无基团超极化MRI使用内源性的丙酮酸盐类似物和紫外诱导的非持久性自由基
摘要：使用紫外（UV）光辐照代谢物如丙酮酸的冷冻溶液，可以产生非持久性自由基，从而实现无自由基溶解DNP。虽然丙酮酸是内源性物质，但过量的丙酮酸可能干扰代谢过程，在研究脂肪酸或碳水化合物代谢时可能不适用。因此，本研究的目的是表征含内源性替代物质的溶液，作为紫外诱导的非持久性自由基前体，用于体内极化磁共振成像。α-酮戊酸（AKV）和α-酮丁酸（AKB）是丙酮酸的类似物，并被选择作为潜在的自由基前体。使用紫外-可见光谱研究了含有AKV和AKB的样品配方，并通过ESR定量辐照紫外光后产生的非持久性自由基，并与丙酮酸进行比较。将13C标记底物添加到样品基质中改变了前体物的自由基产量。使用AKB的13C标记葡萄糖液态极化达到了16.3 +/- 1.3\%，而使用丙酮酸为13.3 +/- 1.5\%，使用AKV为8.9 +/- 2.1\%。对于[1-13C]丁酸，AKV和AKB的极化水平分别为12.1 +/- 1.1\%和12.9 +/- 1.7\%。心脏中的极化[1-13C]丁酸代谢显示标记被用于[1-13C]乙酰肉碱、[1-13C]酮乙酸、[1-13C]丁酰肉碱、[5-13C]谷氨酸和[5-13C]柠檬酸。本研究证明了AKV和AKB作为内源性极化剂在体内无自由基超极化MRI中的潜力。在内源性代谢物中产生的紫外诱导的非持久性自由基能够实现高极化，无需进行自由基过滤，从而简化了临床应用中的质量控制测试。
作者：Claudia C Zanella, Andrea Capozzi, Hikari AI Yoshihara, Alice Radaelli, Lionel P Arn, Rolf Gruetter, Jessica AM Bastiaansen
论文ID：2006.14408
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-11-04