This work supported by research grant funding from the Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) of Canada, the Ontario Institute for Cancer Research (OICR, #P.SI.015.8), and the Canadian Cancer Society (CCS, #703857). The authors acknowledge the contributions of Dr. Denis Snider who provided assistance in preparing the manuscript.

動物実験は、動物ケアに関するカナダ評議会（CCAC）のガイドラインに従ってマクマスター大学の動物研究倫理委員会によって承認されました。 99m Tc でとTZ-三座配位子の1放射性標識警告：以下の手順は、放射性化合物の使用を必要とします。仕事は、安全性と廃棄規制の遵守とライセンス実験室で行われるべきです。マイクロ波反応は、特に、化学合成のために設計されたマイクロ波中で行うべきです。 <ol><li> 合成[99m Tc で （CO）3（H 2 O）3] + 19、20 <ol><li>マイクロ波バイアルに、結合8mgのK 2 [BH 3 CO 2] 15mgののNa 2 CO 3、20ミリグラムのNa 2 B 4 O 7・10H 2 O、及び25mgのKOCO [CH（OH）]2 COONa・4H 2 Oをパージアルゴンガスで10分間バイアル。 </li><li>バイアルに0.9％生理食塩水で（〜1100 MBqで、〜30 MCI） - 99メートルのTcO 4の4 mLを加え。 </li><li>試薬の十分な混合を確実にするために攪拌し、10秒後、110℃で3.5分間マイクロ波中の反応を加熱します。 </li><li> 〜400μLの1 M HClを用いて3.5から4に、溶液のpHを調整します。 pH試験紙を使用して確認してください。 </li></ol></li><li> テトラジンの放射性標識は、1-5のリガンド <ol><li> 250μLのMeOH 21内の各リガンドの2mgの（化合物1-5）を溶解します。 </li><li>各ソリューションに[99m Tc で （CO）3（H 2 O）3] +（〜74 MBqで、〜2 MCI）の250μLを追加します。 </li><li> 60℃で20分間マイクロ波を用いて反応混合物を加熱します。 注：この手順は、すべての5テトラジンため同一でした。 </li><li>化合物2-5の場合は、溶媒および再dissolを蒸発させます1（v / v）のDCM：TFA 1の1mLに得られる生成物をまし。 </li><li> 6分（2-4）または10分（5）マイクロ波で60℃で溶解させた反応生成物（2-5）を加熱します。 </li><li>室温に冷却した後、エバポレーター（36℃、8ミリバール、3分、6,000 rpm）を用いて溶媒を蒸発させ、1で乾燥させ、化合物溶解：1 ACN：H 2 Oまたは1：1のMeOH：H 2 OをHPLC精製の前に。 </li><li> HPLC（C 18逆相）を用いて、未標識テトラジンリガンドで標識された生成物を分離するなどの99m Tc で標識した化合物（1-5）を 、精製します。 H 2 O 20を超える分（18分）、C 18分析4.6×100 mmカラム：40:60 ACNにH 2 O（0.1％TFAとの両方）：通常、30:70 ACNの溶出勾配を使用します。 UV（254 nm）で、ガンマ検出の両方を使用してください。 <ol><li>各標識生成物の少量のサンプルを取り、共同INJのそれにそのHPLC保持時間を比較します（20％メタノール-H 2 O中の0.125 mg）をected、非放射性、Re標識標準。 Re標識標準は、UV HPLCトレースで識別され、γ-HPLCトレース中の99m Tc で標識化合物と同時に溶出します。この共注射は99m Tc で標識された化合物の正体を確認し、同程度の保持時間でピークを示しています。 </li></ol></li><li>蒸発器（36℃、8ミリバール、3分、6,000 rpm）を用いたHPLC画分から溶媒を蒸発させます。 </li><li> 0.5％BSAおよび0.01％のTween-80を含む、7.4 kBq / PBS中μLの濃度で精製された化合物を策定します。 </li><li>標識された化合物が安定であることを確認するために、in vitroでの安定性試験を行います。安定性を評価するために、各時点でのHPLCに混合物の少量（3.7 MBqの）を注入し、1、4、6時間37℃で製剤化化合物をインキュベートします。 </li></ol></li></ol> 2.事前標的バイオ分布研究<ol><l動物の i&gt;の準備 <ol><li> 7-9週齢の雌のBALB / cマウスを用いて（n = 3）を、尾静脈注射を介して、TCO-BPは、生理食塩水（20ミリグラム/キログラム）（5μgの/μL）中に処方管理。 </li><li>物理的な拘束装置にマウスを置き、尾の側面に位置する静脈を識別し、アルコール綿棒で拭いてください。尾の先端から約2cmで、静脈に浅い角度、並列で30ゲージの針を挿入します。ゆっくりと、注射針を削除し、出血が止まるまでのわずかな圧力で、注射部位で清潔なガーゼスポンジを適用するプランジャーを押し下げます。 </li><li> TCO-BPの1時間後の注射では、尾静脈注射を介して、PBS中の0.5％BSAの100μLで処方さ99m Tc でテトラジンの〜0.74 MBqの（20マイクロCi）、0.01％のTween-80を投与します。 </li></ol></li><li> 生体分布研究 <ol><li>所望の時点（T = 6時間）、3％イソフルラン2％酸素の混合ガスを使用してマウスanaesthetize。に実証eは、麻酔の外科的平面の下であることを確認するために麻酔をかけたマウスの撤退をつまみます。 </li><li>シリンジヘパリンで前処理を使用して、心臓穿刺により血液（1ミリリットル）を収集します。継続的な麻酔のためのノーズコーンで鼻との背中の上に置いてマウスや動物に剣状突起の位置を確認します。 <ol><li> 20°の角度で、少し剣状突起下の動物の正中線の左に、25 G針を挿入します。完全に針を挿入し、ゆっくりと心を穿刺した場合、針ハブに血を見るために、プランジャーに引き戻します。必要に応じて、心臓を穿刺し、プランジャーを保持しながら、わずかに針を再調整。ゆっくりとシリンジに血液を描画します。 </li></ol></li><li>麻酔下ながら、頸椎脱臼により動物を安楽死させます。 </li><li>ビニール袋に各動物を置き、全身の活動レベルを測定するために、投与量キャリブレータ（99m Tc で設定）を使用します。 </li><li>前計量で、次の組織および体液を収集（内容を）（内容の）血液、骨（膝と肩）、胆嚢、腎臓、肝臓、胃、（内容で）小腸、大腸と盲腸、甲状腺および気管、尿と膀胱：チューブをカウント編、および尾。 </li><li>適切な計数管に組織を置く前に血液を除去し、乾燥ブロットをPBS中（血液、胆嚢、および膀胱を除く）は、適切な組織をすすいでください。 </li><li>ビニール袋に動物の死体を置き、投与量キャリブレータを使用して残留全身活性を測定。 </li><li>組織サンプルを含む各チューブを秤量します。チューブの減算初期重量は、組織の塊を得ました。 </li><li>各マウスについての注射の時に試験サンプル（100μL）で活性の量を測定するために、投与量キャリブレータ（99m Tc で設定）を使用します。 注：この試験サンプルは、したがって、注射時に活動カウントを与え、注入量に等しいです。 </li><li>組織の測定時に、A以前に使用した試験サンプルのliquot 5μL。マルチ検出器ガンマカウンター（99m Tc で設定）を使用し、5μLの試験サンプル毎分のカウント（CPM）を得ることがカウントされます。 </li><li>換算係数（CPMマイクロCi -1）を得るために、式1を使用して活動し、CPMの関係を計算するために、2.2.9と2.2.10で得られた2つの値を使用してください。 （1） <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/55188/55188eq1.jpg" /></li><li>各組織または液体サンプル中の放射能の量を測定するために、ガンマカウンターを使用してください。 </li><li>総注射量の測定の相対的な時に各組織または体液中の活動量を算出するための式1を使用してください。この値は、臓器重量によって正規化し、組織のグラム当たりのパーセント注射用量（ すなわち、％のID / g）と報告されています。 </li><li>手順に従ってくださいabsenにおける99m Tc で標識テトラジンリガンドを使用して、負の対照実験を行うために2.2.13に2.1.2TCO-BPのCE。犠牲マウス（n = 3）0.5、1、4及び6時間後の注射で、上述したように、組織または流体を得ました。 </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Jurisson, S. S., Lydon, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+Technetium+Small+Molecule+Radiopharmaceuticals.">Potential Technetium Small Molecule Radiopharmaceuticals.</a> Chem. Rev. 99 (9), 2205-2218 (1999).</li><li>Kluba, C. A., Mindt, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Click-to-chelate:+Development+of+Technetium+and+Rhenium-Tricarbonyl+Labeled+Radiopharmaceuticals.">Click-to-chelate: Development of Technetium and Rhenium-Tricarbonyl Labeled Radiopharmaceuticals.</a> Molecules. 18, 3206-3226 (2013).</li><li>Amato, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+Medicines+Conundrum.">Nuclear Medicines Conundrum.</a> Chem. Eng. News. 87 (36), 58-70 (2009).</li><li>Hnatowich, D. J., Virzi, F., Rusckowski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigations+of+Avidin+and+Biotin+for+Imaging+Applications.">Investigations of Avidin and Biotin for Imaging Applications.</a> J. Nucl. Med. 28 (8), 1294-1302 (1987).</li><li>Blackman, M. L., Royzen, M., Fox, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetrazine+Ligation:+Fast+Bioconjugation+Based+on+Inverse-Electron-Demand+Diels-Alder+Reactivity.">Tetrazine Ligation: Fast Bioconjugation Based on Inverse-Electron-Demand Diels-Alder Reactivity.</a> J. Am. Chem. Soc. 130 (41), 13518-13519 (2008).</li><li>Devaraj, N. K., Weissleder, R., Hilderbrand, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetrazine-Based+Cycloadditions:+Application+to+Pretargeted+Live+Cell+Imaging.">Tetrazine-Based Cycloadditions: Application to Pretargeted Live Cell Imaging.</a> Bioconjugate Chem. 19 (12), 2297-2299 (2008).</li><li>Rossin, R., 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=In+Vivo+Chemistry+for+Pretargeted+Tumor+Imaging+in+Live+Mice.">In Vivo Chemistry for Pretargeted Tumor Imaging in Live Mice.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 49 (19), 3375-3378 (2010).</li><li>Zeglis, B. 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=Optimization+of+a+Pretargeted+Strategy+for+the+PET+Imaging+of+Colorectal+Carcinoma+via+the+Modulation+of+Radioligand+Pharmacokinetics.">Optimization of a Pretargeted Strategy for the PET Imaging of Colorectal Carcinoma via the Modulation of Radioligand Pharmacokinetics.</a> Mol. Pharmaceutics. 12 (10), 3575-3587 (2015).</li><li>Rossin, R., 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=Highly+Reactive+trans-Cyclooctene+Tags+with+Improved+Stability+for+Diels-Alder+Chemistry+in+Living+Systems.">Highly Reactive trans-Cyclooctene Tags with Improved Stability for Diels-Alder Chemistry in Living Systems.</a> Bioconjugate Chem. 24 (7), 1210-1217 (2013).</li><li>Rossin, R., Robillard, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pretargeted+Imaging+Using+Bioorthogonal+Chemistry+in+Mice.">Pretargeted Imaging Using Bioorthogonal Chemistry in Mice.</a> Curr. Opin. Chem. Biol. 21, 161-169 (2014).</li><li>Denk, C., 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=Development+of+a+18F-Labeled+Tetrazine+with+Favorable+Pharmacokinetics+for+Bioorthogonal+PET+Imaging.">Development of a 18F-Labeled Tetrazine with Favorable Pharmacokinetics for Bioorthogonal PET Imaging.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 53 (36), 9655-9659 (2014).</li><li>Herth, M. M., Andersen, V. L., Lehel, S., Madsen, J., Knudsen, G. M., Kristensen, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+11C-labeled+Tetrazine+for+Rapid+Tetrazine-Trans-Cyclooctene+Ligation.">Development of a 11C-labeled Tetrazine for Rapid Tetrazine-Trans-Cyclooctene Ligation.</a> Chem. Commun. 49 (36), 3805-3807 (2013).</li><li>Li, Z., 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=Tetrazine-Trans-Cyclooctene+Ligation+for+the+Rapid+Construction+of+18F+Labeled+Probes.">Tetrazine-Trans-Cyclooctene Ligation for the Rapid Construction of 18F Labeled Probes.</a> Chem. Commun. 46 (42), 8043 (2010).</li><li>Nichols, B., Qin, Z., Yang, J., Vera, D. R., Devaraj, 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=68Ga+Chelating+Bioorthogonal+Tetrazine+Polymers+for+the+Multistep+Labeling+of+Cancer+Biomarkers.">68Ga Chelating Bioorthogonal Tetrazine Polymers for the Multistep Labeling of Cancer Biomarkers.</a> Chem. Commun. 50 (40), 5215-5217 (2014).</li><li>Zeglis, B. 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=A+Pretargeted+PET+Imaging+Strategy+Based+on+Bioorthogonal+Diels-Alder+Click+Chemistry.">A Pretargeted PET Imaging Strategy Based on Bioorthogonal Diels-Alder Click Chemistry.</a> J. Nucl. Med. 54 (8), 1389-1396 (2013).</li><li>Garc&#237;a, M. F., 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=99mTc-Bioorthogonal+Click+Chemistry+Reagent+for+In+Vivo+Pretargeted+Imaging.">99mTc-Bioorthogonal Click Chemistry Reagent for In Vivo Pretargeted Imaging.</a> Bioorg. Med. Chem. 24 (6), 1209-1215 (2016).</li><li>Russell, R. G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bisphosphonates:+The+First+40+Years.">Bisphosphonates: The First 40 Years.</a> Bone. 49 (1), 2-19 (2011).</li><li>Yazdani, 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=A+Bone-Seeking+Trans-Cyclooctene+for+Pretargeting+and+Bioorthogonal+Chemistry:+A+Proof+of+Concept+Study+Using+99mTc+and+177Lu-Labeled+Tetrazines.">A Bone-Seeking Trans-Cyclooctene for Pretargeting and Bioorthogonal Chemistry: A Proof of Concept Study Using 99mTc and 177Lu-Labeled Tetrazines.</a> J. Med. Chem. , (2016).</li><li>Alberto, R., 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=A+Novel+Organometallic+Aqua+Complex+of+Technetium+for+the+Labeling+of+Biomolecules:+Synthesis+of+[99mTc(OH2)3(CO)3]++from+[99mTcO4]-+in+Aqueous+Solution+and+its+Reaction+with+a+Bifunctional+Ligand.">A Novel Organometallic Aqua Complex of Technetium for the Labeling of Biomolecules: Synthesis of [99mTc(OH2)3(CO)3]+ from [99mTcO4]- in Aqueous Solution and its Reaction with a Bifunctional Ligand.</a> J. Am. Chem. Soc. 120 (31), 7987-7988 (1998).</li><li>Alberto, R., Ortner, K., Wheatley, N., Schibli, R., Schubiger, A. P. <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+properties+of+boranocarbonate:+A+convenient+in+situ+CO+source+for+the+aqueous+preparation+of+[99mTc(OH2)3(CO)3.">Synthesis and properties of boranocarbonate: A convenient in situ CO source for the aqueous preparation of [99mTc(OH2)3(CO)3.</a> J. Am. Chem. Soc. 123 (13), 3135-3136 (2001).</li><li>Lu, G., 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+SAR+of+99mTc/Re-labeled+Small+Molecule+Prostate+Specific+Membrane+Antigen+Inhibitors+with+Novel+Polar+Chelates.">Synthesis and SAR of 99mTc/Re-labeled Small Molecule Prostate Specific Membrane Antigen Inhibitors with Novel Polar Chelates.</a> Bioorg. Med. Chem. Lett. 23 (5), 1557-1563 (2013).</li><li>Maresca, K. P., 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=Small+Molecule+Inhibitors+of+PSMA+Incorporating+Technetium-99m+for+Imaging+Prostate+Cancer:+Effects+of+Chelate+Design+on+Pharmacokinetics.">Small Molecule Inhibitors of PSMA Incorporating Technetium-99m for Imaging Prostate Cancer: Effects of Chelate Design on Pharmacokinetics.</a> Inorg. Chim. Acta. 389, 168-175 (2012).</li><li>Bartholom&#228;, M. D., 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=Insight+into+the+Mode+of+Action+of+Re(CO)3+Thymidine+Complexes.">Insight into the Mode of Action of Re(CO)3 Thymidine Complexes.</a> ChemMedChem. 5 (9), 1513-1529 (2010).</li></ol>

The authors declare they have no competing financial interests.

変化する極性のテトラジン結合三座キレートのコレクションを調製し、in vivoでの TCO誘導体とIEDDA反応におけるそれらの99m Tc での複合体の有用性を評価しました。効果的かつ再現性の99m Tc で標識法は、リガンド濃度はラベリング工程（化合物2-5） のt-ブチル基の脱保護を行った10 -3 Mであった。5テトラジンキレート、のために開発されました。リガンドの高濃度放射化学的収率を改善し、テトラジン21の劣化を最小限に抑え、反応時間を減少させるために使用しました。製品はすべて持つ&gt; 99％放射化学的純度及び〜1.48 MBqで/μgの高比活性を有する、31から83までパーセントの範囲の放射化学的収率で得られた、非標識リガンドおよびHPLCによる任意の放射化学不純物から分離し、分離しました。すべての化合物は、0を含むPBS中で安定であることが示されました。最大6時間、5％BSA及び0.01％Tween80を（ 図3）。 TCO-BPのようなビスフォスフォネート化合物は、マウスにおいて、膝と肩関節を含む積極的な骨代謝または傷害の部位に局在します。 TCO-BPは、したがって、in vivoでの同位体を提供するために新たな放射性標識されたテトラジンの有効性を評価するための簡単な手段を提供します。すべての5つの99m Tc で -テトラジンの生体内分布の評価が成功したin vivoで骨にプレターゲティング（ 図4）を実証し、膝や肩の関節で6時間後に注射を取り込みを示しました。以前の研究では、（2）は、単独で与えられた99m Tc でテトラジン構築物は（ 図5）しないのに対し、放射性標識TCO-BPは、骨18に蓄積することが確認されました。これは、1つは、骨吸収がIEDDA反応によるものであったと結論することができます。 より親油性の構築物1および2 </強い&gt;膝の高い取り込みを含む同様の分布データを有していた（9.1±1.9（1）7.6±2.7（2））とショルダー（4.6±1.4（1）4.8±1.9（2））。高い放射能濃度もTCO-BP（ 図5）の非存在下における親油性99m Tc でテトラジン化合物2の分布と一致している胆嚢、肝臓や腸、中に見られました。このような骨格筋および脾臓のような他の非標的組織および器官は、任意の有意な取り込みを示さなかった（&lt;1％）の生体分布研究は、TCO-BPの非存在下での99m Tc で 、テトラジンで行った（ 図5）そのため、これらの器官は、プレターゲティング実験のために取られていませんでした。また、単独の99m Tc で 、テトラジンと生体分布実験は、6時間後に注射で非標的組織からの良好なクリアランスを示しました。その結果、THI同位体の半減期以内である時点を、異なる放射性標識テトラジンリガンドを比較する時点として選択しました。 PEG 5リンカーを保有するより極性の99m Tc でテトラジン化合物3は、非常に高い膝と肩の取り込み（それぞれ16.2±4.8および20.7±4.9）を示しました。肝臓と腸で観察された低い活性もありました。対応するPEG 10誘導体はまた、化合物1および2の最も極性のデリバティブ5に比べて肝臓における骨や取り込みの減少への結合を示した、その迅速なクリアランスに起因する可能性が高い他のすべての構築物よりも結合下の骨を示しました。 高い骨吸収と骨：血液比（ 表1）は、特に化合物3および4は、プレターゲッティングとIEDDA反応がLOCに使用することができることを実証していますin vivoでの 99m Tc で標識化合物をアリゼ。ここで報告された方法のTC（I）-tetrazineリガンドの次世代を含む任意の放射性標識テトラジンを評価するために使用することができます。本研究に使用したリガンドのクラスに、構造が容易に著しくリガンド合成方法21を変更することなく、金属錯体とテトラジン間のドナー基およびリンカーの性質を変えることによって変えることができることに留意すべきです。リード分子が同定されたら、可能性固相精製方法を含むインスタントキット法は、臨床的な翻訳を支援するために開発することができます。 ここで報告のTc（I）錯体は異なるTCO由来の抗体を含む分子を標的の広い配列を使用して、新しい99m Tc での放射性医薬品を製造するための機会を作成します。抗体、typicないでしょう、テクネチウム標識されたテトラジンの作成に先立って、その優れたターゲティング特性にもかかわらず、味方ためにはるかに長い同位体の半減期（〜6時間）よりも、それらの遅いクリアランス（日）の99m Tc で一緒に使用することができます。化学の追加アプリケーションは、ここで報告されたリガンドの同じクラスは、ベータ放出放射性核種186 Reおよび188のReを用いて調製することができるということです。 TCO-BPの特性を求めて腫瘍と組み合わせるのTc（I）の薬剤の同形のRe（I）の類似体は、骨転移を治療するために使用することができます。

99m Tc では、世界的に年1、2、3ごとに行わ億50以上の撮像法で、核医学診断に使用される支配的な放射性同位元素のまま。臨床的に使用される99m Tc での薬剤の大部分は、灌流型放射性医薬品です。 99m Tc では、ターゲティング構築物への連結を介して、特定のバイオマーカーを結合するのに向いている積極的に標的とする化合物の数は限られています。対象と99m Tc での放射性医薬品の作成は、多くの場合、目的のバイオマーカー、または同位元素の半減期と結合するターゲッティング分子の能力に99m Tc で -リガンド複合体の影響により阻害される高分子量の生体分子と共に使用するための十分な長さではありません抗体など。後者は、典型的には、画像が非標的TISSからクリアする生体分子のためのために取得されるまでに数日を要します<html> UE。プレターゲッティングは、これらの課題を克服するための代替的なアプローチを提供しています。 バイオ直交化学と組み合わせたプレターゲッティングの両方蛍光および放射性イメージング4、5、6、7、8のための新たな分子イメージングプローブを開発するための有効な方法であることが示されています。 1,2,4,5-テトラジン（Tzの）およびトランス -cyclooctene（TCO）誘導体の間の逆電子需要ディールス-アルダー（IEDDA）反応、 図1に示すように、6特に有効であることが示されました。これらのコンポーネントとのIEDDA反応は、高選択性、in vivoでプレターゲッティングアプリケーション9、10にも最適です（2≈6000 M -1 s -1のk）をPBSに速い反応速度を示すことができます。 e_content 11 C、18 Fに基づく&quot;&gt;使用される最も一般的なアプローチは、TCO由来ベクターを標的にし、十分な遅延期間の後、放射性標識されたテトラジンが投与さを投与することを含む。放射性標識テトラジン、64のCu、89 Zrおよび111 Inがされています11、12、13、14、15に報告された。対照的に、in vivoでの結合タンパク質および分解を防止するために、共リガンドの使用を必要とHYNIC系配位子を用いて調製したの99mのみ報告Tc標識Tzのは、あります16。別の方法として、ここでは99m Tc で （I）の合成を報告し、[99m Tc で （CO）3] +コアで安定した三座複合体を形成するリガンドのファミリーを使用して、テトラジンを標識しました。 図1：テトラジンとトランス -cyclooctene間のバイオ直交IEDDA反応。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig1large.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> 準備リガンドのファミリーは、極性および金属結合領域とTzを（ 図2）との間のリンカー基の性質に変化する三座キレートを含んでいます。目標は、結合していないときに効果的に高い標的対非標的比を得るために、局在化およびin vivoでの TCO標識部位と反応し、速やかにクリアできた99m Tc でテトラジン構築物を同定することでした。リガンドをテストするには、ビスホスホネートのTCO-誘導体（TCO-BP）が17を使用しました。私たちは、TCO-BPは、アクティブな骨代謝の領域に局在することが以前に示されているとと反応することができます生体内 18 で放射性標識されたテトラジン。それは、単一の工程で調製することができ、実験は局在が主に関節（膝、および肩）で発生する通常のマウスで行うことができるので、新たなテトラジンをテストするための便利な試薬です。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1378">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Argon gas&#160;</td>
			<td style="width:255px;">Alphagaz</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Na2CO3</td>
			<td style="width:255px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:199px;">106395</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Na2B4O7.10H2O</td>
			<td style="width:255px;">Anachemia</td>
			<td style="width:199px;">S9640</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">KNaC4H4O6.4H2O</td>
			<td style="width:255px;">Anachemia</td>
			<td style="width:199px;">217255</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Technelite 99mTc generator</td>
			<td style="width:255px;">Lantheus medical imaging</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td>Source of 99mTcO4-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">0.9% Saline</td>
			<td style="width:255px;">Lantheus medical imaging</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td>To elute generator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1 M HCl</td>
			<td style="width:255px;">Lab Chem</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MeOH</td>
			<td style="width:255px;">Caledon</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ACN</td>
			<td style="width:255px;">Caledon</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Millipore H2O</td>
			<td style="width:255px;">Thermo Fisher Scientific&#160;&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Barnstead Nanopure</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">DCM</td>
			<td style="width:255px;">Caledon</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">TFA</td>
			<td style="width:255px;">Caledon</td>
			<td style="width:199px;">---</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">PBS</td>
			<td style="width:255px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:199px;">10010023</td>
			<td>pH 7.4 1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">BSA</td>
			<td style="width:255px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:199px;">A7906</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Tween80</td>
			<td style="width:255px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:199px;">P8047</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td style="width:255px;">CDMV</td>
			<td style="width:199px;">108737</td>
			<td>Supplier: Fresenius Kabi Animal Health&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:367px;">HPLC&#160;</td>
			<td style="width:255px;">Waters&#160;</td>
			<td style="width:199px;">1525 Binary Pump, 2998 Photodiodde Array Detector, E-SAT/IN, Bioscan Flowcount PMT detector (item # 15590)</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:367px;">HPLC column for analysis and purification of compounds 2-4</td>
			<td style="width:255px;">Phenomenex</td>
			<td style="width:199px;">00G-4435-E0</td>
			<td>Gemini&#174; 5 &#181;m C18 110 &#197;, LC Column 250 x 4.6 mm,</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:367px;">HPLC column for analysis and purification of compounds 1 and 5</td>
			<td style="width:255px;">Waters&#160;</td>
			<td style="width:199px;">186003115</td>
			<td>XBridge BEH C18 Column, 130 &#197;, 5 &#181;m, 4.6 mm X 100 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Microwave Reactor&#160;</td>
			<td style="width:255px;">Biotage&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Initiator 8</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Biotage V10 Evaporator</td>
			<td style="width:255px;">Biotage&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Serial # V1041</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Dose calibrator</td>
			<td style="width:255px;">Capintec, Inc.&#160;</td>
			<td style="width:199px;">CRC-25R</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:367px;">Gamma counter</td>
			<td style="width:255px;">Perkin Elmer</td>
			<td style="width:199px;">Wizard 1470 Automatic Gamma Counter</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Animal room scale&#160;</td>
			<td style="width:255px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:199px;">XP105 Delta Range</td>
			<td style="width:559px;">---</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:367px;">Microwave vials&#160;</td>
			<td style="width:255px;">Biotage&#160;</td>
			<td style="width:199px;">355629</td>
			<td>0.5-2 mL&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and evaluation of 99mtc-labeled tridentate chelates for pre-targeting using bioorthogonal chemistry

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the inverse electron demand Diels-Alder (IEDDA) cycloaddition between a radiolabeled tetrazines and trans-cyclooctene (TCO) linked to a biomolecule has proven to be a highly effective bioorthogonal approach to imaging specific biological targets. Despite the fact that technetium-99m remains the most widely used isotope in diagnostic nuclear medicine, there is a scarcity of methods for preparing 99mTc-labeled tetrazines. Herein we report the preparation of a family of tridentate-chelate-tetrazine derivatives and their Tc(I) complexes. These hitherto unknown compounds were radiolabeled with 99mTc using a microwave-assisted method in 31% to 83% radiochemical yield. The products are stable in saline and PBS and react rapidly with TCO derivatives in vitro. Their in vivo pre-targeting abilities were demonstrated using a TCO-bisphosphonate (TCO-BP) derivative that localizes to regions of active bone metabolism or injury. In murine studies, the 99mTc-tetrazines showed high activity concentrations in knees and shoulder joints, which was not observed when experiments were performed in the absence of TCO-BP. The overall uptake in non-target organs and pharmacokinetics varied greatly depending on the nature of the linker and polarity of the chelate.

リガンドは、商業的に入手可能なテトラジン22、23製品のカップリング、続いて単純な還元的アミノ化戦略（ 図2）を介して、異なるリンカーおよびキレート剤を用いて合成しました。放射性標識は、全ての化合物のための同様の方法を使用して実行し、高度に再現可能でした。 83％（1）、45％（2）、31％：プロセスは99m Tc で放射性標識化合物は、そこでリガンド、反応時間および温度の量1~5を高い放射化学的収率に適度で得た、pH値を変化させることによって最適化しました（3）、42％（4）、および54％（5）。エバポレーターを用いて、未反応のリガンドおよび蒸発からHPLC精製後、化合物は、注射前に、0.5％BSA及び0.01％Tween80を含有PBS中で配合しました。 Pの比活性<html> urified 99m Tc で標識テトラジンは〜1.48 MBqで/μgでした。研究は、前のインビボ研究に99m Tc で標識テトラジンリガンドの安定性を評価するために行きました。一例として、化合物4は、 図3に見られるように、安定性は、6時間（R T = 14分）にわたって目に見える劣化が1、4及び6時間でHPLCによりモニターしました。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/55188/55188fig2.jpg" /> 図2： 化合物（下）に示すように、1-5は異なるリンカー（Y）及びキレート剤（X）を用いて製造しました。すべての化合物は、 工程（II）を必要としない 1を除いて、[99m Tc で （CO）3（H 2 O）3]と同じ反応条件を用いて、+（上）で放射標識しました。 <img alt="&lt;/ htmlの">「図3」SRC = &quot;/ファイル/ ftp_upload / 55188 / 55188fig3.jpg&quot; /&gt; 図3：1、4、6 時間、37℃でPBS中でインキュベートし4の4γ-HPLCトレース化合物を用いた安定性試験の結果。 インビボ試験のために、健康なBalb / cマウスを使用しました。簡潔には、各化合物の、マウスの群（n = 3）の1時間後に99m Tc で標識された化合物の投与を行ったTCO-BP（100μL、20ミリグラム/キログラム）を注射しました。 99m Tc での複合体の6時間後注射で、動物を屠殺し、種々の組織および体液中の放射能濃度を測定しました。得られたデータは、グラム組織率（％ID / g）をあたりパーセント注射用量として報告されており、 図4に示されています。 5 99m Tc で標識Tzの化合物のそれぞれのための血液に対する骨（膝や肩）の代表的な比率は、 表1に示されています。これらのデータは、CLを示しています早期にその化合物3は、血液からのクリアランスと組み合わせ、およびオフターゲット組織局在性の点で99m Tc で標識された化合物の中でもかなりのばらつきがあったことをターゲットに最適を提供しました。マウスをTCO-BPの非存在下での99m Tc でテトラジンリガンドを注射したCD1マウスを用いた陰性対照試験（N = 3）を行いました。マウスを0.5、1で屠殺し、4及び6時間及び％ID / gの全組織および体液に対して決定しました。化合物2のデータは、図5に示されている試験した全ての化合物については、有意な取り込みは、骨または図4に示されていない他の組織（心臓、肺、脾臓、骨格筋）において見られませんでした。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/55188/55188fig4.jpg" /> 99m Tc で標識テトラジン誘導体1-5 図4.バイオ配布結果（インディカバーテッド）。示したデータは、放射性標識誘導体の6時間後に注射を受け選択された組織および体液から得られた平均パーセント±SEMで組織または流体のグラム当たりの用量（％ID / g）を注入としての活性は、組織または体液量に対して正規化しました。骨標的は•で示されています。注：1％未満であった持っていた平均％のID / gに示されていない残りのすべての組織。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig4large.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/55188/55188fig5.jpg" /> 図 TCO-BPの注射前にすることなく、99m Tc で標識テトラジン（2）を用いた制御研究のため5.バイオ配布結果。示されるデータは、0.5で3匹のマウスから採取した選択された組織および体液から得られた1,4、及び2の6時間後に注射しました。活動は、組織に標準化しましたかSEM±組織または体液のグラムあたりの平均パーセント注射用量（％ID / g）のような流体の重量、。 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig5large.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> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td colspan="5">化合物</td></tr><tr><td>比</td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 4 </td><td> 5 </td></tr><tr><td>肩：ブラッド</td><td> 3.5：1 </td><td> 3.5：1 </td><td> 21：1 </td><td> 7.8：1 </td><td> 0.8：1 </td></tr><tr><td>膝：ブラッド</td><td> 6.9：1 </td><td> 5.6：1 </td><td> 26：1 </td><td> 12：1 </td><td> 1.3：1 </td></tr></tbody></table> 表1.骨組織：生体内分布の研究から決定した血液比。

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry at JoVE.com

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

Here, we describe a protocol for radiolabeling and in vivo testing of tridentate 99mTc(I) chelate-tetrazine derivatives for pre-targeting and bioorthogonal chemistry.

の調製と評価<sup&gt; 99メートル</sup&gt; Tc標識三座キレートバイオ直交化学反応を用いて事前ターゲティングするため

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the ...

preparation-evaluation-99mtc-labeled-tridentate-chelates-for-pre

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

8.1K ビュー.  McMaster University. Here, we describe a protocol for radiolabeling and in vivo testing of tridentate 99mTc(I) chelate-tetrazine derivatives for pre-targeting and bioorthogonal chemistry. 

ビデオ: Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

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 ...

化学

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers (gelatin, agar, cellulose), only recently have biomasses been recognized as an abundant source of chemically diverse macromolecules for functional aerogel materials. Biopolymer aerogels (pectin, alginate, chitosan, cellulose, etc.) exhibit both specific inheritable functions of starting biopolymers and distinctive features of aerogels (80-99% porosity and specific surface up to 800 m2/g). This synergy of properties makes biopolymer aerogels promising candidates for a wide gamut of applications such as thermal insulation, tissue engineering and regenerative medicine, drug delivery systems, functional foods, catalysts, adsorbents and sensors. This work demonstrates the use of pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the ionic cross linking of amidated pectin into hydrogels. Initially a biopolymer/salt dispersion is prepared in water. Under pressurized CO2 conditions, the pH of the biopolymer solution is lowered to 3 which releases the crosslinking cations from the salt to bind with the biopolymer yielding hydrogels. Solvent exchange to ethanol and further supercritical CO2 drying (10 - 12 MPa) yield aerogels. Obtained aerogels are ultra-porous with low density (as low as 0.02 g/cm3), high specific surface area (350 - 500 m2/g) and pore volume (3 - 7 cm3/g for pore sizes less than 150 nm).

A new way for the production of biopolymer-based aerogels by carbon dioxide (CO2) induced gelation is shown. The technique utilizes pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the production of biopolymer hydrogels and supercritical CO2 (12 MPa) to convert gels into aerogels. The only solvents needed besides CO2 are water and ethanol.

グリーン溶剤を使用したバイオポリマーエアロゲルの調製

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ethylene-propylene rubber, grafted with maleic anhydride, is thermo-reversibly cross-linked in two steps. The pending anhydride moieties are first modified with furfurylamine to graft furan groups to the rubber backbone. These pendant furan groups are then cross-linked with a bis-maleimide via a Diels-Alder coupling reaction. Both reactions can be performed under a broad range of experimental conditions and can easily be applied on a large scale. The material properties of the resulting Diels-Alder cross-linked rubbers are similar to a peroxide-cured ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) reference. The cross-links break at elevated temperatures (&#62; 150 &#176;C) via the retro-Diels-Alder reaction and can be reformed by thermal annealing at lower temperatures (50-70 &#176;C). Reversibility of the system was proven with infrared spectroscopy, solubility tests and mechanical properties. Recyclability of the material was also shown in a practical way, i.e., by cutting a cross-linked sample into small parts and compression molding them into new samples displaying comparable mechanical properties, which is not possible for conventionally cross-linked rubbers.

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

サーモ可逆架橋ゴム経由アルダー化学の合成と性質

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Simple Methods for the Preparation of Non-noble Metal Bulk-electrodes for Electrocatalytic Applications

The rock material pentlandite with the composition Fe4.5Ni4.5S8 was synthesized via high temperature synthesis from the elements. The structure and composition of the material was characterized via powder X-ray diffraction (PXRD), M&#246;ssbauer spectroscopy (MB), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Two preparation methods of pentlandite bulk electrodes are presented. In the first approach a piece of synthetic pentlandite rock is directly contacted via a wire ferrule. The second approach utilizes pentlandite pellets, pressed from finely ground powder, which is immobilized in a Teflon casing. Both electrodes, whilst being prepared by an additive-free method, reveal high durability during electrocatalytic conversions in comparison to common drop-coating methods. We herein showcase the striking performance of such electrodes to accomplish the hydrogen evolution reaction (HER) and present a standardized method to evaluate the electrocatalytic performance by electrochemical and gas chromatographic methods. Furthermore, we report stability tests via potentiostatic methods at an overpotential of 0.6 V to explore the material limitations of the electrodes during electrolysis under industrial relevant conditions.

A facile preparation method of electrodes using the bulk material Fe4.5Ni4.5S8 is presented. This method provides an alternative technique to conventional electrode fabrication and describes prerequisites for unconventional electrode materials including a straightforward electrocatalytic testing method.

電気化学的応用のための非貴金属バルク電極の調製のための簡単な方法

The rock material pentlandite with the composition Fe4.5Ni4.5S8 was synthesized via high temperature synthesis from the elements. The structure and ...

Optimizing the Genetic Incorporation of Chemical Probes into GPCRs for Photo-crosslinking Mapping and Bioorthogonal Chemistry in Live Mammalian Cells

The genetic incorporation of non-canonical amino acids (ncAAs) via amber stop codon suppression is a powerful technique to install artificial probes and reactive moieties onto proteins directly in the live cell. Each ncAA is incorporated by a dedicated orthogonal suppressor-tRNA/amino-acyl-tRNA-synthetase (AARS) pair that is imported into the host organism. The incorporation efficiency of different ncAAs can greatly differ, and be unsatisfactory in some cases. Orthogonal pairs can be improved by manipulating either the AARS or the tRNA. However, directed evolution of tRNA or AARS using large libraries and dead/alive selection methods are not feasible in mammalian cells. Here, a facile and robust fluorescence-based assay to evaluate the efficiency of orthogonal pairs in mammalian cells is presented. The assay allows screening tens to hundreds of AARS/tRNA variants with a moderate effort and within a reasonable time. Use of this assay to generate new tRNAs that significantly improve the efficiency of the pyrrolysine orthogonal system is described, along with the application of ncAAs to the study of G-protein coupled receptors (GPCRs), which are challenging objects for ncAA mutagenesis. First, by systematically incorporating a photo-crosslinking ncAA throughout the extracellular surface of a receptor, binding sites of different ligands on the intact receptor are mapped directly in the live cell. Second, by incorporating last-generation ncAAs into a GPCR, ultrafast catalyst-free receptor labeling with a fluorescent dye is demonstrated, which exploits bioorthogonal strain-promoted inverse Diels Alder cycloaddition (SPIEDAC) on the live cell. As ncAAs can be generally applied to any protein independently on its size, the method is of general interest for a number of applications. In addition, ncAA incorporation does not require any special equipment and is easily performed in standard biochemistry labs.

A facile fluorescence assay is presented to evaluate the efficiency of amino-acyl-tRNA-synthetase/tRNA pairs incorporating non-canonical amino-acids (ncAAs) into proteins expressed in mammalian cells. The application of ncAAs to study G-protein coupled receptors (GPCRs) is described, including photo-crosslinking mapping of binding sites and bioorthogonal GPCR labeling on live cells.

光橋マッピングおよび生きている哺乳類細胞における Bioorthogonal 化学の Gpcr にプローブを化学物質の遺伝的結合の最適化

The genetic incorporation of non-canonical amino acids (ncAAs) via amber stop codon suppression is a powerful technique to install artificial probes and ...

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 ...

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the aziridine ring. The utility of bicyclic aziridinium ions, specifically 1-azoniabicyclo[3.1.0]hexane and 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate highlighted in the aziridine ring openings by the nucleophile with the release of the ring strain to yield the corresponding ring-expanded azaheterocycles such as pyrrolidine, piperidine and azepane with diverse substituents on the ring in regio- and stereospecific manner. Herein, we report a simple and convenient method for the preparation of the stable 1-azabicyclo[4.1.0]heptane tosylate followed by selective ring opening via a nucleophilic attack either at the bridge or at the bridgehead carbon to yield piperidine and azepane rings, respectively. This synthetic strategy allowed us to prepare biologically active natural products containing piperidine and azepane motif including sedamine, allosedamine, fagomine and balanol in highly efficient manner.

Bicyclic aziridinium ions such as 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate were generated from 2-[4-tolenesulfonyloxybutyl]aziridine, which was utilized for the preparation of substituted piperidines and azepanes via regio- and stereospecific ring-expansion with various nucleophiles. This highly efficient protocol allowed us to prepare diverse azaheterocycles including natural products such as fagomine, febrifugine analogue and balanol.

安定した二環性 Aziridinium イオンと開環の Azaheterocycles の合成のための準備

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...

Preparation of Functional Silica Using a Bioinspired Method

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally purify the same by acid elution. By combining sodium silicate with a polyfunctional bioinspired additive, silica is rapidly formed at ambient conditions upon neutralization. 
The effect of neutralization rate and biomolecule addition point on silica yield are investigated, and biomolecule immobilization efficiency is reported for varying addition point. In contrast to other porous silica synthesis methods, it is shown that the mild conditions required for bioinspired silica synthesis are fully compatible with the encapsulation of delicate biomolecules. Additionally, mild conditions are used across all synthesis and modification steps, making bioinspired silica a promising target for the scale-up and commercialization as both a bare material and active support medium.
The synthesis is shown to be highly sensitive to conditions, i.e., the neutralization rate and final synthesis pH, however tight control over these parameters is demonstrated through the use of auto titration methods, leading to high reproducibility in reaction progression pathway and yield. 
Therefore, bioinspired silica is an excellent active material support choice, showing versatility towards many current applications, not limited to those demonstrated here, and potency in future applications.

Here, we present a protocol to synthesize bioinspired silica materials and immobilize enzymes therein. Silica is synthesized by combining sodium silicate and an amine &#39;additive&#39;, which neutralize at a controlled rate. Material properties and function can be altered either by in situ enzyme immobilization or post-synthetic acid elution of encapsulated additives.

バイオインスパイアード法を用いた機能性シリカの作製

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally ...

Genetic Encoding of a Non-Canonical Amino Acid for the Generation of Antibody-Drug Conjugates Through a Fast Bioorthogonal Reaction

Antibody-drug conjugates (ADCs) used nowadays in clinical practice are mixtures of antibody molecules linked to a varying number of toxins at different positions. Preclinical studies have shown that the therapeutic index of these traditional ADCs can be improved by the site-specific linkage of toxins. However, current approaches to produce homogeneous ADCs have several limitations, such as low protein expression and slow reaction kinetics. In this protocol we describe how to set up an expression system to incorporate a cyclopropene derivative of lysine (CypK) into antibodies using genetic code expansion. This minimal bioorthogonal handle allows rapid conjugation of tetrazine derivatives through an inverse-demand Diels-Alder cycloaddition. The expression system here reported enables the facile production and purification of trastuzumab bearing CypK in each of the heavy chains. We explain how to link the antibody to the toxin monomethyl auristatin E and characterize the immunoconjugate by hydrophobic interaction chromatography and mass spectrometry. Finally, we describe assays to assess the stability in human serum of the dihydropyridazine linkage resulting from the conjugation and to test the selective cytotoxicity of the ADC for breast cancer cells with high levels of HER2 receptor.

Incorporating a cyclopropene derivative of lysine into antibodies allows the site-specific, rapid and efficient linkage of tetrazine-bearing molecules to generate antibody-drug conjugates.

高速 Bioorthogonal 反応により抱合体の新世代抗体医薬の非標準アミノ酸の遺伝的符号化

Antibody-drug conjugates (ADCs) used nowadays in clinical practice are mixtures of antibody molecules linked to a varying number of toxins at different ...