Coordination compounds for 19/F magnetic resonance imaging

Abstract

Zobrazování magnetickou rezonancí (MRI - magnetic resonance imaging) předsta- vuje základní kámen dnešních moderních diagnostických zobrazovacích metod díky své jedinečné kombinaci výhod, jako jsou absence ionizujícího záření, prak- ticky neomezená hloubka průniku tkáněmi, vysoké prostorové rozlišení a výborný průchod signálu i skrze pevné tkáně, včetně lebky. Konvenční MRI tomografy mo- hou poskytovat snímky v tzv. nativním režimu, kdy využívájí signálu přirozeně zastoupených atomů vodíku v molekulách vody a jiných vodík-obsahujích moleku- lách vyskytujících se v měkkých tkáních (1 H MRI). V menší míře se pak využívá zobrazování metabolitů a jiných biologicky aktivních látek obsahujícíc fosfor (31 P MRSI - magnetic resonance spectroscopy imaging). Přestože nativní zobrazení v řadě případů přináší dostatek informací, zobrazování s kontrastní látkou je velice rozšířené a poskytuje další možnosti diagnostiky. Naprostou většinu vyšetře- ní s kontrastní látkou představují vyšetření 1 H MRI, kdy se hojně využívají kom- plexy Gd(III) s ligandy odvozenými od polyazamakrocyklu 1,4,7,10-tetraazacyklo- dodekanu (cyklen, ev. cyclen) - Dotarem, ProHance, Gadovist atd., (viz. Fig. 1). N N N...

Magnetic resonance imaging (MRI) represents a cornerstone in the field of nowa- days diagnostic imaging methods, owing to its unique combination of advan- tages such as the absence of ionizing radiation, virtually unlimited tissue pene- tration depth, high spatial resolution, and excellent signal transmission through dense tissues, including the skull. Conventional MRI can operate in the native mode, relying on the intrinsic signal of water protons (1 H MRI) in soft tissues, and occasionally on endogenous compounds such as phosphorus metabolites and other bioactive molecules (31 P MRSI - magnetic resonance spectroscopy imaging). However, contrast-enhanced imaging - especially in the context of 1 H MRI - has become widespread, with the vast majority of contrast agents based on Gd(III) complexes coordinated by polyazamacrocyclic ligands, most commonly 1,4,7,10- tetraazacyclododecane (cyclen) derivatives (Dotarem, ProHance, Gadovist etc. Fig. 1). N N N N O O- O O- O O- O O- Gd3+ N N N N O O- O O- O O- CH3 O- Gd3+ N N N N O O- O O- O O- OH Gd3+ OH OH Dotarem® ProHance® Gadovist® Figure 1: Gd(III)-based contrast agents (GBCA) in clinical use Fluorine MRI (19 F MRI) introduces distinct advantages as well as challenges. Due to the near-complete absence of endogenous fluorine in the human body, 19 F MRI...