Молекулярная визуализация физико-химических процессов в живых системах при помощи биосовместимых зондов: новые подходы

• Автор: Богданов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 272 с. : ил.

1.1. Введение.

1.2. Приборное оборудование и методы молекулярной визуализации.

1.3. Компьютерные и магнитнорезонансные томографические методы

1.4. Радионуклиды и молекулярная визуализация

1.5. Методы оптической визуализации.

1.6. Ультразвуковая визуализация.

1.7. Зонды для молекулярной визуализации.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Методы магнитнорезонансной томографии и контрастирующие вещества.

2.2. Контрастирующие зонды в МРТ.

2.3. Подходы к увеличению релаксивности при разработке контрастирующих зондов

2.4. Сенсорные контрастирующие зонды в МРТ.
2.5. Ферментчувсгвительные контрастирующие вещества.
2.2 Сенсорные контрастирующие вещества, основанные на эффекте
химического обменапереноса спинового насыщения ХОСН.
2.7. Применение метода МРТ и контрастирующих зондов для
мультикопийного анализа ткани
2.8. Типы флуоресцентных зондов для визуализации в живых системах
2.9. Самотушспие флуоресценции и контрастирующие зонды.
ГЛАВА 3. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ,
ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.
3.1. Химический синтез.
3.2. Культуры клеток
3.3. Экспериментальные животные.
3.4. Неннвазивная визуализация в животных.
ГЛАВА 4. МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫБ АГЕНТЫ НАНОЗОНДЫ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ В ЖИВЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Полимерный биосовместимьтй зонд РОС для доставки диагностических контрастирующих веществ.
4.2. Применеие РвСзонда при визуализации интактности сосудов и при
доставке контрастирующих веществ
4.3. Сравнительные исследования в модели опухоли с использованием специфических антител и РОСОбзонда
4.4. Заключение и выводы.
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ РвС В ВИЗУАЛИЗАЦИИ АНГИОГЕНЕЗА И ПОСЛЕДСТВИЙ АНТИАНГИОГЕННОЙ ТЕРАПИИ
РАКОВОЙ ОПУХОЛИ
5.1. Количественная оценка кровоснабжения в моделях рака у животных
с использованием МР Г
5.2. Количественная оценка изменения функционального кровоснабжения
опухолей при антиангиогенной терапии рака
5.3. Заключение и выводы.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ЗОНДА ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ВИЗУАЛИЗА1 ЩИ РОТЕОЛИЗА В ЖИВЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ .
ГЛАВА 7. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИФИЧЕСКОГО ЗОНДА ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ АКТИВИРОВАННОГО ЭНДОТЕЛИЯ
ГЛАВА 8. РАЗРАБОТКА СЕНСОРНЫХ ПАРАМАГНИТНЫХ
КОНТРАСТИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ. ОСНОВАННЫХ НА
ЭФФЕКТЕ ФЕРМЕНТСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПОЛМЕРИЗАЦИИ.
ГЛАВА 9. ПРИМЕНЕНИЕ СЕНСОРНЫХ ПАРАМАГНИТНЫХ
КОНТРАСТИТУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЦЕПТОРОВ КЛЕТОЧНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.
ГЛАВА . ВИЗУАЛИЗАЦИЯ АКТИВНОСТИ МИЕЛОПЕРОКСИДАЗЫ
МПО В МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ В КАЧЕСТВЕ МАРКЕРА НЕСТАБИЛЬНОСТИ СТЕНКИ СОСУДОВ.
.1. Синтез и тестирование i vi и i viv специфических субстратов миелопероксидазы
.2. Применение МПОчувствительного сенсорного зонда в моделях
патологии стенки аорты при атеросклерозе.
.3. Применение МПОзонда в визуализации аневризмы сосудов
головного мозга.
.4. Заключение и выводы.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Аннигиляция позитрона идет с высвобождением двух гаммаквантов, разлетающихся под углом, близким к 0 Б детектор для СПЕКТ с восемью гамма камерами, производящими детекцию фотоимпульсов во всем исследуемом объеме В иллюстрация принципа, лежащего в основе позитронноэмиссионной томографии Г сравнительная разрешающая способность микроПЭТ и микроСПЕКТ с применением фантома с полостями, заполненными радиоактивным раствором. Вегi . Таким образом, ПЭТ основан на одновременной детекции двух гамма квантов специальными коинсидентными детекторами, что позволяет значительно упростить процессы коррекциии изображений с учетом аттенуации излучения. В случае ПЭТа аттенуация зависит от длины пробега внутри исследуемого объекта i . Алгоритмы, используемые для реконструкции изображения, основаны на использовании только регистрации коинсидентных событий т. Эти изображения отражают локализацию и концентрацию радиоактивности в данной сканируемой плоскости. В отличие от ризлучателей, которые неэффективны для получения изображений в животных по ряду причин, в том числе, изза короткого пробега, уизлучатели также давно используются в ядерной медицине Кау Рис. ЗБ. Изотопы мТс, I,
I пригодны для получения как планарных, так и томографических данных. Это достигается с применением т. Детекция урадиоактивности при помощи данного метода, называемого фотонноэмиссионной томографией, происходит с применнеием сцинтилляторов, т. Использование коллиматоров для увеличения пространственного разрешения приводит к потерям чувствительности метода . Эффективностъ фотонноэмиссионной томографии низка, так как только примерно 0. Чувствительность ПЭТ, наоборот, высока в раз выше фотонноэмиссионной томографии, и позволяет детектировать М изотопа. ПЭТ не зависит от глубины распределения в исследуемом объеме, так как энергия излучения очень высока. Преимуществами фотонно эмиссионной томографии являются более выское пространственное разрешение, а также возможность использования на практике одновременно более одного изотопа со спектальноразличным гамма излучением . ПЭТ физически не может преодолеть порога разрешения в 1 мм т. Несомненным преимуществом этих двух радионуклидных методов над другими томографическими методами диагностики является простота внедрения результатов экспериментов на животных в клинические испытания, и, в некоторых случаях, и в клиническую практику. Это, прежде всего, связано с потребностью в следовых количествах вещества зонда, необходимого для достижения контраста при визуализации, а также наличием клинических аналогов аппаратуры, используемой в исследованиях т. Методы оптической визуализации. Оптическая или т. Рис. В практике биофотонной визуализации используется широкий диапазон длин волн света, от ультрафиолета то ближнеинфракрасного излучения т. В . Так как энергия фотонов в этом диапазоне частот соответствует длинам волн в диапазоне нм, эти фотоны взаимодействуют с молекулами клетки. Взаимодействие приводит к превращению энергии фотонов света в световую, а также химическую, поступательную и тепловую. Таким образом, в оптической визуализации проблема, связанная с детекции фотонов, взаимодействующих со слоем тканей живого организма является фундаментально важной Не1зка1а а1. V рассеянный У
3. Рис. А оптическая визуализация в отраженном и в проходящем свете без учета рассеянных фотонов оптическая томография, основанная на обработке суммарной информации проходящих и рассеянных фотонов Б устройство простейшей системы для оптической визуализации В томографическая система с использованием матрицы источников возбуждающего света. Данная проблема актуальна в случае как флуоресцентной, так и к биолюминесцентной визуализации в живых системах i . Решение проблемы в некоторой степени облегчается путем использования vi, т. С. Эти камеры основаны на амплификации исходящего сигнала, генерируемого фоточипами, т. Ультрафиолетовый свет обычно сильно поглощается даже в очень тонких слоях поверхности в результате электронных переходов в молекулах, взаимодействующих с фотонами, причем с увеличением энергии ультрафиолет может легко вызывать фотоионизацию и приводить к повреждениям молекул. Фотоны видимого диапазона света также эффективно поглощаются в результате высоковероятных переходов электронных состояний взаимодействующих молекул. Тем не менее, трансгенные животные, либо экспрессирующие мутанты зеленого или красного флуоресцентных белков т.