therefore, crucial to have a reproducible synthetic method and reliable characterization techniques that allow the determination of nanoparticle properties and the ligand shell composition. Here, a one-phase chemical reduction, followed by a thorough purification to synthesize these nanoparticles with diameters below 5 nm, is presented. The ratio between the two ligands on the surface of the nanoparticle can be tuned through their stoichiometric ratio used during synthesis. We demonstrate how various routine techniques, such as transmission electron microscopy (TEM), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry, are combined to comprehensively characterize the physicochemical parameters of the nanoparticles.

Amphiphilic gold nanoparticles can be used in many biological applications. A protocol to synthesize gold nanoparticles coated by a binary mixture of ligands and a detailed characterization of these particles is presented.

Synthese und Charakterisierung von amphiphilen Gold-Nanopartikeln

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the designing of poly(ethylenimine) grafted with polyethylene glycol (PEI-g-PEG) copolymer functionalized gold nanoparticles (AuNPs) with loaded aptamer (AS1411) and DOX through amide reactions. AS1411 is specifically bonded with targeted nucleolin receptors on cancer cells so that DOX targets cancer cells instead of healthy cells. First, PEG is carboxylated, then grafted to branched PEI to obtain a PEI-g-PEG copolymer, which is confirmed by 1H NMR analysis. Next, PEI-g-PEG copolymer coated gold nanoparticles (PEI-g-PEG@AuNPs) are synthesized, and DOX and AS1411 are covalently bonded to AuNPs gradually via amide reactions. The diameter of the prepared AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs is ~39.9 nm, with a zeta potential of -29.3 mV, indicating that the nanoparticles are stable in water and cell medium. Cell cytotoxicity assays show that the newly designed DOX loaded AuNPs are able to kill cancer cells (A549). This synthesis demonstrates the delicate arrangement of PEI-g-PEG copolymers, aptamers, and DOX on AuNPs that are achieved by sequential amide reactions. Such aptamer-PEI-g-PEG functionalized AuNPs provide a promising platform for targeted drug delivery in cancer therapy.

In this protocol, doxorubicin-loaded AS1411-g-PEI-g-PEG modified gold nanoparticles are synthesized via three-step amide reactions. Then, doxorubicin is loaded and delivered to target cancer cells for cancer therapy.

Synthese von Aptamer-PEI-g-PEG Modifizierte Gold-Nanopartikel, die mit Doxorubicin für die gezielte Arzneimittelabgabe geladen werden

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the ...