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.

동물 실험은 동물 관리에 캐나다위원회 (CCAC) 지침에 따라 맥 매스터 대학의 동물 연구 윤리위원회의 승인을했다. 99m Tc를 가진 Tz 일 - 세자리 리간드 1. 방사성 표지 주의 : 다음 절차 방사성 화합물의 사용을 요구한다. 작업은 안전 및 폐기 규정을 준수하여 허가 된 실험실에서 수행해야합니다. 전자 레인지 반응은 특히 화학 합성을 위해 설계된 전자 레인지에 수행되어야한다. <ol><li> 의 합성 99m Tc를 (CO) 3 (H 2 O) 3] + 19 20 <ol><li> 마이크로파 바이알에 결합 8 mg의 K 2 BH 3 CO 2, 15 mg의 나트륨 2 CO 3, 20 mg의 나트륨이 B 4 O 7 · 10H 2 O, 및 25 mg의 KOCO [CH (OH)]COOH를 2 · 4H 2 O 퍼지 아르곤 가스로 10 분 동안 바이알. </li><li> 유리 병에 0.9 % 식염수 (~ 1100 MBq의, ~ 30 MCI) - TCO 4 99m의 4 ML을 추가합니다. </li><li> 반응물의 완전한 혼합을 보장하기 위해 10 초 동안 교반 한 후 110 ° C에서 3.5 분 동안 극초단파에서 반응물을 가열 하였다. </li><li> ~ 400 μL, 1 M HCl을 사용 3.5-4 상기 용액의 pH를 조정한다. 산도 용지를 사용하여 확인합니다. </li></ol></li><li> 테트라의 방사성 표지는 1-5 리간드 <ol><li> 250 μL 메탄올 (21)의 각 리간드의 2 밀리그램 (화합물 1-5)을 녹인다. </li><li> 250 μL를 추가 [99m Tc를 (CO) 3 (H 2 O) 3] + (~ 74 MBq의, ~ 2 MCI) 각 솔루션. </li><li> 60 ° C에서 20 분 동안 마이크로 웨이브를 이용하여 반응 혼합물을 가열한다. 참고 :이 단계는 모두 5 tetrazines에 대한 동일했다. </li><li> 화합물 2-5의 경우, 용매를 다시 증발 dissol1 V / V의 DCM : TFA (1) 1 mL에 생성 된 제품을했습니다. </li><li> 6 분 (2-4) 또는 10 분 (5)를위한 전자 레인지에 60 ° C에서 용해 반응 생성물 (2-5)를 가열한다. </li><li> 실온으로 냉각시킨 후, 증발기를 이용하여 용매 (36 ° C, 8 mbar에서 3 분, 6,000 RPM) 증발 1 건조 화합물을 용해 : 1 ACN : H 2 O 또는 1 : 1 메탄올 : H 2 O를 HPLC 정제에 앞서. </li><li> HPLC (C 18 역상)를 사용하여, 표지 된 테트라 리간드로부터 표지 생성물 분리를 포함하는 99m Tc를 표지 된 화합물 (1-5) 정제. 일반적으로 30:70 ACN의 용출 그라데이션 사용 : H 2 O를 (모두 0.1 % TFA와) 40:60 ACN에 : H 2 O 20 분 (18 분)와 C (18) 분석 4.6 × 100 밀리미터 열 이상. UV (254 nm의)과 감마 검출 모두를 사용합니다. <ol><li> 각 표지 된 생성물의 소량의 샘플을 받아 공동 INJ의 그것 HPLC 체류 시간과 비교반사된다 비 - 방사성 표준 재 분류 (20 % 0.125 mg의 메탄올 H 2 O). 재 분류 기준은 UV HPLC 트레이스에서 식별되고, γ-HPLC 트레이스에서 99m Tc를 표지 된 화합물을 동시에 용출된다. 이 공동 분사 화합물 Tc를이 표시된-99m의 신원을 확인하고, 비교 체류 시간에서의 피크를 나타낸다. </li></ol></li><li> 증발기 (36 ℃, 8 mbar에서 3 분, 6,000 RPM)를 사용하여 HPLC 분획으로부터 용매를 증발시켰다. </li><li> 0.5 % BSA 및 0.01 % 트윈 80을 함유하는 7.4 kBq / PBS에서 μL의 농도로 정제하여 화합물을 제형. </li><li> 표지 화합물이 안정 보장하기 위해 시험 관내 안정성 연구를 수행합니다. 안정성을 평가하기 위해 각 시점에서 HPLC의 혼합물을 소량 (3.7 MBq의)를 주입, 1, 4 및 6 시간 동안 37 ℃에서 인큐베이션 제형 화합물. </li></ol></li></ol> 2. 사전 대상으로 바이오 유통 연구 <ol><l동물의 난&gt; 준비 <ol><li> 7-9주 세, 여성을 Balb / c 마우스를 사용하여 (N = 3), 꼬리 정맥 주사를 통해 TCO-BP는 식염수 (20 ㎎ / ㎏) (5 μg의 / μL)에 공식화 관리 할 수 ​​있습니다. </li><li> 물리적 구속 장치에 마우스를 놓고 꼬리의 측면에있는 혈관을 확인하고 알코올 면봉으로 닦아. 꼬리의 끝에서 약 2cm에서 정맥에 얕은 각도 병렬에서 30 게이지 바늘을 삽입합니다. 천천히, 주사 바늘을 제거하고 출혈이 멈출 때까지 약간의 압력으로 주사 부위에 깨끗한 거즈 스폰지를 적용하는 플런저를 우울. </li><li> TCO-BP의 1 시간 후 분사에서 관리 ~ 0.5 % BSA 100 μL로 제형 99m Tc를-테트라의 0.74 MBq의 (20 μCi를), 0.01 % 트윈 80 PBS에서, 꼬리 정맥 주사를 통해. </li></ol></li><li> 생물 분포 연구 <ol><li> 원하는 시점 (t = 6 H)에서, 3 % 이소 플루 란 2 % 산소 혼합 가스를 사용하여 마우스를 마취시키다. 에 시연마취 된 마우스에 전자 핀치 철수는 마취의 수술 비행기 아래에 확인합니다. </li><li> 주사기 헤파린 전처리를 사용하여 혈액을 심장 천자를 통해 (1 ml)에 수집합니다. 계속 마취의 코 콘에서 코와의 뒷면에 놓고 마우스 및 동물에 칼 모양의 프로세스를 찾습니다. <ol><li> 20 ° 각도로 약간 칼 모양의 과정에서 동물의 정중선의 왼쪽에, 25 G 바늘을 삽입합니다. 완전히 바늘을 삽입하고 천천히 심장에 손상이 된 경우 바늘 허브에 피를 볼 플런저에 다시 당깁니다. 필요한 경우 심장에 구멍을 위해, 플런저를 누른 상태에서 약간 바늘을 다시 조정. 천천히 주사기로 피를 그립니다. </li></ol></li><li> 마취 동안, 경부 탈구에 의해 동물을 안락사. </li><li> 플라스틱 백에 각각의 동물을 배치하고 전신 활성 수준을 측정하는 용량 교정기 (99m Tc를 설정)을 사용한다. </li><li> 에 다음과 같은 조직과 체액 수집 프리 - 무게혈액, 뼈 (무릎 및 어깨), 담낭, 신장, 간, (내용) 위 (내용) 소장, 대장과 (내용) 맹장, 갑상선 및 기관, 소변과 방광 : 에드 튜브를 계산 그리고 꼬리. </li><li> 적절한 계산 튜브에 조직을 배치하기 전에 혈액을 제거하고 건조시킨다하는 PBS에서 (혈액, 담즙 방광과 방광 제외) 해당 조직을 씻어. </li><li> 비닐 봉지에 동물의 시체를 놓고 용량 교정기를 사용하여 잔류 몸 전체의 활동을 측정합니다. </li><li> 조직 샘플을 포함하는 각 튜브의 무게. 튜브의 초기 중량을 빼기 조직의 덩어리를 얻었다. </li><li> 각 마우스에 대한 주입시의 시료 (100 μL)의 활동량을 측정하기위한 도즈 교정기 (99m Tc를 설정)을 사용한다. 주 :이 시험 샘플 따라서 주입시 활성 수를 제공 주입 부피와 동일하다. </li><li> 조직을 측정하는시기이전에 사용 된 시료의 liquot 5 μL. 다중 검출기 감마 카운터 (99m Tc를 설정)를 사용하여 5 μL의 시료에 대한 분 (CPM) 당 개수를 구하는 계산. </li><li> 변환 계수 (CPM μCi를 -1)를 얻었다 식 1을 사용하여 활성 및 CPM 관계를 계산 2.2.9 및 2.2.10에서 얻어진 두 개의 값을 사용한다. (1) <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/55188/55188eq1.jpg" /></li><li> 각 조직 또는 유체의 샘플에서 방사능의 양을 측정하기 위해, 감마 카운터를 사용한다. </li><li> 총 주입 선량에 대해 측정시, 각 조직 또는 유체 활동의 양을 계산하는 수학 식 1을 사용한다. 이 값은 장기 중량 정규화 및 조직의 그램 당 %에 주입 용량 (즉, %의 ID / g)로보고됩니다. </li><li> absen에서 99m Tc를 테트라 표지 리간드를 이용한 대조군 실험을 수행하는 단계 2.2.13에 따라 2.1.2TCO-BP의 가전. 희생 마우스 (N = 3), 0.5, 1, 4, 6 시간 포스트 분사로하는 조직 또는 전술 한 바와 같은 액체를 얻었다. </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.

다양한 극성의 테트라 링크 세자리 킬레이트의 컬렉션을 준비하고, 생체 내에서 TCO 유도체와 IEDDA 반응에서 자신의 99m Tc를 단지의 유틸리티를 평가 하였다. 효과적이고 재현 99m Tc를 라벨링 방법은 리간드 농도가 라벨링 단계 (화합물 2-5) T- 부틸 기의 탈 보호 하였다 10-3 M.이었다 다섯 테트라 - 킬레이트 위해 개발되었다. 리간드의 농도는 높은 방사 화학적 수율을 향상시키고, 테트라 (21)의 열화를 최소화 반응 시간을 감소시키기 위해 사용되었다. 생성물을 분리하고 모두 갖는&gt; 99 %의 방사 화학적 순도 1.48 MBq의 / μg의 ~ 높은 특정 활성을, 표지 된 리간드와 31-83%에서부터 방사 화학적 수율을 초래 HPLC에 의한 방사 불순물로부터 분리 하였다. 모든 화합물은 PBS 0을 함유하는 안정한 것으로 나타났다.최대 6 시간 (그림 3)에 대한 5 %의 BSA와 0.01 % 트윈 80. TCO-BP 같은 비스포스포네이트 화합물은, 마우스의 무릎과 어깨 관절을 포함하는 활성 골대사 또는 상해의 지역에 지역화. TCO-BP 따라서 생체 내에서 동위 원소를 전달하기위한 새로운 방사성 tetrazines의 효과를 평가하기위한 간단한 수단을 제공한다. 다섯 99m Tc를-tetrazines의 생체 분포의 평가는 성공적으로 생체 내에서 뼈에 사전 타겟팅을 보여주는, 무릎 및 어깨 관절 (그림 4) 6 시간 후 주사를 흡수을 보였다. 이전의 연구는 혼자 주어진 99m Tc를-테트라 구조 (2) (그림 5)하지 않는 반면 방사성 표지 TCO-BP는 뼈 (18)에 축적 것을 확인했다. 이것은 하나의 뼈 흡수가 IEDDA 반응 때문이라고 결론을 내릴 수 있습니다. 더 친 유성 구조 1 및 2 </강한&gt; 무릎에서 높은 흡수를 포함하여 유사한 분포 데이터를했다 (9.1 ± 1.9 (1); 7.6 ± 2.7 (2))와 어깨 (4.6 ± 1.4 (1); 4.8 ± 1.9 (2)). 높은 방사능 농도는 TCO-BP (도 5)가없는 상태에서 친 유성 99m 테크네튬 테트라 화합물 (2)의 분포와 일치 담낭, 간, 창자에서 관찰되었다. 예컨대 골격근, 비장 등의 다른 비 표적 조직 및 기관은 상당한 흡수를 나타내지 않았다 (&lt;1 %) 생체 분포 연구는 TCO-BP의 부재에서 99m 테크네튬 tetrazines 수행 하였다 (도 5) 그래서 이러한 기관은 사전 타겟팅 실험 수행되지 않았다. 또한, 혼자 99m Tc를-tetrazines와 바이오 배포 실험은 6 시간 후 분사에 비 표적 조직에서 잘 정리를 한 것으로 밝혀졌습니다. 따라서, 생동위 원소 중 하나 반감기 이내의 시점은, 다른 테트라 방사성 리간드를 비교하는 시점으로 선택 하였다. PEG의 5 링커 베어링 더 극성 99m Tc를-테트라 화합물 (3)는 매우 높은 무릎과 어깨 흡수 (각각 16.2 ± 4.8 및 20.7 ± 4.9)을 보여 주었다. 간과 장에서 관찰 낮은 활동도 있었다. 해당 PEG (10) 유도체는 화합물 1과 2에서 가장 극성 유도체 (5)에 비해 간에서 뼈 감소 흡수에 결합 보여 인해 신속한 통관을 가능성이 다른 구조에 비해 바인딩 낮은 뼈를 보였다. 높은 골 흡수와 골 : 특히 화합물 (3) 혈액의 비율 (표 1) 및도 4는 사전 타겟팅 및 IEDDA 반응 LOC하는데 사용될 수 있다는 것을 입증ALIZE의 99m 생체 내에서 화합물을 Tc를이 표지. 여기에보고 된 방법은 Tc를 (I)의 리간드 -tetrazine 차세대 포함하는 임의의 방사성 테트라을 평가하는 데 사용될 수있다. 이는이 연구에서 사용 된 리간드의 클래스의 구조를 용이하게 크게 리간드 합성 방법 (21)을 변경하지 않고, 금속 착체 및 테트라 사이 도너 그룹 및 링커의 성질을 변화시킴으로써 변화 될 수 있다는 것을 주목해야한다. 리드 분자 식별되면 가능성 고상 정제 방법을 포함 인스턴트 키트 방법은 임상 변환을 지원하기 위해 개발 될 수있다. 여기에보고위원회 (I) 복합체 항체 등 다양한 TCO 유래 표적 분자의 다양한 배열을 사용하여 새 99m Tc를 방사성 의약품을 준비 할 수있는 기회를 만들 수 있습니다. 항체, typic 않을 것, 테크네튬 표시 tetrazines의 창조 이전에 우수한 타겟팅 특성에도 불구하고아군 때문에 더 이상 동위 원소의 반감기 (~ 6 시간)보다 자신의 느린 클리어런스 (일)의 99m Tc를 함께 사용한다. 여기에보고 된 화학 물질의 추가적인 애플리케이션은 리간드의 동일한 클래스가 베타 핵종 186 Re 및 188을 다시 방출하여 제조 될 수 있다는 것이다. TCO-BP의 특성을 추구하는 종양 결합위원회 (I)의 제제 등 구조적 재 (I) 유사 뼈 전이를 치료하는데 사용될 수있다.

99m Tc를 전 세계적으로 올해 1, 2, 3 당 실시 만 50 이미징 절차에 진단 핵 의학에서 사용되는 지배적 인 방사성 동위 원소, 남아있다. 임상 적으로 사용되는 99m Tc를 제의 대부분은 관류 형 방사성 의약품이다. 99m Tc를가 표적화 구조물에 라이 게이션을 통해 특정 바이오 마커에 결합하도록 지시하는 능동적 표적 화합물의 제한된 수있다. 타겟 99m Tc를 방사성 의약품의 생성은 종종 관심의 바이오 마커에 결합하는 표적 분자의 능력 99m Tc를 리간드 복합체의 영향에 의해 방해하거나 동위 원소 반감기 고 분자량 생체 분자와 함께 사용하도록 충분히 길게하지 않다 이러한 항체. 이미지가 담배 마는 비 대상에서 삭제하는 생체 분자의 순서를 인수하기 전에 후자는 일반적으로 몇 일이 필요합니다<html> 단말. 사전 타겟팅은 이러한 문제를 극복하기위한 대안적인 접근 방식을 제공합니다. bioorthogonal 화학 결합 사전 타겟팅 모두 형광 무선 촬상 4, 5, 6, 7, 8에 대한 새로운 분자 이미징 프로브를 개발하는 효과적인 방법으로 밝혀졌다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 1,2,4,5- 테트라 (Tz 일) 및 트랜스 -cyclooctene (TCO) 유도체의 역 전자 수요 딜스 - 알더 (IEDDA) 반응은 6 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이러한 구성 요소와 IEDDA 반응은 높은 선택성, 생체 사전 타겟팅 응용 프로그램 (9), (10)에 이상적 (2 ≈ 6,000 M -1의 -1 k)를 PBS에 빠른 반응 속도를 나타낼 수있다. e_content &quot;&gt; 사용되는 가장 일반적인 방법은 TCO 파생 대상 벡터를 관리하고 충분한 지연 기간에 따라 포함하는 방사성 표지 테트라 투여한다. 방사성 표지 tetrazines을왔다 11 C, 18 F, 64 구리, 89 ZR, 111 년을 기준으로 13, 12, 11 내지 14, 15를보고 하였다. 반면, 생체 내에서 결합 단백질 및 열화를 방지하기 위해 CO 리간드의 사용을 필요로하는 HYNIC 형 리간드를 사용하여 제조 하였다 Tz 일 Tc를이 - 표식 99m, 단지 하나의 보고서가있다 16. 다른 방법으로, 우리는 + 코어 [3 99m Tc를 (CO)]을 안정 세자리 복합체를 형성 리간드 제품군을 사용하여 tetrazines를 표시 여기 99m Tc를 (I)의 합성을보고합니다. 그림 1 : 테트라 트랜스 -cyclooctene 사이의 bioorthogonal IEDDA 반응. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 준비 리간드의 가족은 극성과 금속 결합 영역과의 Tz (그림 2) 사이의 링커 그룹의 성격에 차이가 세자리 킬레이트를 포함한다. 목표는 고속 목표 대 비 표적 비율을 수득하기 위해, 테크네튬 테트라가 효과적으로 지역화 및 TCO 표지 된 생체 부위와 결합하지 않을 때 빠르게 클리어와 반응 할 수있는 구성 99m을 확인 하였다. 리간드를 테스트하기 위해, 비스포스포네이트의 TCO 파생 (TCO-BP)는 17을 사용 하였다. 우리는 TCO-BP 활성 골대사의 영역에 편재와 반응 할 수 있음을 미리 보여생체 (18)에서 방사성 표지 tetrazines. 이 단일 단계로 제조 될 수 있으며, 실험 지역화 주로 관절 (무릎, 어깨)에 발생하는 정상 마우스에서 수행 될 수 있기 때문에, 새로운 tetrazines 테스트하는 편리한 시약이다.

<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.

리간드는 시판되는 테트라 22 23 생성물의 결합에 의해 다음 간단한 환원성 아 민화 전략 (도 2)를 통해 다른 링커 및 킬레이트 제를 사용하여 합성 하였다. 방사성 표지는 모든 화합물에 대한 방법과 동일한 방법을 사용하여 수행 재현성이었다. 83 % (1) 45 % (2) 31 % 공정은 테크네튬 방사성 표지 화합물 1-5는 높은 방사 화학적 수율 적당한 수득 하였다 99m 그러자, 리간드, 반응 시간 및 온도의 양 pH를 변화시켜 최적화시켰다 (3) 42 % (4), 및 54 % (5). 증발기를 이용하여 미 반응 리간드 증발로부터 HPLC 정제 후, 화합물은 PBS를 주입하기 전에 0.5 % BSA 및 0.01 % 트윈 80을 함유하는 제형 하였다. 상기 p-의 구체적인 활동<html> urified 99m Tc를 표지 테트라은 ~ 1.48 MBq의 / μg의했다. 선행 연구에서 생체 내 연구에 99m Tc를 표지 테트라 리간드의 안정성을 평가하기 위해 수행되었다. 예로서, 화합물 4에 대해도 3에서와 같이 안정성이 6 시간 (R의 t = 14 분)에 걸쳐 가시적 인 열화 1, 4 및 6 시간에서 HPLC에 의해 모니터링 하였다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55188/55188fig2.jpg" /> 그림 2 : 화합물은 1-5 표시 (아래)와 같은 다른 링커 (Y) 및 킬레이트 (X)를 사용하여 제조 하였다. 모든 화합물은 단계 (ⅱ)이 필요하지 않은 하나의 예외와 함께 [99m Tc를 (CO) 3 (H 2 O) (3)]과 동일한 반응 조건을 이용하여 + (위쪽)으로 방사성 표지 하였다. <img alt="&lt;/ HTML">&quot;그림 3&quot;SRC = &quot;/ 파일 / ftp_upload / 55188 / 55188fig3.jpg&quot;/&gt; 도 3 : 1, 4 및 6 시간 동안 37 ° C에서 배양 4 PBS 4. γ-HPLC 트레이스 화합물을 이용하여 안정성 시험 결과. 생체 내 시험을 위해, 건강을 Balb / c 마우스를 사용 하였다. 간단히, 각각의 화합물에 대해, 마우스 그룹 (N = 3)을 1 시간 후에 99m Tc를 표지 된 화합물을 투여함으로써 수행 하였다 TCO-BP (100 μL, 20 밀리그램 / kg)를 주입 하였다. 99m Tc를 단지 6 시간 후 분사에서, 동물을 죽이고 각종 조직이나 체액에서의 활성 농도를 측정 하였다. 얻어진 데이터는 g 조직 (%의 ID / g) 당 퍼센트 선량 주입으로보고도 4에 도시되어있다. 다섯 99m Tc를 표지의 Tz 화합물 각각에 대한 혈액 뼈 (무릎이나 어깨)의 대표 비율은 표 1에 표시됩니다. 이러한 데이터는 카스티 표시일찍 화합물 3은 오프 대상 조직의 현지화에 관한에서 99m Tc를 표지 화합물 중 상당한 변화가 있었다 혈액에서, 그 간극 결합 타겟팅 최적의 제공. 생쥐 TCO-BP의 부재 99m 테크네튬 테트라 리간드 주사 하였다 CD1 생쥐를 이용하여 음성 대조군 연구 (N = 3)을 실시 하였다. 마우스를 0.5, 1, 4, 6 H와 % ID에 희생 / g의 모든 조직 및 체액에 대해 결정 하였다. 화합물 2의 데이터가 그림 5에 제시되어 테스트 모든 화합물의 경우, 상당한 흡수는 뼈 또는도 4에 도시되지 않은 다른 조직 (심장, 폐, 비장, 골격근)에서 볼 수 없었다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55188/55188fig4.jpg" /> 99m Tc를 표지 테트라 유도체 1-5 그림 4. 바이오 분포 결과 (바랭이 바테드). 선택된 조직으로부터 얻었다 표시된 데이터 및 유체는 방사성 표지 된 유도체의 6 시간 후 주사를 촬영하고, 평균 %는 SEM ± 조직 또는 유체 (%의 ID / g)의 그램 당 용량을 주입으로 활동, 조직 또는 유체 무게로 표준화했다. 뼈 대상은 •으로 표시됩니다. 주 : 1 % 미만이었다 한 평균의 % ID / g를 도시되지 않은 모든 나머지 조직. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55188/55188fig5.jpg" /> 그림 TCO-BP의 사전 주입없이 99m Tc를 표지 테트라 (2)를 사용하여 제어 연구 5. 바이오 분배 결과. 표시된 데이터는 0.5, 1, 4에서 3 쥐에서 가져온 선택된 조직과 체액에서 얻은, 2의 6 시간 후 주입 하였다. 활동 조직에 표준화 된 또는유체 중량 ± SEM 조직 또는 유체 (%의 ID / g)의 그램 당 평균 퍼센트 주입 도즈있다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55188/55188fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td colspan="5"> 화합물 </td></tr><tr><td> 비율 </td><td> 1 </td><td> 이 </td><td> 삼 </td><td> 4 </td><td> (5) </td></tr><tr><td> 어깨 : 혈액 </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> 무릎 : 혈액 </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> 표 1. 뼈 조직 : 생체 분포 연구에서 결정된 혈압 비율.

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.

준비 및 평가<sup&gt; 99m</sup&gt; Bioorthogonal 화학을 사용하여 사전이 타겟팅에 대한 세자리 킬레이트를 Tc를 표지

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 조회수.  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. 

비디오: 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-키토산 덱스 트란 황산 나노 입자의 제조 및 특성

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

연구

화학

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 종이 접기 분석 및 실험에 대한 운모와 실리콘 기판의 제조

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.

녹색 용매를 사용하여 생체 고분자 에어로젤의 제조

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.

열 가역적 가교 고무 통해 딜스 - 알더 화학의 준비 및 등록

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.

전기 촉매 응용을위한 비 귀금속 벌크 전극 준비를위한 간단한 방법

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.

사진-가교 매핑 및 라이브 포유류 세포에서 Bioorthogonal 화학 GPCRs에 프로브 화학의 유전 결합을 최적화

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.

준비 및 C60/Graphene 하이브리드 Nanostructures의 특성화

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.

Azaheterocycles의 합성에 대 한 안정적인 Bicyclic Aziridinium 이온과 그들의 반지 개통 준비

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.

Bioinspired 메서드를 사용 하 여 기능성 실리 카의 준비

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.

빠른 Bioorthogonal 반응을 통해 변화 항 체 의약품의 세대에 대 한 정식이 아닌 아미노산의 유전자 인코딩

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