利用内源性丙酮酸类似物与紫外诱导非持久自由基的无自由基超极化 MRI
医学物理
2022-11-04 v1
摘要
已证明可通过紫外（UV）光辐照在丙酮酸等代谢物的冷冻溶液中产生非持久自由基，从而实现无自由基溶解态 DNP。尽管丙酮酸是内源性的，额外过量丙酮酸可能扰动代谢过程，使其在研究脂肪酸或碳水化合物代谢时作为极化剂潜在不合适。因此，本研究旨在表征含有内源性丙酮酸替代物的溶液，作为用于体内无自由基超极化 MRI 的 UV 诱导非持久自由基前体。代谢物 α-酮戊酸（AKV）和 α-酮丁酸（AKB）是丙酮酸的类似物，被选为潜在自由基前体。含 AKV 和 AKB 的样品配方通过紫外-可见光谱研究，经 UV 光辐照，其非持久自由基产额用 ESR 定量并与丙酮酸比较。向样品基质中添加 13C 标记底物改变了前体的自由基产额。使用 AKB 将 13C 标记葡萄糖液态极化提高至 16.3 ± 1.3%，而丙酮酸为 13.3 ± 1.5%，AKV 为 8.9 ± 2.1%。对于 [1-13C]丁酸，AKV 和 AKB 分别实现 12.1 ± 1.1% 和 12.9 ± 1.7% 的极化水平。心脏中超极化 [1-13C]丁酸代谢显示标记掺入 [1-13C]乙酰肉碱、[1-13C]乙酰乙酸、[1-13C]丁酰肉碱、[5-13C]谷氨酸和 [5-13C]柠檬酸。本研究展示了 AKV 和 AKB 作为体内无自由基超极化 MRI 内源性极化剂的潜力。内源性代谢物中 UV 诱导的非持久自由基可在无需自由基过滤下实现高极化，从而简化临床应用中的质量控制测试。
引用
@article{arxiv.2006.14408,
title = {Radical-free hyperpolarized MRI using endogenously-occurring pyruvate analogues and UV-induced nonpersistent radicals},
author = {Claudia C Zanella and Andrea Capozzi and Hikari AI Yoshihara and Alice Radaelli and Lionel P Arn and Rolf Gruetter and Jessica AM Bastiaansen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14408},
year = {2022}
}
备注
38 pages, 5 Tables, 8 Figures, Submitted to NMR in Biomedicine