تم استخدام جميع الكواشف كما وردت ما لم ينص على خلاف ذلك. تم شراء جميع المواد الكيميائية من Sigma Aldrich باستثناء حبات العد (CountBright Abstract Counting Beads، Invitrogen). ζ-تم قياس الإمكانات باستخدام Zetasizer NanoZS90 (Malvern Instruments). تمت دراسة حجم وتشكل الجسيمات بواسطة SEM في مجهر JEOL JSM 7800F Prime مع EDS متكامل لتوفير التحليل الأولي. تم تحديد حجم الجسيمات عن طريق قياس 50 جسيمًا مستقلاً. تم تطوير كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة الراديوية الفورية (ITLC) على ورق كروماتوجرافيا الألياف الزجاجية الدقيقة من Agilent Technologies المشرب بحمض السيليك وتم تحليله باستخدام ماسح ضوئي Lablogic Flow-count TLC وكاشف أنبوب المضاعف الضوئي BioScan B-FC-3200 باستخدام برنامج Laura. يتكون الطور المتحرك لـ ITLC من 0.175 ميكرومتر من حمض الستريك و0.325 ميكرومتر سترات ثلاثي الصوديوم في الماء ما لم يُنص على خلاف ذلك. تم قياس العينات المشعة باستخدام Capintec CRC-25R (Capintec) أو LKB Wallac 1282 Compugamma CS (PerkinElmer) والتي تم جمع البيانات الخاصة بها باستخدام برنامج EdenTerm. تم إجراء تجارب قياس التدفق الخلوي في فارز الخلايا BD FACSMelody باستخدام برنامج BD FACSChorus. تم الحصول على صور PET/CT باستخدام الماسح الضوئي NanoPET/CT (Mediso)، وتم إعادة بنائها باستخدام برنامج Nucline v.0.21، وتم تحليل الصور باستخدام برنامج VivoQuant (الإصدار 3.5، InviCRO). تم الحصول على بيانات Listmode بواسطة أداة برمجية MATLAB محددة تم تطويرها بواسطة Mediso. تم إجراء التصوير الشعاعي الذاتي باستخدام أداة GE Amersham Typhoon.

توليف جزيئات السيليكا ذات الحجم دون الميكرومتر

تم تصنيع الجسيمات باستخدام طريقة Stöber. تعتمد هذه الطريقة على التحلل المائي والتكثيف المتتالي لأكسيدات السيليكون لإنتاج جزيئات السيليكا الكروية أحادية التشتت²⁷. تم استخدام رباعي إيثيل أورثوسيليكات (TEOS) كمصدر للسيليكون والأمونيا كمحفز أساسي وكلوريد البوتاسيوم كمحلول كهربائي. تمت إضافة محلول TEOS في الإيثانول بشكل مستمر إلى محلول يحتوي على المحفز والكهارل. تعديل كمية البدء الكاشف أو معدل الإضافة يوفر اختلافات في حجم الجسيمات كما ذكر سابقا²⁸. هنا، تم إعداد محلولين قبل تخليق الجسيمات: المحلول 1 الذي يحتوي على 19.0 مللي مول من TEOS في 33.3 ملليلتر من EtOH والمحلول 2 الذي يحتوي على 0.23 مللي مول من KCl في 9 ملليلتر من الأمونيا، و65 ملليلتر من EtOH و6.75 ملليلتر من HXNUMX.₂O. للتخليق، تم وضع المحلول 2 في دورق دائري سعة 250 مل تم تسخينه عند درجة حرارة 50 درجة مئوية مع التحريك عند 300 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك، تمت إضافة الحل 1 قطرة قطرة إلى الحل 2 (معدل العرض 0.2 مل   دقيقة^-1). بعد إضافة المحلول 1، تمت تنقية الجزيئات التي تم الحصول عليها بواسطة الطرد المركزي عند 18,300g لمدة 3 دقائق ويغسل بـ EtOH خمس مرات. وأخيراً، SiO₂ تم تجفيف الجسيمات الدقيقة تحت فراغ.

تطعيم الجزيئات ذات الحجم دون الميكرومتر باستخدام سيلاني-PEG_5k

20 ملغم مل^-1 محلول سيلاني-PEG_5k تمت إضافة (Sigma Aldrich) في EtOH 98% عبر محلول smSiP عند 5 ملغم  مل^-1 في EtOH 98% و 2.8% من الأمونيا. تم تقليب الخليط طوال الليل عند درجة حرارة الغرفة، وتمت استعادة الجزيئات بواسطة الطرد المركزي عند درجة حرارة 18,300.g لمدة 3 دقائق. أخيرًا، تم غسل الجزيئات ثلاث مرات بالماء المقطر وتجفيفها تحت فراغ طوال الليل. تم تجفيف محاليل الغسيل طوال الليل وكمية السيلان غير المرتبط - PEG_5k مرجح لحساب العائد رد الفعل. 0.05 ملغم مل^-1 حل smSiP-PEG_5k في الماء المقطر تم استخدامه لمزيد من التفاعلات الإشعاعية.

[⁶⁸Ga] GaCl₃

تمت إزالة الغاليوم-68 كـ [⁶⁸Ga] GaCl₃ من إيكيرت وزيغلر ⁶⁸قه /⁶⁸مولد Ga في حمض الهيدروكلوريك عالي النقاء (4 مل، 0.1 مل) تم تصنيعه وفقًا لمتطلبات ممارسات التصنيع الجيدة (ABX).

تركيز [⁶⁸Ga] GaCl₃ شطف عن طريق التبادل الكاتيوني

تم تنفيذ تركيز الشطف باستخدام الإعداد الموضح في الشكل التكميلي 1. 1. أولاً، 4 مل من [⁶⁸Ga] GaCl₃ تم تحميل الشطف على خرطوشة Strata-X-C 33u (Phenomenex) وتم التخلص من الشطف. بعد ذلك، تم غسل الخرطوشة باستخدام 5 مل من محلول الأسيتون / 0.1 مولار حمض الهيدروكلوريك (80:20) وتم التخلص من الشطف. وأخيرا، تركز [⁶⁸Ga] GaCl₃ تم جمعها عن طريق إضافة 700 ميكرولتر من محلول الأسيتون / 0.05 م حمض الهيدروكلوريك (98: 2)، وتجفيفها تحت N₂ تيار ومعلق في 50 ميكرولتر من 0.5 M HEPES العازلة، (الرقم الهيدروجيني 4.9). تم إجراء Radio-TLC في مراحل مختلفة لمراقبة الجودة. يستغرق البروتوكول حوالي 20 دقيقة مما يوفر عائد استرداد قدره 86.2   ±   8.5%.

وضع العلامات الإشعاعية على جزيئات السيليكا بتركيزات مختلفة ⁶⁸Ga

تمت إعادة تعليق جزيئات السيليكا بتركيزات مختلفة (من 1 إلى 0.002 ملغم مل^-1) في 0.5 م عازلة HEPES (الرقم الهيدروجيني 4.9). بعد ذلك، تمت إضافة 50 ميكرولتر من المحلول إلى أنبوب التفاعل قبل إضافة المركز [⁶⁸Ga] GaCl₃ شطف في 50 ميكرولتر من 0.5 M HEPES العازلة (الرقم الهيدروجيني 4.9). أجريت التفاعلات عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، وتم إجراء راديو TLC لحساب المحصول الكيميائي الإشعاعي.

قياس تركيز الجسيمات عن طريق التدفق الخلوي

تم حساب تركيزات الجسيمات عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام حبات العد (CountBright Abstract Counting Beads، Invitrogen) باتباع إرشادات الشركة المصنعة. تمت إعادة تعليق جزيئات السيليكا عند 0.05 ملغم مل^-1، صوتنة لمدة 10 دقائق وتمريرها عبر مرشح بحجم قطع 10 ميكرومتر (مرشح حقنة KX، نايلون، 25 مم، 10 ميكرومتر). تم تسخين حبات العد المطلق CountBright إلى درجة حرارة الغرفة وتدويرها لمدة 30 ثانية. بعد ذلك، تمت إضافة 50 ميكرولتر من الخرز إلى 300 ميكرولتر من جزيئات السيليكا وتم تدوير الخليط لمدة 30 دقيقة للحصول على محلول متجانس. تم تشغيل العينة على مقياس التدفق الخلوي وتم تعيين عتبة التشتت الأمامي (FSC) لتشمل الخرز والجزيئات الموجودة على مخطط التشتت الخطي FSC مقابل الجانب الخطي. بعد ذلك، تم تعديل الجهد كاشف مضان لحبات العد وتنفيذ استراتيجية النابضة لعزل جزيئات السيليكا والسكان حبات العد. وأخيرا، تم رسم البوابات على الجزيئات وحبات العد المطلقة وتم تسجيل 1,000 حدث حبة لكل عينة. باستخدام هذه الاستراتيجية، تم حساب عدد الجزيئات في المحلول باستخدام المعادلة التالية:

وضع العلامات الإشعاعية بمقدار 500 smSiP

تمت إضافة خمسمائة smSiP إلى 50 ميكرولتر من المركز [⁶⁸Ga] GaCl₃ شطف في 0.5 M HEPES العازلة درجة الحموضة 4.9. بعد ذلك، تمت إضافة 5.6 ميكرولتر من بوليسوربات 80 وتم تسخين الخليط عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة عند 900 دورة في الدقيقة في خلاط حراري. بعد ذلك، تم تصميم بروتوكول تنقية نهائي متعدد الخطوات لإزالة المواد غير المتفاعلة/الغروية ⁶⁸تمت إضافة خمسين ميكروليتر من 10 ملي مولار EDTA، وتم تحضين الخليط لمدة 5 دقائق عند درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك، تم الطرد المركزي للجزيئات لمدة 3 دقائق عند 18,300g، تم إعادة تعليقه في 500 ميكرولتر من PBS الذي يحتوي على 1 ملي مولار EDTA + 0.1% بوليسوربات 80 وتم تدويره بلطف لمدة 10 ثوانٍ. تم طرد الجسيمات مرة أخرى، وغسلها بمحلول 0.1 ملم EDTA + 0.1٪ بوليسوربات 80 في برنامج تلفزيوني وتدويرها بلطف لمدة 10 ثوانٍ. أخيرًا، تم طرد الجزيئات وغسلها خمس مرات أخرى باستخدام PBS + 0.1% بوليسوربات 80 وتم إعادة تعليقها في 500 ميكرولتر من PBS. تمت مراقبة تفاعل وضع العلامات الإشعاعية بواسطة Radio-TLC أثناء خطوات التفاعل المتعاقبة لتقييم وجود الغرويات (التي يمكن الخلط بينها وبين الجسيمات إذا لم تتم إزالتها بشكل صحيح)، ووضع العلامات الإشعاعية للجسيمات ونقاء المنتج النهائي. تم حساب RLY من خلال المقارنة بين كمية النشاط الإشعاعي في الجزيئات والمواد الطافية بعد خطوات الغسيل.

تجزئة

بالنسبة لاستراتيجية التجزئة، الأحجام من 0.5 ميكرولتر إلى 20 ميكرولتر من ⁶⁸Ga-smSiP بتركيز نظري قدره جسيم واحد  ميكرولتر^-1 تمت إضافتها إلى أنابيب عينات مختلفة بخطوات حجمها 1 ميكرولتر (0.5، 1، 2، 3...) وتمت إضافة برنامج تلفزيوني للوصول بالحجم النهائي إلى 50 ميكرولتر. بعد ذلك، تم ضخ 37.5 ميكرولتر من الأنبوب الأول إلى أنبوب عينة ثانٍ، و25 ميكرولتر من الأنبوب الثاني إلى أنبوب ثالث، وأخيرًا 12.5 ميكرولتر من الأنبوب الثالث إلى أنبوب رابع. توفر هذه الإستراتيجية أربعة أنابيب لكل عينة بحجم نهائي يبلغ 12.5 ميكرولتر لكل أنبوب. تم قياس النشاط الإشعاعي في كل أنبوب باستخدام عداد جاما وتم حساب القيم بوحدة كيلو بايت باستخدام منحنى المعايرة لمزيد من المقارنة والتحليل. تم صوتنة العينات التي تحتوي على معظم النشاط الإشعاعي في أنبوب واحد فقط لمدة 30 ثانية عند درجة حرارة الغرفة وإخضاعها لخطوة تجزئة ثانية. بعد ذلك، تم استخدام العينات التي تم العثور على كل النشاط الإشعاعي فيها في أنبوب واحد (مع نشاط ضئيل في الأنابيب الثلاثة الأخرى) لمزيد من التجارب في الجسم الحي/خارج الجسم الحي.

التصوير الوهمي PET/CT

تم إجراء تجربة تصوير وهمي باستخدام واحدة ⁶⁸غا-smSiP. تم استخدام القنية لتوصيل الجسيم إلى أنبوب العينة لتقييم ما إذا كان من الممكن أن يظل جسيم واحد محاصرًا في أنابيب القنية أثناء الإعطاء. باختصار، تم وضع الأنبوب الوهمي في الماسح الضوئي nanoPET/CT مع نهاية طرف القنية المتصل بالأنبوب. بعد البدء في الحصول على PET، تم تسليم الجسيم المعلق في 100 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني باستخدام حقنة الأنسولين المرفقة ببداية القنية. بعد ذلك، تم غسل القنية باستخدام 50 ميكرولتر من PBS لضمان توصيل الجسيم إلى الأنبوب الوهمي. تم إجراء عملية الحصول على PET لمدة ساعتين متبوعة بفحص مقطعي قياسي.

في الجسم الحي التصوير PET/CT

تمت مراجعة دراسات التصوير الحيواني بشكل أخلاقي وتنفيذها وفقًا لقانون الحيوانات (الإجراءات العلمية) لعام 1986 (ASPA) ولوائح وزارة الداخلية في المملكة المتحدة التي تحكم التجارب على الحيوانات. تم إجراء التصوير في الجسم الحي على فئران BALB/c صحية عمرها 8 أسابيع. تم تخدير الحيوانات باستخدام الأيزوفلورين (2-3% في الأكسجين)، وتم وضعها على سرير الماسح الضوئي تحت التخدير. تم تسخين السرير إلى 37 درجة مئوية عن طريق تدفق الهواء الداخلي لإبقاء الحيوان في درجة حرارة الجسم الطبيعية، وتمت مراقبة معدل التنفس والحفاظ عليه عند 60-80 نفسًا في الدقيقة.^-1 طوال الفحص. يعد الحفاظ على التحكم في درجة حرارة الحيوان أمرًا مهمًا، حيث أن الانخفاض غير المتوقع في درجة الحرارة قد يؤدي إلى انخفاض سرعة الجسيم في الدم. واحد ⁶⁸جا-smSiP (n =  4) أو ⁶⁸جا-smSiP-PEG_5k جسيم (n = 2) كانت تدار من خلال القنية في 100 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني، تليها غسل مع 50 ميكرولتر PBS بعد بدء الحصول على PET (وضع المصادفة 1:5؛ نافذة زمنية مصادفة 5 ns). تم تسجيل PET لمدة ساعتين، ثم تم إجراء فحص مقطعي نصف دائري. تم رصد درجة حرارة جسم الحيوان ومعدل التنفس خلال العملية برمتها. تمت إعادة بناء صور PET/CT الديناميكية باستخدام إعادة بناء Tera-Tomo 2D (نافذة طاقة تبلغ 3–400 كيلو فولت، ووضع التزامن 600:1، و5 تكرارًا ومجموعة فرعية واحدة) بحجم فوكسل يبلغ 20 ×   1   ×   0.4   مم³ وتصحيحها للتوهين والتشتت والاضمحلال. يمكن العثور على بيانات وضع القائمة لجميع عمليات الاستحواذ على PET/PEPT ⁶⁸Ga-smSiP في المرجع. ²⁹ ولل ⁶⁸جا-smSiP-PEG_5k في المرجع. ³⁰.

تتبع في الوقت الحقيقي

أولاً، تم تصدير البيانات من الماسح الضوئي بتنسيق listmode (أي تنسيق ذو طابع زمني ومؤشر بلوري لفوتونات الصدفة المكتشفة). تم تطبيق تحويل هندسي للتحويل من المؤشرات البلورية إلى الموضع بوحدات مم. تقوم طريقة برمنغهام بحساب MDP بشكل متكرر من مجموعة فرعية من جميع خطوط LoRs. وهو يفعل ذلك عن طريق التخلص من خطابات LoRs التي تكون أبعد من مسافة محددة من MDP حيث من المحتمل أن تنشأ من خطابات LoRs الكاذبة، على سبيل المثال، LoRs التي قد تنشأ من التشتت. يتم تحسين MDP مع كل تكرار؛ يتم تحديد عدد التكرارات بشكل فعال بواسطة f- عامل ويتعلق بالعدد الإجمالي لـ LoRs المستخدمة لتقدير موضع الجسيمات النهائي ضمن تلك المجموعة الفرعية (على سبيل المثال، f-عامل 0.5 يعني أن حلقة التكرار ستنتهي عند بقاء 50% من LoRs في المجموعة الفرعية). يمكن تقليل عدد LoRs المستخدم في مجموعة فرعية لتحسين أخذ العينات الزمنية (المجموعات الفرعية متتابعة زمنيًا دون أي تداخل) على حساب زيادة عدم اليقين في الموضع (يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول الخوارزمية في Parker et al.⁵) تم استخدام طريقة برمنغهام لتحليل بيانات وضع القائمة من الماسح الضوئي PET. تم استخدام حجم العينة التكيفي لتتبع الجسيمات في الفئران. تم تعيين حجم العينة لتحقيق توازن أخذ العينات الزمنية الكافية مع تقليل أخطاء تحديد المواقع. تم استخدام حجم عينة يتراوح بين 100 و200 LoRs في المراحل الأولى من عمليات المسح (أقل من 60 ثانية من بداية المسح)، مع f =  0.1، مما يؤدي إلى فواصل زمنية تتراوح من 1 إلى 5 ثوانٍ تقريبًا. في أوقات المسح التي تزيد عن 60 ثانية، تنوعت أحجام العينات بين 1,000 و2,000، مما أدى إلى فترات زمنية تتراوح بين 30 و60 ثانية اعتمادًا على التجربة التي أجريت على الجسم الحي. يمكن العثور على عدد الأعداد المستخدمة لحساب MDP (في التكرار النهائي) عن طريق ضرب حجم العينة في f-قيمة العامل. استندت هذه المعلمات إلى الخبرة السابقة وأبلغت بالمنشورات السابقة¹.

تم الحصول على السرعة كما (جذر {{v} _ {x} ^ {2} + {v} _ {y} ^ {2} + {v} _ {z} ^ {2}}) أين ({ت} _ {م} ^ {2}) هي السرعة في x, y و z الاتجاهات.

امتصاص الأعضاء خارج الجسم الحي

تم تقييم الامتصاص في الأعضاء المختلفة عن طريق عد غاما. بعد التصوير المقطعي المحوسب/التصوير المقطعي المحوسب في الجسم الحي، تم قتل الحيوانات بسبب خلع عنق الرحم وتم استئصال الأعضاء ووزنها لحساب النشاط الإشعاعي في عداد جاما (LKB Wallac 1282 Compugamma CS). تم التعبير عن البيانات كنسبة مئوية من الجرعة المحقونة (الجرعة في العضو / الجرعة الإجمالية المحقونة) لكل جرام من الأنسجة (%ID g^-1).

تصوير الإشعاع الذاتي

تم تتبع النشاط الإشعاعي في الرئتين باستخدام كاشف الإشعاع (مسبار EP15، مورغان)، وتم تقطيع الرئتين إلى أجزاء صغيرة باستخدام مشرط حتى يتم الحصول على جزء صغير من الأنسجة التي تحتوي على الإشارة المشعة. تم تجميد الأنسجة في الأيزوبروبانول عند درجة حرارة -80 درجة مئوية. مباشرة بعد التجميد، تم دمج الأنسجة في وسط درجة حرارة القطع الأمثل وتقطيعها في ناظم البرد إلى شرائح بحجم 20 ميكرومتر. تم مسح كل شريحة بالكاشف حتى يتم العثور على الشريحة المشعة. تم وضع الشريحة السابقة (أسفل الخلفية) والمشعة والتالية (أسفل الخلفية) على شريحة مجهر Superfrost (Epredia). وكانت بقية الأنسجة المتبقية أيضًا تحت الخلفية. تمت تغطية شريحة المجهر ذات الأقسام الثلاثة بغشاء ملتصق ومعارضة للوحة التصوير الشعاعي الذاتي لشركة GE طوال الليل. تم تحليل اللوحة باستخدام GE Amersham Typhoon بدقة تبلغ 25 ميكرومتر وإعداد PMT قدره 4,000. تم تركيب صورة التصوير الشعاعي الذاتي على صورة الأنسجة، لتظهر بقعة واحدة من النشاط الإشعاعي في الشريحة المشعة. ولقياس الكميات، تم إعداد المعايير في مختلف الأنشطة المعروفة، وتم رصد كل منها على شكل خماسية بحجم 1 ميكرولتر في الورق. تم تحضين البقع في نفس شاشة تخزين الفوسفور، BAS-IP MS (معيار متعدد الأغراض) من شركة GE حيث تم قياس كمية الجزيئات المفردة. تم الحصول على الصورة باستخدام Amersham Typhoon 5 مع الإصدار 2.0 من برنامج التحكم في وضع الفوسفور بحجم بكسل يبلغ 100 ميكرومتر وحساسية تبلغ 4,000. تم قياس كمية الصور باستخدام برنامج ImageQantTL v10.0-261 باستخدام صندوق أدوات القياس الكمي للهلام. تم تصحيح البقع عن طريق اختيار منطقة مباشرة قبل أو بعد البقعة كخلفية ثابتة. تم استخدام الحجم الناتج للبقعة لحساب Bq في الجسيم على أساس منحنى المعايرة.

الإحصاء والتكاثر

بالنسبة للتحليل الكمي، تم تحليل ما لا يقل عن ثلاث مكررات بيولوجية باستثناء البيانات الموجودة في الجسم الحي ⁶⁸جا-smSiP-PEG_5k (n = 2). تم تحليل البيانات عن طريق تحليل التباين العادي أحادي الاتجاه (ANOVA) مع اختبار مقارنات دونيت المتعددة واختبار الطالب. t-اختبار. أ P اعتبرت القيمة <0.05 ذات دلالة إحصائية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nature.com/articles/s41565-023-01589-8