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.

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The authors have nothing to disclose.

デンドリマーのMRI造影剤の調製は、モノマー単位の適切な選択を必要とする（ すなわち、Gdのためのキレート剤（III））。彼らは、この常磁性イオンの毒性を低減し、これまでに、非環式の多種多様な大環状キレート剤は、この目的の1-3を果たします。これらの中で、大環状DOTA型キレート剤は、最も高い熱力学的安定性及び速度論的不活性を有し、従って、不活性なMRI造影剤1,18の製造のための最も好ましい選択です。さらに、それらは依然として安定したGd（III）19複合体を形成しながら（ベクターまたはナノキャリアをターゲティングなど ）様々な機能性分子に結合可能な二官能性キレート剤をもたらす種々の合成変換、やすいです。この目的のために、この手順で説明したDOTA型のモノマー単位がDO3A- tert-ブチルエステルを、一般的で容易に入手可能な前駆体、及び臭化物誘導体から調製しました。4-（4-ニトロフェニル）ブタン酸。この分子は、DOTAから誘導及びGd（III）を調整するために類似の構造を保有します。合成修飾は、様々な機能性分子および担体へのカップリング反応に、このキレート剤が起こりやすいことを目指します。すなわち、キレート剤でDOTA-修飾された分子の結果の準備がまだのGdへの調整のために利用可能な4カルボキシル基と（III）不活性複雑で、変換時にデンドリマーの表面に、このキレート剤を添付直交ニトロフェニル基を形成します。この手順はまた、好ましい方法で所望のキャリアに結合するためのGd（III）キレート剤を提供することができ、直交反応性基（ 例えば、NH 2またはCOOH）、の選択に柔軟性を可能にします。 得られた二官能性キレート剤は、二つの異なる方法（ すなわち、合成手順）中の他の分子に結合することができます。ニトロ基をアミノ基に還元された場合、得られたアニリン下缶他の分子8のカルボン酸基との縮合反応を行きます。また、チオホスゲンの存在下で、芳香族第一級アミン官能基は容易にイソチオシアネート、容易にデンドリマー17モノマー単位の結合のために、より反応の可能性を提供し、極性有機溶媒ならびに水でアミンと反応する基に変換することができます、20,21。 デンドリマーキャリアに二官能性キレート剤を結合するために、適切な樹枝状の足場を選択する必要があります。最終的なデンドリマー複合体の構造と所望のアプリケーションに関連するいくつかの要因が、この段階で考慮されるべきです。デンドリマー担体の幅広い商業的利用可能性のために、異なるコア構造、表面反応性基、または世代を有する製品を選択することができます。つつ、結合反応は、デンドリマーとキレート剤の直交群の表面基に依存します最終的な複合体は、荷電、中性、または22（デンドリマー世代に応じて、15〜20ナノメートルまで）異なるサイズを有していてもよいです。これらは溶解性、緩和（MRIシグナル増強）、拡散、及び潜在的にMRIでの応用を危険にさらすことができ、造影剤の他の薬物動態学的特性に影響を与える可能性があるので、すべてのこれらの態様は、前デンドリマーCAの調製に考慮されるべきです。例えば、カチオン性デンドリマーは、生物系に毒性を示すことができます。しかしながら、この効果は、それにより、それらの全体として正の電荷23を減少させる、デンドリマーの表面上の負に荷電した基の結合によって減少させることができます。 このプロトコルでは、我々は、単量体の大員環4のイソチオシアネート基が64第一級アミン表面基を搭載した商用シスタミンコアG4-PAMAMに結合された手順を使用して、DCAデンドリマー、造影剤を用意しました。 hydrophの最初の精製OBICデンドリマー生成物5は、未反応のモノマー単位の大部分を除去するために、溶離液として、親油性ゲル濾過媒体及びメタノールを用いてカラムを用いたゲルクロマトグラフィーにより行いました。ギ酸でのtブチルエステルの加水分解は、親水性ゲル濾過媒体を使用して、サイズ排除クロマトグラフィーを用いて精製することができる水溶性デンドリマー生成物が得られ、簡単です。 Gd（III）を有する多量体及びデンドリマーキレート剤の錯体は、複合体形成を促進するために、中性pHで溶液を維持しながら行いました。それ以外の場合は、（塩化物塩として添加される）のGdの錯体（III）は、反応が遅く、pH値を低下させます。最後に、それは、だけDOTA単位でキレート化することができませんでした過剰のデンドリマーコア内のアミン基ものGd（III）と調整する傾向があることは注目に値します。 DOTAキレート剤外のGd（III）の存在を回避することは、ルので、必須ですCAからのGd（III）のakageは望ましくない効果を有していてもよいです。すなわち、それは、 インビボ 18 において毒性を誘導することができます。過剰のGd（III）が効果的にGdEDTAの限外ろ過及び3 kDaの分子量カットオフ（MWCO）フィルターを用いて遊離EDTA、続いてEDTAとの錯体形成によって除去することができます。デンドリマー複合体は、より低い分子量を有する場合より低いMWCOフィルターを使用してもよいです。 DCAの準備に関連する2つの主要な問題のトラブルシューティングがあります。 NMR信号上のGd（III）の大きな広がりの効果に、NMR分光法を用いたDCAの分析は有益ではありません。代わりに、この分析は、前工程（化合物5及び6）において実行されるべきです。次に、デンドリマー表面にmonomacrocyclic単位の結合は、100％の転化率で達成されることはないが、（下記参照）50％〜90％の間である可能性があります。典型的に、反応収率はmonomeriの第2の部分を追加することによって増加させることができますC反応性単位デンドリマーとモノマー単位の最初の結合は、24を完了した後。しかし、キレート剤の多少異なる平均数ですべての準備バッチの結果は、同一のデンドリマーとDOTA単位はカップリングのための材料として使用されている場合でも、デンドリマー表面にコンジュゲート。 DCAに存在するのGd（III）の最終的な量は、BMSのメソッドを介して独立して決定することができますが、デンドリマー結合体の優れた特徴付けのため、（セクション2.2を参照）、毎回の新しいバッチ結合したモノマー単位の推定を行う必要がありますDCAは、（下記2.1との議論を参照）を用意します。 単離された樹枝状生成物の分析的特徴づけは、元素分析、およびMALDI-TOF MS（製品のみ5,6に）1 H NMR分光法により行うことができます。アミノ表面基の変換のための典型的な収量は、デンドリマーに応じて、50％〜90％の間にあるgeneratiキレート化剤の種類、および使用される反応条件（溶媒、温度）6,20,24,25、オン。この特定の場合では、組み合わせた分析から得られた計算された質量は、デンドリマーに結合さ49モノマーキレートの平均値に対応する（ すなわち、〜デンドリマー表面アミンの75％の占有率）。反応したアミノ基の最終的な数のわずかなミスマッチがこれらの方法論25の間に期待することができるが、その直接の比較は、添付のキレート単位の特定の平均数を有する所望のDCAの形成のための合理的な証拠を提供します。 MRI実験のコントラストを高めるために、DCAの可能性を評価することを目的インビトロ特徴付けはDLS、relaxometric、およびMRI実験からなりました。 DCAの流体力学的直径は、この種の以前に報告された複合体と一致するDLS測定により、7.2±0.2nmであることが決定されましたG4の生成と4 PAMAMデンドリマー26。 DCAの縦緩和の決意は、前述の手順15に続き、6.2±0.1 mMの-1秒-1のGd（III）あたりの値を明らかにしました。同様のタイプ（ 例えば、GdDOTA）の小型分子にDCA比べにおける常磁性のGd（III）のR 1における増強の約50％が、デンドリマー、造影剤の中間のサイズで説明することができます。すなわち、デンドリマーの表面に付着したGdキレートの減少運動は、回転相関時間を増加させ、したがって、R 1。この効果は、さらに小さなナノサイズ剤のための高磁場で観察することができます。それ以外の場合は、回転相関時間の増加が支配的に低磁場27のR 1向上に寄与する。一方、デンドリマー造影剤の大きさは、横RELAに顕著な効果を有しました30.5±0.6 mMの-1秒-1のGd当たり（III）の値が得られxivity 28、。要約すると、DCAのin vitro評価のための方法は簡単であり、唯一の慎重なサンプル調製を必要とするので、データを取得し、結果を分析するときに困難が予想されていません。 画像のコントラストに影響を与えるためにデンドリマー造影剤及びその電力の性能を実証するために、我々は、新たに調製した造影剤DCAと管ファントムのMRI実験を行いました。我々はまた、対照としての水と比較して、チューブのように、商業的に入手可能であり、臨床的に承認されたMRI造影剤、GdDOTAの溶液を使用します。最初のT 1では、MRI実験を-重み付け同等のGd（III）濃度が（DCAまたはGdDOTA中のGdの0.5または1 mMの（III））を用いた場合、DCAとチューブ内のSNRはすでに最大12％高いためでしたGdDOTAに比べDCAの縦緩和で約50％の増加（Fへigure図5a）。第2のT 1強調MRI実験は濃度が分子ごとに計算されたDCAの効果を実証するために設計されました。 5回以下DCAがGdDOTA（それぞれGdDOTA対50対250μMまたは100対500μMDCA）と比較して適用したが、Gdを持つDCA（III）の高負荷は、画像コントラストの大幅な増加をもたらしましたこれは、次に、DCAが充填されたファントムチューブにおける少なくとも3倍である観測SNR値が得られました。予想通り、両方のT 2強調MRI実験は、DCAとGdDOTAで満たされたファントムの管の間のSNRの大きい（3-20倍）の違いを示しました。 結論として、このプロトコルは、小型のCAと比較して改善された特性を有するDCAを提供する一般的な合成手順を使用してMRI用デンドリマーCAの便利な調製を記載します。比較すると、DCAの展示は、熱力学的安定性と運動不活性を好まそのモノマーCAのアナログに。それにもかかわらず、従ってDCAの多価とは、標的領域内の常磁性種の高い局所濃度は、MR画像において高いコントラストを誘導します。その単量体CAの類似体、またはさらなる機能（ 例えば、対象となるベクトル）を運ぶ能力に比べて多くの場合、望ましい薬物動態学的特性（ 例えば、より長い組織保持時間）を考慮すると、これらのデンドリマー、大環状化合物の結合体はのための造影剤の有望な、貴重なクラスを表します今後の様々なMRIおよび分子イメージングアプリケーションに最適です。

磁気共鳴イメージング（MRI）は、その非侵襲的性質と優れた固有の軟組織のコントラストに広く生物医学研究および臨床診断に使用される強力な非イオン化イメージング技術です。最も一般的に使用されるMRI法は、水信号の密度の差に基づいて組織内の高解像度画像と詳細情報を提供し、水のプロトンから得られる信号を利用します。信号強度およびMRI実験の特異性は、さらに、造影剤（CAを）使用して向上させることができます。これらは、それぞれ、長手方向（T 1）と横方向（T 2）緩和時間に影響を与える常磁性または超常種、1,2です。 ポリアミノポリカルボン酸リガンドとランタニドイオンのガドリニウム錯体は、最も一般的に用いられるT 1のCAです。ガドリニウム（III）は、T 1緩和を短縮します水プロトンの時間、従ってMRI実験3における信号のコントラストを増加させます。しかし、イオンガドリニウムは有毒です。そのサイズは、カルシウム（II）のことを近似し、それが真剣に細胞内のカルシウム補助シグナル伝達に影響を与えます。したがって、非環状および大環状キレートは、この毒性を中和するために使用されます。様々な多座配位子は、高い熱力学的安定性と運動不活性1とガドリニウム（III）錯体が得られ、これまでに開発されてきました。特に12員azamacrocycleシクレン、そのテトラ派生DOTA（1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン1,4,7,10-四酢酸）に基づくものは、ほとんど調査され、このCAクラスの複合体を適用しています。 それにもかかわらず、GdDOTA型CAは、このような低コントラスト効率および高速腎排泄のようなある種の欠点を表示する、低分子量のシステムです。高分子および多価CAは、これらの問題4への良好な溶液であってもよいです。 CA biodistribuので、ションは、主にそのサイズによって決定され、高分子CAは組織内はるかに長い保持時間を表示します。実質的に収集されたMR信号と測定品質を向上させる、モノマーMRプローブ（ 例えば、GdDOTA複合体）の増加した局所濃度におけるこれらの薬剤の結果の多価性、同様に重要。 デンドリマーは、MRI 4,5のための多価CAの製造のための最も好ましい足場中にあります。明確に定義されたサイズを有するこれらの高度に分岐した巨大分子は、その表面上の様々なカップリング反応を受けやすいです。本研究では、第4世代（G4）は、ポリ（アミドアミン）GdDOTAのようなキレート（DCA）に結合された（PAMAM）デンドリマーからなるMRI用デンドリマーCAの準備、精製、および特徴付けを報告します。我々は、反応性DOTA誘導体の合成とPAMAMデンドリマーへの結合について説明します。 Gd（III）、標準的な物理化学的特性評価との複合体形成時に。手順DCAの再実施しました。最後に、MRI実験は、低分子量のCAから得られるものよりも強いコントラストでMR画像を生成するDCAの能力を実証するために行きました。

<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

非環状または大環状キレートとガドリニウム（III）の常磁性錯体は、磁気共鳴画像（MRI）のために最も一般的に使用される造影剤（CAS）です。その目的は、このようにMR画像のコントラストとMRI測定の特異性を増加させる、組織中の水プロトンの緩和速度を高めることです。現在臨床的に承認された造影剤は、急速に身体から除去される低分子量分子です。常磁性キレートのキャリアとしてのデンドリマーの使用は、より効率的なMRI造影剤の将来の発展に重要な役割を果たすことができます。具体的には、より高い信号は対照的に、常磁性種の結果の局所濃度の増加。さらに、このCAは、その高い分子量およびサイズによる長い組織滞留時間を提供します。ここでは、ポリ（アミドアミン）に基づく高分子MRI造影剤（PAMAM）monomacro有するデンドリマーの調製のための便利な手順を示します巡回DOTA型キレート剤（DOTA - 1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン1,4,7,10-四酢酸）。キレート化ユニットは、チオ尿素架橋を形成するために、PAMAMデンドリマーのアミン表面基に対してイソチオシアネート（NCS）基の反応性を利用することによって付加しました。デンドリマー生成物を精製し、核磁気共鳴分光法、質量分析、および元素分析によって分析しました。最後に、高解像度のMR画像を記録し、準備デンドリマー及び市販のモノマー剤から得られる信号のコントラストを比較しました。

DCAの調製は、2つのステージから構成：1）モノマーDOTA型キレート剤の合成（ 図1）及びG4のPAMAMデンドリマーと複合体デンドリマーのGd（III）の後続の製造とキレート剤の2）カップリング（ 図2） 。第一段階では、4つのカルボン酸を含有するシクレン系DOTA型キレート剤およびさらなる合成修飾に適した直交群を作製しました。 tert-ブチル2-ブロモ-4-（4-ニトロフェニル）ブタノエート8でアルキル化した1（DO3A- tert-ブチルエステル）7から開始し調製は、2 DOTA誘導体を提供します。パラジウム触媒水素化は、アニリン3を得2芳香族ニトロ基を減少させました。チオホスゲンと3の変換はwhic、イソチオシアネート4をもたらしましたhは以前にデンドリマーのCA 17の調製のためのアミン反応剤として使用しました。 次の段階では、大環状化合物4は、市販G4 PAMAMデンドリマーにカップリング反応に塩基性モノマー単位として使用しました。デンドリマーのアミン表面基は、塩基の存在下でモノマー4のイソチオシアネート基と反応します。 4の過剰は、溶離液としてメタノールを用い、親油性ゲル濾過媒体を使用して、サイズ排除クロマトグラフィーによって除去しました。得られたデンドリマー大環状複合体5のtert-ブチルエステルは、次いで、凍結乾燥し、精製せずに次の工程に使用した6を生成するギ酸で加水分解しました。 DOTA型大環状分子ののGd（III）錯体の形成は、水溶液OへのGdCl 3・6H 2 Oを添加することによって行いましたF 6のGd（III）の約7過剰でpHを維持しながら、共通のキレート剤、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）と複合体を形成しました。 GdEDTA複合体および過剰のEDTAを溶離液として水を用いて親水性ゲル濾過媒体を使用して、サイズ排除クロマトグラフィーによって、システムから除去されました。残りの小型不純物を3 kDaの遠心濾過ユニットを用いて遠心分離により溶液から除去しました。 デンドリマー - 大環状複合体の合成に続いて、合わせた分析的アプローチは、製品を特徴付けるために使用されています。 5と6の表面アミンの占有率を決定するために、1 H NMRスペクトルは、分析されています。結果を比較し、大環状化合物とデンドリマーのローディングを元素分析及びMALDI-TOF質量分析法を用いて推定された最終製品（DCA）、（ 図で確認しました。3）。これらの3つの方法の組み合わせは、〜75％のアミン表面基の占有率に対応G4デンドリマーに共役さ49大環状単位の平均値をもたらしました。 デンドリマー複合体のさらなる特徴付けは、6.2±0.1縦緩和のためのGd（III）（またはおおよそ約300 mMの-1秒-1のデンドリマーあたり）あたりmMの-1秒-1および30.5±で、その結果、緩和能値の決意を含ま0.6 mMの-1秒-1のGd（III）（ほぼ1500 mMの-1秒-1のデンドリマーあたり）あたりの横緩和能のために。 DLS測定は、DCA（ 図4）、7.2±0.2nmでの流体力学直径を示しました。 最後に、デンドリマーのMRI造影剤の効果を実証するために、MRイメージングは​​、DCAとクリニックでファントムの二組で行いました比較のために味方利用可能GdDOTA（ 図5）。第二の組は、それぞれ、デンドリマーおよび単量体造影剤の同等の分子濃度で効果を発揮するように設計している間にファントムの最初のセットは、同一のGd（III）濃度でこれら二つの造影剤の比較のために調製しました。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig1.jpg" /> 図1： 大環状DOTA型キレート剤4試薬、条件、および単離された収率の合成 ：（I）-tert-ブチル2-ブロモ-4-（4-ニトロフェニル）ブタン、K 2 CO 3、DMF、45°C 、16時間、72％; （II）H 2、Pd / Cを、EtOH中、室温、16時間、95％。 （iii）のCSCL 2、Et 3 Nを、RT、2時間、53％。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig1large.jpg" target="_blank">このFiのの拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a><html>グレ。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig2.jpg" /> 図2： デンドリマーMRI造影剤DCAの合成試薬および条件：（ⅰ）4、Et 3 Nを、DMF、45℃、48時間、91％; （ii）のギ酸、60℃、24時間、定量。 （ⅲ）のGdCl 3∙6H 2 O、pHが7.0、RT、24時間、71％。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig3.jpg" /> 図3：MALDI-TOF 質量分析法により樹枝状生成物の特性 DCAについて得られた典型的なMALDI-TOF質量スペクトル。目標確認= &quot;_空白&quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig4.jpg" /> 図4： 動的光散乱（DLS）によるデンドリマー製品の特性 DCA（HEPES、pH7.4）でのDLS測定は、 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54776/54776fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/54776/54776fig5.jpg" /> 図5：7 Tの磁場で管ファントム上の インビトロ MRI実験 DCAとGdDOTAの（a、b）は T 1強調及び（c、d）の T 2強調MRI。各MRI実験を用いて行きました<html>造影剤の二つの異なる濃度：（C）同等のGd（III）濃度（HEPES、pH7.4）で。 1のGdDOTA濃度比：DCAと（B、D）5（HEPES、pHは7.4）。濃度は、分子当たりに発現され、SNR値は括弧内に表示されています。視野（FOV）= 40×40 mm 2の、スライス厚= 0.5 mmであり、励起（NEX）= 30の数、これらの実験で使用されるパラメータでした（a）は、マトリクスサイズ（MTX）= 256×256、繰り返し時間（TR）= 100ミリ秒、エコー時間（TE）= 2.95ミリ秒、フリップ角（FA）は90°、取得時間（TA）= 12分48秒= ; （b）は MTX = 256×256、TR / TE = 20 / 2.95ミリ秒、FA = 90°、TA = 2分34秒。 （c）は MTX = 512×512、TR / TE =万/ 130ミリ秒、レア因子（RF）= 16、TA = 26分40秒。 （d）の MTX =×512 512、TR / TE =万/ 100ミリ秒、RF = 16、TA = 26分40秒。776fig5large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

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

このプロトコルは、常磁性のガドリニウムイオンを配位シクレンベースの大環状キレートを担持デンドリマー磁気共鳴イメージング（MRI）造影剤の調製および特徴付けを記載します。市販の単量体のアナログと比較した場合、in vitroでのMRI一連の実験では、このエージェントは、増幅されたMRI信号を生成しました。

調製と<em&gt;インビトロ</em&gt;磁気共鳴イメージングのためのデンドリマーベースの造影剤のキャラクタリゼーション

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 ビュー.  Max Planck Institute for Biological Cybernetics. このプロトコルは、常磁性のガドリニウムイオンを配位シクレンベースの大環状キレートを担持デンドリマー磁気共鳴イメージング（MRI）造影剤の調製および特徴付けを記載します。市販の単量体のアナログと比較した場合、in vitroでのMRI一連の実験では、このエージェントは、増幅されたMRI信号を生成しました。 

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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.

合成、細胞の配送および<em&gt;インビボ</em&gt;デンドリマーベースのpHセンサの応用

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

化学

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.

SDF-1α-キトサン硫酸デキストランナノ粒子の調製とキャラクタリゼーション

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.

調製とキャラクタリゼーション個々のとマルチ薬ロード物理的に捕捉さ高分子ミセル

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).

酵素的、化学（メチル化）と物理（質量分析、核磁気共鳴）技術を用いた植物の壁ヘテロキシランのシーケンシング

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.

超分子コロイドの合成とキャラクタリゼーション

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).

（オキシ）窒化物蛍光体のための低エネルギーのカソードルミネッセンス

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.

電子常磁性共鳴イメージングを使用した多孔質体でゲスト分子の拡散の場の監視で

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.

バインドの動的・電気泳動光散乱による解析 DNA 磁性粒子

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.

C60/Graphene ハイブリッド ナノ構造の作製と評価

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.

F− 310 Nm 剥離によって示されている陰イオンの光電子イメージング

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