Studium vlastností nových kontrastních látek pro zobrazování magnetickou rezonancí

Abstract

Abstract: Contrast agents for magnetic resonance imaging frequently employ organic com- plexes of paramagnetic ions. The present work studies rotation of phoshonate group in LnIII complexes of monoethylester-P of 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-4,7,10-tris(karboxyme- thyl)-1-methylphosphonic acid (Lndo3apOEt ), specifically Lado3apOEt and Cedo3apOEt . 31 P and 1 H NMR spectra were measured in a wide temperature range. Transverse relaxation times and chemical shifts of the two 31 P spectral lines which undergo mutual chemical exchange were estimated. The phosphorus spectra were then subjected to line-shape analysis, thus cha- racterizing the chemical exchange connected to phosphonate rotation. This process yielded temperature dependence of both rate coefficients and relative populations between the two di- astereoisomers for both studied molecules. The termodynamic parameters were obtained and compared with similar complexes with phosphonate rotation. The knowledge of the detailed kinetics can later lead to improvements of the efficiency of the contrast agents. Keywords: nuclear magnetic resonance, MRI contrast agent, kinetics of conformational ex- change

Abstrakt: Kontrastní látky pro zobrazování magnetickou rezonancí využívají organické kom- plexy paramagnetických iontů. Tato práce se zabývá studiem rotace fosfonátové skupiny komplexů LnIII s monoetylesterem-P kyseliny 1,4,7,10-tetrazacyklododekán-4,7,10-tris(kar- boxymetyl)-1-metyfosfonové (Lndo3apOEt ), a to konkrétně Lado3apOEt a Cedo3apOEt . Byla změřena 1 H a 31 P NMR spektra obou komplexů v závislosti na teplotě. Byly odhadnuty příčné relaxační doby a chemické posuvy dvou spektrálních čar 31 P, mezi kterými probíhá chemické výměna. Spektra 31 P byla následně fitována analytickou funkcí popisující tvar spektra s dvou- stavovou chemickou výměnou, čímž byly získány závislosti rychlosti výměny a relativních populací obou diastereoizomerů na teplotě. Z těchto závislostí byly určeny termodynamické veličiny charakterizující fosfonátovou rotaci. Byly diskutovány nejistoty získaných veličin a bylo provedeno porovnání rotace fosfonátu s podobnými komplexy. Provedená charakterizace může být následně využita k vývoji nových efektivních kontrastních látek. Klíčová slova: jaderná magnetická rezonance, kontrastní látka pro MRI, kinetika konformační výměny