The financial support of the Max-Planck Society, the Turkish Ministry of National Education (PhD fellowship to S. G.), and the German Exchange Academic Service (DAAD, PhD fellowship to T. S.) are gratefully acknowledged.

<ol>
	<li>Merbach, A. E., Helm, L., T&#243;th, &. #. 2. 0. 1. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging. 2nd ed. , (2013).</li><li>Geraldes, C. F. G. C., Laurent, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+and+basic+properties+of+contrast+agents+for+magnetic+resonance+imaging.">Classification and basic properties of contrast agents for magnetic resonance imaging.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 4 (1), 1-23 (2009).</li><li>Caravan, P., Ellison, J. J., McMurry, T. J., Lauffer, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gadolinium(III)+chelates+as+MRI+contrast+agents:+Structure,+dynamics,+and+applications.">Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: Structure, dynamics, and applications.</a> Chem. Rev. 99 (9), 2293-2352 (1999).</li><li>Villaraza, A. J. L., Bumb, A., Brechbiel, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macromolecules,+Dendrimers,+and+Nanomaterials+in+Magnetic+Resonance+Imaging:+The+Interplay+between+Size,+Function,+and+Pharmacokinetics.">Macromolecules, Dendrimers, and Nanomaterials in Magnetic Resonance Imaging: The Interplay between Size, Function, and Pharmacokinetics.</a> Chem. Rev. 110 (5), 2921-2959 (2010).</li><li>Langereis, S., Dirksen, A., Hackeng, T. M., van Genderen, M. H. P., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendrimers+and+magnetic+resonance+imaging.">Dendrimers and magnetic resonance imaging.</a> New J. Chem. 31 (7), 1152-1160 (2007).</li><li>G&#252;nd&#252;z, S., Power, A., Maier, M. E., Logothetis, N. K., Angelovski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Characterization+of+a+Biotinylated+Multivalent+Targeted+Contrast+Agent.">Synthesis and Characterization of a Biotinylated Multivalent Targeted Contrast Agent.</a> ChemPlusChem. 80 (3), 612-622 (2015).</li><li>Pope, S. J. A., Kenwright, A. M., Heath, S. L., Faulkner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+luminescence+properties+of+a+kinetically+stable+dinuclear+ytterbium+complex+with+differentiated+binding+sites.">Synthesis and luminescence properties of a kinetically stable dinuclear ytterbium complex with differentiated binding sites.</a> Chem. Commun. (13), 1550-1551 (2003).</li><li>Vibhute, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+pH-sensitive,+biotinylated+MRI+contrast+agents+and+their+conjugates+with+avidin.">Synthesis and characterization of pH-sensitive, biotinylated MRI contrast agents and their conjugates with avidin.</a> Org. Biomol. Chem. 11 (8), 1294-1305 (2013).</li><li>Vogel, A. I., Furniss, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vogel's textbook of practical organic chemistry. 5th ed. , (1989).</li><li>Lundanes, E., Reubsaet, L., Greibrokk, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chromatography : basic principles, sample preparations and related methods. , (2013).</li><li>Barge, A., Cravotto, G., Gianolio, E., Fedeli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+determine+free+Gd+and+free+ligand+in+solution+of+Gd+chelates.+A+technical+note.">How to determine free Gd and free ligand in solution of Gd chelates. A technical note.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 1 (5), 184-188 (2006).</li><li>Keeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Understanding NMR spectroscopy. 2nd ed. , (2010).</li><li>Hillenkamp, F., Peter-Katalini&#263;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MALDI MS : a practical guide to instrumentation, methods and applications. , (2007).</li><li>Peters, J. A., Huskens, J., Raber, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lanthanide+induced+shifts+and+relaxation+rate+enhancements.">Lanthanide induced shifts and relaxation rate enhancements.</a> Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 28, 283-350 (1996).</li><li>Averill, D. J., Garcia, J., Siriwardena-Mahanama, B. N., Vithanarachchi, S. M., Allen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation,+Purification,+and+Characterization+of+Lanthanide+Complexes+for+Use+as+Contrast+Agents+for+Magnetic+Resonance+Imaging.">Preparation, Purification, and Characterization of Lanthanide Complexes for Use as Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging.</a> J. Vis. Exp. (53), e2844 (2011).</li><li>Hagberg, G. E., Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+r1+and+r2+relaxivity+of+gadolinium-based+contrast+agents+on+the+T1-weighted+MR+signal+at+increasing+magnetic+field+strengths.">Effect of r1 and r2 relaxivity of gadolinium-based contrast agents on the T1-weighted MR signal at increasing magnetic field strengths.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 8 (6), 456-465 (2013).</li><li>Boswell, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis,+characterization,+and+biological+evaluation+of+integrin+alpha(v)beta(3)-targeted+PAMAM+dendrimers.">Synthesis, characterization, and biological evaluation of integrin alpha(v)beta(3)-targeted PAMAM dendrimers.</a> Mol. Pharmaceut. 5 (4), 527-539 (2008).</li><li>Sherry, A. D., Caravan, P., Lenkinski, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primer+on+Gadolinium+Chemistry.">Primer on Gadolinium Chemistry.</a> J. Magn. Reson. Imaging. 30 (6), 1240-1248 (2009).</li><li>Caki&#263;, N., G&#252;nd&#252;z, S., Rengarasu, R., Angelovski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+strategies+for+preparation+of+cyclen-based+MRI+contrast+agents.">Synthetic strategies for preparation of cyclen-based MRI contrast agents.</a> Tetrahedron Lett. 56 (6), 759-765 (2015).</li><li>Polasek, M., Hermann, P., Peters, J. A., Geraldes, C. F. G. C., Lukes, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PAMAM+Dendrimers+Conjugated+with+an+Uncharged+Gadolinium(III)+Chelate+with+a+Fast+Water+Exchange:+The+Influence+of+Chelate+Charge+on+Rotational+Dynamics.">PAMAM Dendrimers Conjugated with an Uncharged Gadolinium(III) Chelate with a Fast Water Exchange: The Influence of Chelate Charge on Rotational Dynamics.</a> Bioconjugate Chem. 20 (11), 2142-2153 (2009).</li><li>Ali, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+relaxometric+studies+of+a+dendrimer-based+pH-responsive+MRI+contrast+agent.">Synthesis and relaxometric studies of a dendrimer-based pH-responsive MRI contrast agent.</a> Chem. Eur. J. 14 (24), 7250-7258 (2008).</li><li>Jackson, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+dendrimer+molecules+by+transmission+electron+microscopy+(TEM):+Staining+methods+and+Cryo-TEM+of+vitrified+solutions.">Visualization of dendrimer molecules by transmission electron microscopy (TEM): Staining methods and Cryo-TEM of vitrified solutions.</a> Macromolecules. 31 (18), 6259-6265 (1998).</li><li>Jain, K., Kesharwani, P., Gupta, U., Jain, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendrimer+toxicity:+Let's+meet+the+challenge.">Dendrimer toxicity: Let's meet the challenge.</a> Int. J. Pharm. 394 (1-2), 122-142 (2010).</li><li>Rudovsky, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PAMAM+dendrimeric+conjugates+with+a+Gd-DOTA+phosphinate+derivative+and+their+adducts+with+polyaminoacids:+The+interplay+of+global+motion,+internal+rotation,+and+fast+water+exchange.">PAMAM dendrimeric conjugates with a Gd-DOTA phosphinate derivative and their adducts with polyaminoacids: The interplay of global motion, internal rotation, and fast water exchange.</a> Bioconjugate Chem. 17 (4), 975-987 (2006).</li><li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+improved+syntheses+of+dendrimer-based+magnetic+resonance+imaging+contrast+agents:+New+bifunctional+diethylenetriaminepentaacetic+acid+ligands+and+nonaqueous+conjugation+chemistry.">Toward improved syntheses of dendrimer-based magnetic resonance imaging contrast agents: New bifunctional diethylenetriaminepentaacetic acid ligands and nonaqueous conjugation chemistry.</a> J. Med. Chem. 50 (14), 3185-3193 (2007).</li><li>Nwe, K., Bryant, L. H., Brechbiel, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(amidoamine)+Dendrimer+Based+MRI+Contrast+Agents+Exhibiting+Enhanced+Relaxivities+Derived+via+Metal+Preligation+Techniques.">Poly(amidoamine) Dendrimer Based MRI Contrast Agents Exhibiting Enhanced Relaxivities Derived via Metal Preligation Techniques.</a> Bioconjugate Chem. 21 (6), 1014-1017 (2010).</li><li>Livramento, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+in+vivo+MRI+assessment+of+a+self-assembled+metallostar+compound+endowed+with+a+remarkable+high+field+relaxivity.">First in vivo MRI assessment of a self-assembled metallostar compound endowed with a remarkable high field relaxivity.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 1 (1), 30-39 (2006).</li><li>Norek, M., Kampert, E., Zeitler, U., Peters, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+of+the+Size+of+Dy2O3+Nanoparticles+for+Optimal+Performance+as+an+MRI+Contrast+Agent.">Tuning of the Size of Dy2O3 Nanoparticles for Optimal Performance as an MRI Contrast Agent.</a> J. Am. Chem. Soc. 130 (15), 5335-5340 (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

הכנת חומר ניגוד MRI dendrimeric דורשת בחירה מתאימה של יחידת monomeric (כלומר, chelator לאלוקים (III)). הם מפחיתים את הרעילות של יון פאראמגנטיים זה, עד כה, מגוון רחב של אציקליות ו chelators macrocyclic לשרת מטרה זו 1-3. בין אלה, chelators DOTA מסוג macrocyclic להחזיק את היציבות התרמודינמית הגבוהה ביותר אדישות הקינטית, ומכאן, הם הבחירה המועדפת ביותר לעריכת חומר ניגוד MRI אינרטי 1,18. יתר על כן, הם נוטים טרנספורמציות סינטטיות שונות, אשר לגרום chelators bifunctional, מסוגלים קשר מולקולות פונקציונליות שונות (למשל, וקטורי מיקוד או נישא ננו) ועדיין להרכיב אלוקים יציב (III) קומפלקסים 19. לשם כך, יחידת monomeric מסוג DOTA המתוארים בהליך זה הוכן אסתר טרט -butyl DO3A-, המבשר נפוץ וזמין, ושל הנגזר ברומיד שלהחומצה butanoic 4- (4-nitrophenyl). מולקולה זו נגזרה DOTA ו בעל מבנה דומה לתאם אלוקים (III). השינוי הסינטטי שמטרתה להפוך chelator זה נוטה צימוד תגובות מולקולות נושאות פונקציונליות שונות. כלומר, הכנת תוצאות המולקולה השונה DOTA בתוך chelator עדיין עם ארבע קבוצות קרבוקסיליות זמינות לתיאום לאלוקים (III) כדי ליצור תסביך אינרטי וקבוצת nitrophenyl מאונכת, אשר בעת ההמרה מייחסת chelator זו אל פני שטח dendrimer. הליך זה גם מאפשר גמישות בבחירת הקבוצה תגובתי אורתוגונלי (למשל, NH 2 או COOH), אשר יכול לשמש כדי זוג אלוקי (III) chelator על מפעיל רצוי בצורה מועדפת. Chelator bifunctional מתקבל ניתן מצמיד את המולקולות אחרות בשתי דרכים שונות (כלומר, נהלים סינטטיים). כשהקבוצה נטר מצטמצמת לקבוצת אמינו, אנילין וכתוצאה מכך יכול תחתללכת תגובת דחיסה עם הקבוצה חומצה קרבוקסילית של המולקולה 8 אחרים. יתר על כן, לקבוצה פונקציונלית אמינה העיקרי ארומטיים בנוכחות thiophosgene ניתן להמיר בקלות לתוך isothiocyanate, קבוצה אשר מגיבה בקלות עם אמינים בממסים קוטביים אורגניים כמו גם מים, והוא מציע אפשרויות תגובה יותר עבור הצימוד של יחידות monomeric כדי dendrimers 17 , 20,21. עבור צימוד chelator bifunctional למוביל dendrimeric, פיגום dendrimeric מתאים צריך להיות מסומן. מספר גורמים הקשורים למבנה המצומד dendrimer הסופי ואת היישום הרצוי יטופלו בשלב זה. בשל זמינות מסחרית רחבה של ספקי dendrimeric, מוצרים עם מבני ליבה שונים, קבוצות תגובתי-פני שטח, או דורות יכולים להיבחר. כתוצאה מכך, תגובת הנטייה תהיה תלויה בקבוצת השטח של dendrimer והקבוצה המאונכת של chelator, בעודהמצומד הסופי עשוי להיות נייטרלי, טעונה, או יש בגדלים שונים (עד 15-20 ננומטר, בהתאם הדור dendrimer) 22. כל ההיבטים הללו צריכים להילקח בחשבון לפני הכנת CA dendrimeric, שכן הם עלולים להשפיע על מסיסות, relaxivity (שיפור אות MRI), דיפוזיה, ומאפיינים pharmacokinetic אחרים של חומר ניגוד, אשר יכול לסכן את יישומו MRI. למשל, dendrimers קטיוני עשוי להפגין רעילות במערכות ביולוגיות. עם זאת, אפקט זה יכול להיות מופחת על ידי נטיה של קבוצות בעלי מטען שלילי על פני השטח dendrimer, ובכך להפחית מטען חיובי הכולל שלהם 23. בפרוטוקול זה, הכנו את חומר ניגוד dendrimeric DCA באמצעות ההליך בו קבוצת isothiocyanate של מאקרו-ציקלי monomeric 4 הייתה מצמיד את קבוצות משטח אמינות מסחרי cystamine ליבות G4-Pamam מצויד 64 עיקריות. הטיהור הראשונית של hydrophobic dendrimeric המוצר 5 בוצע על ידי כרומטוגרפיה ג&#39;ל באמצעות טור עם מדיום מתנול סינון ג&#39;ל lipophilic כמו eluent כדי להסיר את רוב יחידות monomeric unreacted. הידרוליזה של אסטרים t -butyl עם חומצה פורמית היא פשוטה, וכתוצאה מכך מוצר dendrimeric מסיסים במים שניתן מטוהרים עם כרומטוגרפיה בגודל הדרה באמצעות מצע סינון ג&#39;ל הידרופילי. Complexation של chelators Multimeric ו dendrimeric עם אלוקים (III) בוצע תוך שמירה על הפתרון ב- pH ניטראלי על מנת להקל על ההיווצרות המורכבת. אחרת, complexation של הקב&quot;ה (III) (מוסף כמו מלח כלוריד) מפחית את רמת החומציות, להאט את התגובה. לבסוף, ראוי לציין כי קבוצות אמינות בליבת dendrimer גם נוטות לתאם עם האלוקים (III), אבל רק עם העודף שלא ניתן היה chelated עם יחידות DOTA. הימנעות בנוכחות הקב&quot;ה (III) מחוץ chelator DOTA חיוני משום leakage של הקב&quot;ה (III) מן CA עשויות להיות השפעות בלתי רצויות; כלומר, זה יכול לגרום לרעילות in vivo 18. אלוקי העודף (III) ניתן להסיר ביעילות על ידי complexation עם EDTA ואחריו אולטרה סינון של GdEDTA ו EDTA בחינם באמצעות 3 משקל מולקולרי kDa חתוך מסננים (MWCO). מסנני MWCO תחתונים עשויים לשמש כאשר conjugates dendrimeric מקבלות משקל מולקולרי נמוך. ישנן שתי בעיות פתרון בעיות עיקריות הקשורות בהכנת DCA. בשל ההשפעה הרחבה גדולה של הקב&quot;ה (III) על אותות תמ&quot;ג, הניתוח של DCA באמצעות ספקטרוסקופיית NMR הוא לא אינפורמטיבי. במקום זאת, ניתוח זה צריך להתבצע בשלבים מוקדמים יותר (תרכובות 5 ו -6). לאחר מכן, הנטייה של יחידות monomacrocyclic אל פני שטח dendrimer לא מושגת באמצעות 100% מרה, אך היא עשויה להיות בין 50-90% (ראה להלן). בדרך כלל, תשואות התגובה יכולות להיות מוגברות על ידי הוספת מנה נוספת של monomeriג יחידת תגובתי לאחר הנטייה הראשונה של dendrimer ויחידת monomeric הושלמה 24. עם זאת, כל תוצאות יצוו הכנה במספרים ממוצעים שונים במקצת של chelators מצומדות על פני שטח dendrimer, גם כאשר יחידות dendrimer ו DOTA זהות משמשות כחומריות עבור צימוד. למרות הסכום הסופי של הקב&quot;ה (III) נוכחי DCA ניתן לקבוע באופן עצמאי באמצעות שיטת BMS (ראה סעיף 2.2), לאפיון טוב יותר של conjugates dendrimeric, יש צורך לבצע הערכת יחידות monomeric כבולות בכל פעם קבוצה חדשה של DCA מוכן (ראה 2.1 דיון בהמשך). האפיון אנליטי של מוצרי dendrimeric המבודדים יכול להתבצע באמצעות 1 ספקטרוסקופיה H NMR (רק על מוצרים 5 ו -6), לניתוח חומרים, MALDI-TOF MS. תשואות אופייניות עבור ההמרה של קבוצות שטח אמינו לשקר בין 50-90%, תלוי generati dendrimerעל, סוג chelator, ואת תנאי התגובה בשימוש (ממס וטמפרטורה) 6,20,24,25. במקרה הספציפי הזה, ההמונים המחושבים המתקבלים ניתוחים המשולבים מתאימים לרמה ממוצעת של 49 chelates monomeric להיות מצמידים את dendrimer (כלומר, ~ 75% תפוסים של אמיני משטח dendrimer). למרות אי-התאמה קלה במספר הסופי של קבוצות אמינו הגיבו שצפוי בין מתודולוגיות אלה 25, ההשוואה הישירה שלהם מספקת ראיות סבירות להיווצרות של DCA הרצוי עם מספר ממוצע מסוים של יחידות chelating מצורפות. האפיון במבחנה במטרה להעריך את הפוטנציאל של DCA כדי לשפר את הניגודיות בניסויי MRI כלל DLS, relaxometric, וניסויי MRI. הקוטר הידרודינמית של DCA היה נחוש בדעתו להיות 7.2 ± 0.2 ננומטר ידי מדידות DLS, אשר עולה בקנה אחד עם conjugates שדווח בעבר מסוג זהעם G4 דור 4 Pamam dendrimers 26. קביעת relaxivity האורך של DCA על פי הנוהל שתואר לעיל 15 וחשף את הערך של 6.2 ± 0.1 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל ה (III). כ -50% של שיפור ב- r 1 של פאראמגנטיים אלוקים (III) יחסית DCA למולקולות בגודל קטן מסוג דומה (למשל, GdDOTA) יכול להיות מוסבר עם גודל ביניים של חומר ניגוד dendrimeric. כלומר, התנועה המופחתת של הקב&quot;ה-chelates מחוברת אל פני שטח dendrimer מאריכה את זמן מתאם הסיבוב, ומכאן, r 1; אפקט זה יכול עדיין להיות שנצפה שדות מגנטיים גבוהים עבור סוכנים בגודל ננו קטנים. אחרת, הגידול בזמן מתאם סיבוב תורם דומיננטי לשיפור r 1 ב שדות מגנטיים נמוכים 27. מצד השני, את גודל חומר ניגוד dendrimeric הייתה השפעה בולטת על רלה הרוחביxivity 28, וכתוצאה מכך שווי של 30.5 ± 0.6 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל ה (III). לסיכום, שיטות הערכה במבחנה של DCA הם פשוט דורשים הכנה מדגם זהיר בלבד, ולכן אין קשיים צפויים בעת רכישת נתונים וניתוח התוצאות. כדי להדגים את הביצועים של חומר ניגוד dendrimeric וכוחה להשפיע על ניגודיות התמונה, ביצענו ניסויים MRI על רוחות רפאים צינור עם חומר ניגוד מוכן החדש DCA. כמו כן השתמשו פתרון של זמינים מסחריים ואושר קליני חומר ניגוד MRI, GdDOTA, בתור השוואה וצינורות מים כביקורת. בראשון T 1 משוקלל הניסוי MRI, כאשר הקב&quot;ה שווים (III) ריכוזים שימשו (0.5 או 1 מ&quot;מ של הקב&quot;ה (III) ב DCA או GdDOTA), ה- SNR של צינורות עם DCA היה כבר עד 12% גבוה יותר עקב לעלייה של כ -50% ב relaxivity האורך של DCA לעומת GdDOTA (Figure 5a). ניסוי MRI המשוקלל השני T 1 נועד להדגים את ההשפעה של DCA כאשר הריכוזים חושבו לכל מולקולה. למרות 5 פעמים פחות DCA יושמה לעומת GdDOTA (50 לעומת 250 מיקרומטר או 100 לעומת 500 מיקרומטר DCA לעומת GdDOTA, בהתאמה), עם טעינה גבוהה של DCA עם אלוקים (III) הביא תוספת משמעותית את הניגוד תמונה, אשר בתורו הביא ערכי SNR הנצפים להיות לפחות שלוש פעמים גבוהות יותר צינורות הפנטום מלאים DCA. כצפוי, הוא T 2 משוקלל ניסויי MRI הציגו גדולים (3-20 פעמים) הבדלי SNR בין צינורות פנטום מלאים DCA ו GdDOTA. לסיכום, פרוטוקול זה מתאר הכנה נוחה של CA dendrimeric עבור MRI באמצעות נהלים סינטטיים נפוצים לספק DCA עם תכונות משופרות בהשוואה ל- CAS בגודל קטן. תערוכות DCA העדיפו יציבות תרמודינמית אדישות הקינטית כשמשוויםכדי אנלוגים CA monomeric שלה. עם זאת, multivalency של DCA, ומכאן, את הריכוז המקומי הגבוה של המינים פאראמגנטיים באזור היעד גורם ניגודיות גבוהה של תמונות MR. בהתחשב תכונות pharmacokinetic העדיפות לעתים קרובות (למשל, זמן שמירה רקמה יותר) לעומת אנלוגים CA monomeric שלהם, או את היכולת לבצע פונקציות נוספות (למשל, וקטורים ממוקדים), conjugates dendrimeric-מאקרו-ציקלי אלה מייצג סוג מבטיח ובעל ערך של סוכנים בניגוד עבור MRI העתידי שונה ויישומי הדמיה מולקולריים.

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא טכניקת הדמיה עוצמה בלתי מייננת בשימוש נרחב מחקר ביו לדיאגנוסטיקה רפואית בשל אופיו פולשנית והניגודיות הרקמות הרכות הפנימית מעולה. שיטות MRI הנפוצות ביותר לנצל את האות המתקבל פרוטונים במים, מתן תמונות ברזולוציה גבוהה ומידע מפורט בתוך הרקמות על בסיס הבדלים בצפיפות של אותות מים. עוצמת האות ואת הספציפיות של ניסויי MRI ניתן לשפר עוד יותר באמצעות סוכנים בניגוד (CA). אלה הם מינים פאראמגנטיים או פאראמגנטי המשפיעים על האורך (T 1) ו רוחבי (T 2) פעמים הרפיה, בהתאמה 1,2. קומפלקסים של גדוליניום lanthanide יון עם polyamino הליגנדים חומצה polycarboxylic הם את רשויות T 1 הנפוץ ביותר. גדוליניום (III) מקצר את ההרפיה T 1זמן של פרוטונים במים, ובכך להגדיל את ניגוד האות בניסויי MRI 3. עם זאת, גדוליניום יוני הוא רעיל; גודלו מדמה את הסידן (II), וזה ברצינות משפיע בסיוע סידן איתות תאי. לכן, chelates אציקליות ו macrocyclic מועסקים לנטרל רעילות זו. הליגנדים multidentate שונים פותחו עד כה, וכתוצאה מכך גדוליניום (III) קומפלקסים עם יציבות תרמודינמית גבוהה אדישות הקינטית 1. אלה המבוססים על cyclen azamacrocycle-membered 12, ב DOTA נגזרת tetracarboxylic שלה בפרט (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate) הם חקרו ביותר ויישומי קומפלקסים של המעמד אישורים זו. אף על פי כן, GdDOTA מסוג CAs הם מערכות נמוכות משקל מולקולריים, מוצגות חסרונות מסוימים כגון יעילות ניגודיות נמוכה והפרשה כליות מהר. Macromolecular ו CAs רב-ערכית עשוי להיות פתרון טוב לבעיות אלה 4. מאז CA biodistribution נקבעת בעיקר על ידי גודלם, קאש macromolecular להציג פעמי שמירה עוד הרבה זמן בתוך רקמות. לא פחות חשוב, multivalency של תוצאות סוכנים אלה ריכוז מקומי גדילה של חללית MR monomeric (למשל, מורכבות GdDOTA), באופן משמעותי לשיפור אות MR שנרכשה ואת איכות המדידה. Dendrimers הוא בין הפיגומים המועדפים ביותר לעריכת CAs רב-ערכית עבור MRI 4,5. מקרומולקולות מאוד מסועפות עם גדלים מוגדרים היטב נוטות לתגובות צימוד שונות על פני השטח שלהם. בעבודה זו, אנו מדווחים על הכנה, טיהור, ואפיון של CA dendrimeric עבור MRI המורכב פולי 4 דור (G4) (amidoamine) (Pamam) dendrimer מצמידים chelates דמוי GdDOTA (DCA). אנו מתארים את הסינתזה של נגזר DOTA מגבה הצימוד שלה אל dendrimer Pamam. עם complexation עם אלוקים (III), אפיון physicochemical תקן proceduמחדש של DCA בוצע. לבסוף, ניסויי MRI בוצעו כדי להדגים את היכולת של DCA להפיק תמונות MR עם ניגוד חזק מאלה המתקבלים CAs משקל מולקולרי נמוך.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="921">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Cyclen</td>
			<td style="width:275px;">CheMatech</td>
			<td style="width:136px;">C002</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">tert-Butyl bromoacetate&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:136px;">A14917</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">N,N-Dimethylformamide</td>
			<td style="width:275px;">Fluka</td>
			<td style="width:136px;">40248</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Potassium carbonate</td>
			<td style="width:275px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">209619</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">4-(4-Nitrophenyl)butryic acid</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">335339</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Thionyl chloride&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">382662500</td>
			<td style="width:259px;">Note: Corrosive substance; toxic if inhaled</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Bromine</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">402841000</td>
			<td style="width:259px;">Note: causes severe skin burns, fatal if inhaled&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Diethyl ether</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Sodium sulphate</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">196640010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Chloroform&#160;</td>
			<td style="width:275px;">VWR Chemicals</td>
			<td style="width:136px;">22711.29</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">tert-Butyl 2,2,2-trichloroacetimidate</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">364789</td>
			<td style="width:259px;">Note: flammable substance; irritrant to skin and eyes</td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:251px;">Boron trifluoride etherate</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">174560250</td>
			<td style="width:259px;">48 % BF3. Note: Flammable substance; causes skin burns, fatal if inhaled&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">424270010</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Ethyl-acetate</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>For column chromatography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">n-Hexane</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>For column chromatography</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Bulb-to-bulb (Kugelrohr) distillation apparatus</td>
			<td style="width:275px;">B&#252;chi</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Model type: Glass oven B-585</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Silicagel</td>
			<td style="width:275px;">Carl Roth GmbH</td>
			<td style="width:136px;">P090.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Methanol</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>For column chromatography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Dichloromethane&#160;</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>For column chromatography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Ethanol</td>
			<td style="width:275px;">VWR Chemicals</td>
			<td style="width:136px;">20821.296</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Ammonia</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">428381000</td>
			<td style="width:259px;">7N Solution in Methanol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Palladium&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">643181</td>
			<td style="width:259px;">15 % wet</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Hydrogenation apparatus PARR</td>
			<td style="width:275px;">PARR Instrument Company</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Celite 503</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">22151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Sintered glass funnel</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Thiophosgen</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">115150</td>
			<td style="width:259px;">Note: irritrant to skin; toxic if inhaled</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Triethylamine</td>
			<td style="width:275px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:136px;">A12646</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Dichloromethane&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">348460010</td>
			<td style="width:259px;">Extra dry&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Magnetic stirrer</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">PAMAM G4 Dendrimer</td>
			<td style="width:275px;">Andrews ChemService</td>
			<td style="width:136px;">AuCS - 297</td>
			<td style="width:259px;">&#160;10 % wt. solution in MeOH</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Lipophylic Sephadex LH-20</td>
			<td style="width:275px;">Sigma</td>
			<td style="width:136px;">LH20100</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Thin-layer chromatography plates</td>
			<td style="width:275px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:136px;">1.05554.0001</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Formic acid</td>
			<td style="width:275px;">VWR Chemicals</td>
			<td style="width:136px;">20318.297</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Lophylizer&#160;</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Gadollinium(III) chloride hexahydrate</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">G7532</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Sodium hydroxide</td>
			<td style="width:275px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">134070010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">pH meter</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">E5134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Mass spectrometer (ESI)</td>
			<td style="width:275px;">Agilent</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Ion trap SL 1100&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Acetate buffer</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>pH 5.8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Xylenol orange</td>
			<td style="width:275px;">Aldrich</td>
			<td style="width:136px;">52097</td>
			<td>20 &#956;M in acetate buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Hydrophylic Sephadex G-15</td>
			<td style="width:275px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:136px;">17-0020-01</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Unit</td>
			<td style="width:275px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:136px;">UFC900324</td>
			<td style="width:259px;">Ultracel-3 membrane (MWCO 3000)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">NMR spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Bruker</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">Avance III 300 MHz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Topspin</td>
			<td style="width:275px;">Bruker</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">version 2.1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Combustion analysis instrument</td>
			<td style="width:275px;">EuroVector SpA</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">EuroEA 3000 Elemental Analyser&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">MALDI-ToF MS instrument</td>
			<td style="width:275px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">Voyager-STR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Deuteriumoxid</td>
			<td style="width:275px;">Carl Roth GmbH</td>
			<td style="width:136px;">6672.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">tert-Butyl alcohol</td>
			<td style="width:275px;">Carl Roth GmbH</td>
			<td style="width:136px;">AE16.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Vortex mixer</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Norell NMR tubes</td>
			<td style="width:275px;">Deutero GmbH</td>
			<td style="width:136px;">507-HP-7</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">NMR coaxial tube</td>
			<td style="width:275px;">Deutero GmbH</td>
			<td style="width:136px;">coaxialb-5-7</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">DLS instrument</td>
			<td style="width:275px;">Malvern</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">Zetasizer Nano ZS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">0.20 &#956;m PTFE filter&#160;</td>
			<td style="width:275px;">Carl Roth GmbH</td>
			<td style="width:136px;">KC94.1</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">HEPES</td>
			<td style="width:275px;">Fisher BioReagents</td>
			<td style="width:136px;">BP310</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Plastic tube vials</td>
			<td style="width:275px;">any source</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Dotarem</td>
			<td style="width:275px;">Guerbet</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">NDC 67684-2000-1</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:251px;">MRI scanner</td>
			<td style="width:275px;">Bruker</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">BioSpec 70/30 USR magnet (7 T). Note: potential hazards related to high magnetic fields</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:251px;">RF coil</td>
			<td style="width:275px;">Bruker</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">dual frequency volume coil (RF RES 300 1H/19F 075/040 LIN/LIN TR)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Paravision (software)</td>
			<td style="width:275px;">Bruker</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:259px;">Version 5.1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and in vitro characterization of dendrimer-based contrast agents for magnetic resonance imaging

מתחמי פאראמגנטיים של גדוליניום (III) עם אציקליות או chelates macrocyclic הם סוכנים בניגוד הנפוץ ביותר (CA) עבור הדמיה בתהודה מגנטית (MRI). מטרתם היא לשפר את שיעור הרפיה של פרוטונים מים ברקמות, ובכך להגדיל את הניגוד התמונה MR ואת הספציפיות של מדידות MRI. סוכנים בניגוד נוכחיים קליני שאושרו הם מולקולות משקל מולקולארי נמוכות, נמחקות במהירות מהגוף. שימוש dendrimers כנושאי chelators פאראמגנטיים יכול למלא תפקיד חשוב בהתפתחות העתידית של סוכנים בניגוד MRI יעילים יותר. באופן ספציפי, העלייה בריכוז המקומי של תוצאות מיני פאראמגנטיים ב ניגוד אות גבוה. יתר על כן, CA זה מספק זמן שמירת רקמות כבר בשל המשקל והגודל מולקולריים גבוהים. הנה, אנחנו מדגימים הליך נוח לעריכת חומר ניגוד MRI macromolecular מבוסס על פולי (amidoamine) (Pamam) dendrimers עם monomacrochelators DOTA מהסוג מחזורי (DOTA - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate). היחידה chelating צורף על ידי ניצול תגובתיות של isothiocyanate (NCS) הקבוצה כלפי קבוצות משטח אמין של dendrimer Pamam להקים גשרים thiourea. מוצרי Dendrimeric היו מטוהרים ונותחו באמצעות ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית, ספקטרומטריית מסה, ואת ניתוח יסודי. לבסוף, ברזולוציה גבוהה תמונות MR הוקלטו ניגודי האות המתקבל מן dendrimeric המוכן וסוכני monomeric הזמינים המסחרי הושוו.

הכנת DCA מורכב משני שלבים: 1) סינתזה של chelator DOTA מסוג monomeric (איור 1) ו -2) צימוד של chelator עם dendrimer G4 Pamam והכנת הבאות של הקב&quot;ה dendrimeric (III) מורכבים (איור 2) . בשלב הראשון, chelator cyclen המבוסס DOTA מהסוג המכיל ארבע חומצות קרבוקסיליות וקבוצה מאונכת מתאימה שינויים סינטטיים נוספים הוכן. הכנת תחילתה 1 (DO3A- אסתר -butyl טרט) 7, אשר היה alkylated עם טרט -butyl 2-bromo-4- (4-nitrophenyl) butanoate 8 לספק DOTA נגזרים 2. הידרוגנציה פלדיום-catalyzed מופחת הקבוצה ניטרו ארומטיים 2 להניב את אנילין 3. הסבת 3 עם thiophosgene הביאה isothiocyanate 4, whicח שימש בעבר כסוכן אמין-reactive לעריכת dendrimeric CAs 17. בשלב הבא, מאקרו-ציקלי 4 שמש כיחידת monomeric הבסיסית תגובת צימוד אל dendrimer הזמין המסחרי G4 Pamam. קבוצות המשטח האמין של dendrimer להגיב עם קבוצות isothiocyanate של מונומר 4 בנוכחות בסיס. עודף 4 הוסר על ידי כרומטוגרפיה בגודל הדרה באמצעות מצע סינון ג&#39;ל lipophilic עם מתנול כמו eluent. אסטרים טרט -butyl על המצומד dendrimer-macrocyclic השיג 5 היו הידרוליזה עם חומצה פורמית להניב 6, אשר לאחר מכן היה lyophilized והשתמשו בשלב הבא ללא טיהור. היווצרות של הקב&quot;ה (III) קומפלקסים של macrocycles DOTA מסוג בוצעה על ידי הוספת GdCl 3 · 6H 2 O ל O בתמיסה מימיתf 6 תוך שמירה על pH בסביבות 7. עודף ה (III) היה ומורכב עם חומצת ethylenediaminetetraacetic chelator המשותף (EDTA). EDTA מורכבת עודף GdEDTA הוסרו מהמערכת באמצעות כרומטוגרפיה בגודל הדרה באמצעות מצע סינון ג&#39;ל הידרופילי עם מים כמו eluent. זיהומים קטנים בגודל הנותרים הוצאו הפתרון על ידי צנטריפוגה באמצעות 3 יחידות סינון צנטריפוגלי kDa. בעקבות הסינתזה של conjugates dendrimer-מאקרו-ציקלי, גישה אנליטית בשילוב הועסק לאפיין את המוצרים. כדי לקבוע את התפוסה האמינה-פני שטח של 5 ו -6, 1 ספקטרום NMR H כבר נותח. התוצאות הושוו ואישר עם המוצר הסופי (DCA), שבו הטעינה של dendrimer עם macrocycles הוערך באמצעות ניתוח יסודי ו ספקטרומטריית מסה MALDI-TOF (איור3). שילוב של שלוש שיטות אלה הביא בממוצע 49 יחידות macrocyclic להיות מצומדת אל dendrimer G4, אשר תואם ~ 75% תפוסת קבוצת משטח אמין. אפיון נוסף של המתחם dendrimeric נכלל בקביעת שוויים relaxivity, וכתוצאה מכך 6.2 ± 0.1 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל ה (III) (או בערך כ -300 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל dendrimer) עבור relaxivity האורך 30.5 ± 0.6 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל ה (III) (כמעט 1,500 מ&quot;מ -1 שניות -1 לכל dendrimer) עבור relaxivity הרוחבי. מדידות DLS הצביעו בקוטר הידרודינמית של 7.2 ± 0.2 ננומטר עבור DCA (איור 4). לבסוף, כדי להדגים את ההשפעה של חומר ניגוד MRI dendrimeric, MR הדמיה בוצעה על שתי קבוצות של רוחות רפאים עם DCA והמרפאהברית זמין GdDOTA להשוואה (איור 5). הסט הראשון של רוחות רפאים הוכנו לצורך השוואת סוכנים בניגוד שני אלה הקב&quot;ה זהים (III) ריכוזים, ואילו הסט השני נועד להדגים את השפעת בריכוזים מולקולה דומה של חומר ניגוד dendrimeric ו monomeric, בהתאמה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig1.jpg" /> איור 1: סינתזה של chelator DOTA מסוג macrocyclic 4. ריאגנטים, תנאים, והתשואות מבודדים: (i) טרט -butyl 2-bromo-4- (4-nitrophenyl) butanoate, K 2 CO 3, DMF, 45 ° C hr, 16, 72%; (ii) H 2, Pd / C, EtOH, RT, 16 שעות, 95%; (iii) 2 CsCl, Et 3 N, RT, 2 שעות, 53%. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של fi זה</a><html> איור. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig2.jpg" /> איור 2: סינתזה של חומר ניגוד MRI dendrimeric DCA ריאגנטים ותנאים: (i) 4, Et 3 N, DMF, 45 ° C, 48 שעות, 91%;. (Ii) חומצה פורמית, 60 ° C, 24 שעות, קוואנט; (iii) GdCl 3 ∙ 6H 2 O, pH 7.0, RT, 24 שעות, 71%. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig2large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig3.jpg" /> איור 3:. אפיון המוצר dendrimeric באמצעות ספקטרומטריית מסה MALDI-TOF ספקטרום המוני טיפוסי MALDI-TOF המתקבל עבור DCA.r קבל = &quot;_ blank&quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig4.jpg" /> איור 4:.. אפיון מוצר dendrimeric באמצעות פיזור אור דינאמי (DLS) מדידת DLS של DCA (HEPES, pH 7.4) <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig4large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig5.jpg" /> איור 5: בניסויים במבחנה MRI על רוחות רפאים הצינור ב 7 השדה המגנטי T (a, b) T 1-משוקלל ו- (ג, ד) T 2 משוקלל MRI של DCA ו GdDOTA.. כל ניסוי MRI בוצע<html> שני ריכוזים שונים של חומר הניגוד: (א, ג) עם השוואת אלוקים (III) ריכוזים (HEPES, pH 7.4); (ב, ד) עם DCA: יחס ריכוז GdDOTA של 1: 5 (HEPES, pH 7.4). הריכוזים באים לידי ביטוי לכל מולקולה וערכי SNR מוצגים בסוגריים. הפרמטרים אשר שימשו הניסויים הללו היו: שדה של נוף (FOV) = 40 x 40 מ&quot;מ 2, עובי פרוסה = 0.5 מ&quot;מ, מספר את הריגושים (NEX) = 30; (א) גודל מטריצה (MTX) = 256 x 256, זמן החזרה (TR) = 100 msec, זמן הד (TE) = 2.95 מילי-שניות, זווית flip (FA) = 90 °, זמן הרכישה (ת&quot;א) = 12 דקות 48 שניות ; (ב) MTX = 256 x 256, TR / TE = 20 / 2.95 מילי-שניות, FA = 90 °, ת&quot;א = 2 דקות 34 שניות; (ג) MTX = 512 x 512, TR / TE = 10,000 / 130 msec, גורם נדיר (RF) = 16, ת&quot;א = 26 דקות 40 שניות; (ד) MTX = 512 x 512, TR / TE = 10,000 / 100 msec, RF = 16, ת&quot;א = 26 דקות 40 שניות.776fig5large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

פרוטוקול זה מתאר את ההכנה ואפיון של תהודה מגנטית dendrimeric חומר ניגוד (MRI) שנושא chelates macrocyclic המבוסס cyclen תיאום יוני גדוליניום פאראמגנטיים. בסדרת ניסויי MRI במבחנה, סוכן זה מיוצר אות MRI מוגברת בהשוואה האנלוגית monomeric הזמין המסחרי.

הכנה<em&gt; במבחנה</em&gt; אפיון חומרי ניגוד מבוססי dendrimer עבור דימות תהודה מגנטית

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

preparation-vitro-characterization-dendrimer-based-contrast-agents

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

9.8K Views.  Max Planck Institute for Biological Cybernetics.  פרוטוקול זה מתאר את ההכנה ואפיון של תהודה מגנטית dendrimeric חומר ניגוד (MRI) שנושא chelates macrocyclic המבוסס cyclen תיאום יוני גדוליניום פאראמגנטיים. בסדרת ניסויי MRI במבחנה, סוכן זה מיוצר אות MRI מוגברת בהשוואה האנלוגית monomeric הזמין המסחרי. 

Video: Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

The development of fluorescent indicators represented a revolution for life sciences. Genetically encoded and synthetic fluorophores with sensing abilities allowed the visualization of biologically relevant species with high spatial and temporal resolution. Synthetic dyes are of particular interest thanks to their high tunability and the wide range of measureable analytes. However, these molecules suffer several limitations related to small molecule behavior (poor solubility, difficulties in targeting, often no ratiometric imaging allowed). In this work we introduce the development of dendrimer-based sensors and present a procedure for pH measurement in vitro, in living cells and in vivo. We choose dendrimers as ideal platform for our sensors for their many desirable properties (monodispersity, tunable properties, multivalency) that made them a widely used scaffold for several biomedical devices. The conjugation of fluorescent pH indicators to the dendrimer scaffold led to an enhancement of their sensing performances. In particular dendrimers exhibit reduced cell leakage, improved intracellular targeting and allow ratiometric measurements. These novel sensors were successfully employed to measure pH in living HeLa cells and in vivo in mouse brain.

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

Fluorescence sensors are powerful tools in life science. Here we describe a methodology to synthesize and use dendrimer-based fluorescent sensors to measure pH in living cells and in vivo. The dendritic scaffold enhances the properties of conjugated fluorescent dyes leading to improved sensing properties.

סינתזה, משלוח נייד ו<em&gt; בvivo</em&gt; יישום של חיישני pH מבוססי dendrimer

The development of  fluorescent indicators represented a revolution for life sciences. Genetically  encoded and synthetic fluorophores with sensing ...

Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under appropriate conditions. The glycan nanoparticles are useful carriers for protein factors, which facilitate the in vivo delivery of the proteins and sustain their retention in the targeted tissue. The glycan polyelectrolyte complexes are also ideal for protein delivery, as the incorporation is carried out in aqueous solution, which reduces the likelihood of inactivation of the proteins. Proteins with a heparin-binding site adhere to dextran sulfate readily, and are, in turn, stabilized by the binding. These particles are also less inflammatory and toxic when delivered in vivo. In the protocol described below, SDF-1&#945; (Stromal cell-derived factor-1&#945;), a stem cell homing factor, is first mixed and incubated with dextran sulfate. Chitosan is added to the mixture to form polyelectrolyte complexes, followed by zinc sulfate to stabilize the complexes with zinc bridges. The resultant SDF-1&#945;-DS-CS particles are measured for size (diameter) and surface charge (zeta potential). The amount of the incorporated SDF-1&#945; is determined, followed by measurements of its in vitro release rate and its chemotactic activity in a particle-bound form.

The objective of this protocol is to incorporate SDF-1&#945;, a stem cell homing factor, into dextran sulfate-chitosan nanoparticles. The resultant particles are measured for their size and zeta potential, as well as the content, activity, and in vitro release rate of SDF-1&#945; from the nanoparticles.

הכנה ואפיון של SDF-1α-Chitosan-Dextran סולפט חלקיקים

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under ...

Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar concentration forming hydrophobic cores surrounded by hydrophilic shells in aqueous environments. The core of these micelles can be utilized to load hydrophobic, poorly water soluble drugs like docetaxel (DTX) and everolimus (EVR). Systematic characterization of the micelle structure and drug loading capabilities are important before in vitro and in vivo studies can be conducted. The goal of the protocol described herein is to provide the necessary characterization steps to achieve standardized micellar products. DTX and EVR have intrinsic solubilities of 1.9 and 9.6 &#181;g/ml respectively Preparation of these micelles can be achieved through solvent casting which increases the aqueous solubility of DTX and EVR to 1.86 and 1.85 mg/ml, respectively. Drug stability in micelles evaluated at room temperature over 48 hr indicates that 97% or more of the drugs are retained in solution. Micelle size was assessed using dynamic light scattering and indicated that the size of these micelles was below 50 nm and depended on the molecular weight of the polymer. Drug release from the micelles was assessed using dialysis under sink conditions at pH 7.4 at 37 oC over 48 hr. Curve fitting results indicate that drug release is driven by a first order process indicating that it is diffusion driven.

The goal of this protocol is to describe the preparation and characterization of physically entrapped, poorly water soluble drugs in micellar drug delivery systems composed of amphiphilic block copolymers.

הכנה ואפיון של פרט ורב-סמים נטענים בפח פיזי Micelles פולימרית

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar ...

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans. De-starched wheat endosperm cell walls were isolated as an alcohol-insoluble residue (AIR)1 and sequentially extracted with water (W-sol Fr) and 1 M KOH containing 1% NaBH4 (KOH-sol Fr) as described by Ratnayake et al. (2014)2. Two different approaches (see summary in Figure 1) are adopted. In the first, intact W-sol AXs are treated with 2AB to tag the original RE backbone chain sugar residue and then treated with an endoxylanase to generate a mixture of 2AB-labelled RE and internal region reducing oligosaccharides, respectively. In a second approach, the KOH-sol Fr is hydrolyzed with endoxylanase to first generate a mixture of oligosaccharides which are subsequently labelled with 2AB. The enzymically released ((un)tagged) oligosaccharides from both W- and KOH-sol Frs are then methylated and the detailed structural analysis of both the native and methylated oligosaccharides is performed using a combination of MALDI-TOF-MS, RP-HPLC-ESI-QTOF-MS and ESI-MSn. Endoxylanase digested KOH-sol AXs are also characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) that also provides information on the anomeric configuration. These techniques can be applied to other classes of polysaccharides using the appropriate endo-hydrolases.

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the structural characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans by tagging the RE with 2 aminobenzamide prior to enzymatic (endoxylanase) hydrolysis and then analysis of the resultant oligosaccharides using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR).

רצף של הצמח קיר Heteroxylans שימוש enzymic, כימית (מתילציה) הפיזיקליים (ספקטרומטריית מסה, תהודה מגנטית גרעינית) טכניקות

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Low-energy Cathodoluminescence for (Oxy)Nitride Phosphors

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and flexibility of their emission properties can be achieved by controlling their composition and dopants. However, a lot of work is still required to improve their properties and to reduce the production cost. A possible approach is to correlate the luminescence properties of the Sialon particles with their local structural and chemical environment in order to optimize their growth parameters and find novel phosphors. For such a purpose, the low-voltage cathodoluminescence (CL) microscopy is a powerful technique. The use of electron as an excitation source allows detecting most of the luminescence centers, revealing their luminescence distribution spatially and in depth, directly comparing CL results with the other electron-based techniques, and investigating the stability of their luminescence properties under stress. Such advantages for phosphors characterization will be highlighted through examples of investigation on several Sialon phosphors by low-energy CL.

Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors

An excellent chemical and luminescence stabilities of (oxy)nitride phosphors present it as an promising alternative to currently used sulfide and oxide phosphors. In this paper, we present the way to investigate its local luminescence properties using low-energy cathodoluminescence (CL).

Cathodoluminescence בעלי אנרגיה נמוכה עבור (Oxy) ניטריד Phosphors

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and ...

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with nitroxide spin probe 3-(2-Iodoacetamido)-2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy (IPSL) as a guest inside the periodic mesoporous organosilica (PMO) aerogel UKON1-GEL as a host and ethanol as a solvent is used as an example to describe the protocol. Data is shown from a previous publication, where the protocol has been applied to both IPSL and Tris(8-carboxy-2,2,6,6-perdeutero-tetramethyl-benzo[1,2-d:4,5-d&#8242;]bis(1,3)dithiole) methyl (Trityl) as guest molecules and UKON1-GEL and SILICA-GEL as host systems. 
A method is shown to prepare aerogel samples that cannot be synthesized directly in the sample tube for measurement due to a size change during synthesis. The aerogel is attached to sample tubes using heat shrink tubing and a pressure cooker to reach the necessary temperature without evaporating the solvent in the process. The method does not assume a clearly defined initial distribution of guest molecules at the start of the measurement. Instead, it requires a reservoir on top of the aerogel and experimentally determines the influx rate during data analysis.
The diffusion is monitored continually over a period of 20 hr by recording the 1d spin density profile within the sample. The spectrometer settings for the imaging experiment are described quantitatively. Data analysis software is provided to take the resonator sensitivity profile into account and to numerically solve the diffusion equation. The software determines the macroscopic translational diffusion coefficient by least square minimization of the difference between the experiment and the numerical solution of the diffusion equation.

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A protocol for the in situ monitoring of the diffusion of guest molecules in porous media using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging is presented.

ניטור באתרו של דיפוזיה של מולקולות צימרים נקבוביות מדיה באמצעות הדמית תהודה מגנטית אלקטרונית

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

חלקיקים מגנטיים-DNA מחייב ניתוח לפי פיזור אור דינאמי, Electrophoretic

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We present methods for depositing and passively manipulating C60 molecules on rippled graphene that advance the pursuit of realizing applications involving 1D C60/graphene hybrid structures. The techniques applied in this exposition are geared towards high vacuum systems with preparation areas capable of supporting molecular deposition as well as thermal annealing of the samples. We focus on C60 deposition at low pressure using a homemade Knudsen cell connected to a scanning tunneling microscopy (STM) system. The number of molecules deposited is regulated by controlling the temperature of the Knudsen cell and the deposition time. One-dimensional (1D) C60 chain structures with widths of two to three molecules can be prepared via tuning of the experimental conditions. The surface mobility of the C60 molecules increases with annealing temperature allowing them to move within the periodic potential of the rippled graphene. Using this mechanism, it is possible to control the transition of 1D C60 chain structures to a hexagonal close packed quasi-1D stripe structure.

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Here we present a protocol for the fabrication of C60/graphene hybrid nanostructures by physical thermal evaporation. Particularly, the proper manipulation of deposition and annealing conditions allow the control over the creation of 1D and quasi 1D C60 structures on rippled graphene.

הכנה ואפיון של C60/Graphene היברידית Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F&#8722;

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound electrons with neutral molecules/atoms. State-of-the-art in vacuo anion generation techniques allow application to a broad range of atomic, molecular, and cluster anion systems. These are separated and selected using time-of-flight mass spectrometry. Electrons are removed by linearly polarized photons (photo detachment) using table-top laser sources which provide ready access to excitation energies from the infra-red to the near ultraviolet. Detecting the photoelectrons with a velocity mapped imaging lens and position sensitive detector means that, in principle, every photoelectron reaches the detector and the detection efficiency is uniform for all kinetic energies. Photoelectron spectra extracted from the images via mathematical reconstruction using an inverse Abel transformation reveal details of the anion internal energy state distribution and the resultant neutral energy states. At low electron kinetic energy, typical resolution is sufficient to reveal energy level differences on the order of a few millielectron-volts, i.e., different vibrational levels for molecular species or spin-orbit splitting in atoms. Photoelectron angular distributions extracted from the inverse Abel transformation represent the signatures of the bound electron orbital, allowing more detailed probing of electronic structure. The spectra and angular distributions also encode details of the interactions between the outgoing electron and the residual neutral species subsequent to excitation. The technique is illustrated by the application to an atomic anion (F&#8722;), but it can also be applied to the measurement of molecular anion spectroscopy, the study of low lying anion resonances (as an alternative to scattering experiments) and femtosecond (fs) time resolved studies of the dynamic evolution of anions.

Here, we present a protocol for photoelectron imaging of anionic species. Anions generated in vacuo and separated by mass spectrometry are probed using velocity mapped photoelectron imaging, providing details of anion and neutral energy levels, anion and neutral structure and the nature of the anion electronic state.

Photoelectron הדמיה של אניונים מאויר על ידי ניתוק 310 ננומטר F−

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound ...