Spin Probes in Semipermeable Nanospheres: EPR spectroscopy & imaging of tumor pH

半透性纳米球中的自旋探针:EPR 光谱

基本信息

  • 批准号:
    7554633
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-01-09 至 2010-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The overall goal of this project is to develop new functional EPR probes of enhanced stability for in vivo EPR spectroscopy and imaging of pH, one of the most important parameters in the biochemistry of living organisms. pH-sensitive nitroxyl radicals have been previously developed by the P.I. and colleagues but often suffer insufficient stability in living tissues. In this project two different strategies will be used to develop paramagnetic probes with stability in vivo based on the original idea of constructing nano-Sized Particles with the Incorporated Nitroxides, or nanoSPINs. The semipermeable membrane of the nanoSPINs will differentiate sensing nitroxides from biological reductants while allowing free penetration of the analyze, H+. This will fill a niche between fluorescent pH probes, which have provided advances in applications for cellular and subcellular detection, and NMR/MRI, which have provided applications in living animals and humans, but these current techniques often suffer from the lack of sensitivity (1000 fold or lower than EPR) and specificity. The specific aims are: (SA1) To develop effective approaches for the design of pH-sensitive nanoSPINs. Two alternative strategies for the incorporation of the nitroxides into semipermeable nanospheres will be used, namely incorporation into phospholipids liposomes and polyamide capsules. (SA2) To define spectroscopic and physicochemical characteristics of pH-sensitive nanoSPINs. Quantitative characterization of the obtained nanoSPIN is absolutely crucial both for the optimization of the preparation procedures and for efficiency of their further applications. (SA3) To apply in vivo EPR measurements of pHe in PyMT tumor-bearing mice using developed nanoSPINs. The measurement of the extracellular pHe in the PyMT mammary tumors in living mice using developed pH- sensitive nanoSPINs will provide new insights into related biochemical processes, including better understanding of the observed anti-tumor activity of Granulocyte Macrophage Colony-Stimulating Factor (GM-CSF), a therapeutic approach which is currently of much interest. The results may provide an opportunity for the design of other corresponding therapeutic approaches. In summary, the success of this project may have a significant impact on the future of functional in vivo EPR spectroscopy and bioimaging applications to medicine. This project will develop pH-sensitive paramagnetic probes of enhanced stability based on encapsulation of the nitroxides into semipermeable nanospheres. These probes, termed nanoSPINs, will allow in vivo EPR spectroscopy and imaging of pH. The experiments using pH-sensitive nanoSPINs in PyMT mammary tumors in living mice are planned to contribute to the understanding of the mechanisms of extracellular acidosis in solid tumors and to use extracellular pH to monitor tumor progression and thus evaluate the efficacy of anti-tumor drugs, and provide opportunities for designing corresponding therapeutic approaches.
描述(由申请人提供):该项目的总体目标是开发新的功能性 EPR 探针,增强稳定性,用于体内 EPR 光谱和 pH 成像,pH 是活体生物化学中最重要的参数之一。 pH 敏感的硝酰基自由基此前已由 P.I. 开发。和同事,但经常遭受活体组织稳定性不足的困扰。在该项目中,基于用掺入的氮氧化物(nanoSPIN)构建纳米粒子的最初想法,将使用两种不同的策略来开发体内稳定性的顺磁探针。 nanoSPIN 的半透膜将区分传感硝基氧和生物还原剂,同时允许分析物 H+ 自由渗透。这将填补荧光 pH 探针和 NMR/MRI 之间的空白。荧光 pH 探针在细胞和亚细胞检测的应用方面取得了进展,而 NMR/MRI 在活体动物和人类中提供了应用,但这些现有技术往往缺乏灵敏度(比 EPR 1000 倍或更低)和特异性。具体目标是: (SA1) 开发设计 pH 敏感的 nanoSPIN 的有效方法。将使用两种将硝基氧掺入半透性纳米球的替代策略,即掺入磷脂脂质体和聚酰胺胶囊。 (SA2) 定义 pH 敏感的 nanoSPIN 的光谱和物理化学特性。所获得的 nanoSPIN 的定量表征对于制备过程的优化及其进一步应用的效率绝对至关重要。 (SA3) 使用开发的 nanoSPIN 对 PyMT 荷瘤小鼠体内 pHe 进行体内 EPR 测量。使用开发的 pH 敏感 nanoSPIN 测量活体小鼠 PyMT 乳腺肿瘤中的细胞外 pHe 将为相关生化过程提供新的见解,包括更好地了解观察到的粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF) 的抗肿瘤活性,这是一种目前备受关注的治疗方法。该结果可能为其他相应治疗方法的设计提供机会。总之,该项目的成功可能会对功能性体内 EPR 光谱和生物成像在医学上的应用的未来产生重大影响。该项目将开发基于将硝基氧封装到半透性纳米球中的稳定性增强的 pH 敏感顺磁探针。这些探针被称为 nanoSPIN,可实现体内 EPR 光谱和 pH 成像。在活体小鼠PyMT乳腺肿瘤中使用pH敏感的nanoSPIN进行实验,计划有助于理解实体瘤中细胞外酸中毒的机制,并利用细胞外pH来监测肿瘤进展,从而评估抗肿瘤药物的疗效,并为设计相应的治疗方法提供机会。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Valery V Khramtsov其他文献

Functional EPR Spectroscopy of Isolated Perfused Rat Heart: Measurements of Tissue Oxygenation, pH and Glutathione Concentration
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2010.10.036
  • 发表时间:
    2010-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Denis A Komarov;Valery V Khramtsov
  • 通讯作者:
    Valery V Khramtsov
Special issue for the International Conference on Electron Special issue for the International Conference on Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy and Imaging of Biological Paramagnetic Resonance Spectroscopy and Imaging of Biological Systems (EPR-2017) Systems (EPR-2017)
国际电子会议特刊 电子顺磁共振波谱学和生物系统成像国际会议特刊 (EPR-2017) 系统 (EPR-2017)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Valery V Khramtsov;Michael Jonathan Davies
  • 通讯作者:
    Michael Jonathan Davies
Discriminating Detection of NO and HNO using Encapsulated Nitronyl Nitroxides
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2010.10.290
  • 发表时间:
    2010-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Andrey A Bobko;Alexander Ivanov;Valery V Khramtsov
  • 通讯作者:
    Valery V Khramtsov
154 - Extracellular Phosphate as a Marker for Tumor Growth
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2015.10.195
  • 发表时间:
    2015-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Andrey A Bobko;Timothy D Eubank;Mikhail A Gavrilin;Yakov Y Woldman;Valery V Khramtsov
  • 通讯作者:
    Valery V Khramtsov
283 - Multifunctional Assessment of Tissue <em>p</em>O2, PH and Inorganic Phosphate (Pi) Using <em>in Vivo</em> EPR and Phosphanated Trityl Probe: Interstitial Pi as a New Prognostic Factor in Tumorigenesis
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2014.10.180
  • 发表时间:
    2014-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Andrey A Bobko;Timothy D Eubank;Ilirian Dhimitruka;Jay L Zweier;Valery V Khramtsov
  • 通讯作者:
    Valery V Khramtsov

Valery V Khramtsov的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Valery V Khramtsov', 18)}}的其他基金

Profiling chemical tumor microenvironment: application for diagnostics & therapy
分析肿瘤化学微环境:诊断应用
  • 批准号:
    9749962
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Profiling chemical tumor microenvironment: Application for diagnostics & therapy
分析肿瘤化学微环境:诊断应用
  • 批准号:
    9981151
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Profiling chemical tumor microenvironment: application for diagnostics & therapy
分析肿瘤化学微环境:诊断应用
  • 批准号:
    9115556
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Profiling chemical tumor microenvironment: application for diagnostics & therapy
分析肿瘤化学微环境:诊断应用
  • 批准号:
    9172930
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Profiling chemical tumor microenvironment: application for diagnostics & therapy
分析肿瘤化学微环境:诊断应用
  • 批准号:
    9318478
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Functional proton-electron double-resonance imaging: development and application
功能性质子电子双共振成像:开发与应用
  • 批准号:
    8458951
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Functional proton-electron double-resonance imaging: development and application
功能性质子电子双共振成像:开发与应用
  • 批准号:
    8645629
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Functional proton-electron double-resonance imaging: development and application
功能性质子电子双共振成像:开发与应用
  • 批准号:
    8305365
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
NanoSPINs for In Vivo EPR-Based Spectroscopy and Imaging
用于基于 EPR 的体内光谱和成像的 NanoSPIN
  • 批准号:
    7923988
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
Functional Proton Electron Double Resonance Imaging
功能质子电子双共振成像
  • 批准号:
    7642583
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:

相似国自然基金

具有抗癌活性的天然产物金霉酸(Aureolic acids)全合成与选择性构建2-脱氧糖苷键
  • 批准号:
    22007039
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
海洋放线菌来源聚酮类化合物Pteridic acids生物合成机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
手性Lewis Acids催化的分子内串联1,5-氢迁移/环合反应及其在构建结构多样性手性含氮杂环化合物中的应用
  • 批准号:
    21372217
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
对空气稳定的新型的有机金属Lewis Acids催化剂制备、表征与应用研究
  • 批准号:
    21172061
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钛及含钛Lewis acids促臭氧/过氧化氢体系氧化性能的广普性、高效性及其机制
  • 批准号:
    21176225
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Zip Nucleic Acids引物对高度降解和低拷贝DNA检材的STR分型研究
  • 批准号:
    81072511
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海洋天然产物Makaluvic acids 的全合成及其对南海鱼虱存活的影响
  • 批准号:
    30660215
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Mechanistic Analysis and Development of Direct and Catalysed Coupling of Carboxylic Acids with Amines. Disentangling the Enigma
羧酸与胺的直接和催化偶联的机理分析和发展。
  • 批准号:
    2736069
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Studentship
Development of Comprehensive Direct Synthesis of Unprotected Amines and Amino Acids Using Hybrid Catalyst Systems
使用混合催化剂系统综合直接合成未受保护的胺和氨基酸的开发
  • 批准号:
    21K06477
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Selective Extraction of Amines and Acids By Continuous Flow Liquid-Liquid Extraction
通过连续流液液萃取选择性萃取胺和酸
  • 批准号:
    2819954
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Studentship
Catalytic Reductive N Alkylation of Amines Using Carboxylic Acids
使用羧酸催化还原胺的 N 烷基化
  • 批准号:
    1834587
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Studentship
Enantioselective, decarboxylative 1,2-additions of carboxylic acids to aldehydes, ketones and imines - novel methods for the sustainable, asymmetric synthesis of alcohols and amines
羧酸与醛、酮和亚胺的对映选择性脱羧 1,2-加成——可持续、不对称合成醇和胺的新方法
  • 批准号:
    318495925
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Research Grants
Alpha-Tertiary Amines and Amino Acids via Rearrangement of Ureas
通过尿素重排生成α-叔胺和氨基酸
  • 批准号:
    191285586
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Research Fellowships
Efficient Preparation of Optically Active Highly Strained Azirines and Synthesis of Natural and Unnatural Amines and Amino Acids
光学活性高应变氮丙啶的高效制备以及天然和非天然胺和氨基酸的合成
  • 批准号:
    12450366
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Free radical methods for preparation of amines, amino acids, and polycyclic structures related to biologically important compounds
用于制备胺、氨基酸和与生物学重要化合物相关的多环结构的自由基方法
  • 批准号:
    145204-1992
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Industrially Oriented Research Grants
Free radical methods for preparation of amines, amino acids, and polycyclic structures related to biologically important compounds
用于制备胺、氨基酸和与生物学重要化合物相关的多环结构的自由基方法
  • 批准号:
    145204-1992
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Industrially Oriented Research Grants
Free radical methods for preparation of amines, amino acids, and polycyclic structures related to biologically important compounds
用于制备胺、氨基酸和与生物学重要化合物相关的多环结构的自由基方法
  • 批准号:
    145204-1992
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 20.25万
  • 项目类别:
    Industrially Oriented Research Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了