معلومة

هل هناك أي أمثلة على استخدام عقاقير "الرصاص السحري" في علاج السرطان؟


الرصاص السحري هي أدوية يمكن تناولها على نطاق محلي دقيق. في هذا السياق ، قد تحدث الإدارة / الارتباط في الورم أو بالقرب منه من خلال استغلال المستضدات السطحية المختلفة التي تعرضها السرطانات. تعلم المحاضرات الأساسية أن عقار "ماجيك بولت" يمكن أن يلتصق عبر mAb (مرتبط بالعقار المؤيد) ثم يقوم إنزيم مترافق بشق أو تحويل الدواء المؤيد إلى عقار. هذا من شأنه القضاء على الكثير من الآثار الجانبية للعلاج الكيميائي.

استخدم في التجارب السريرية. بدأ استخدام بعض mAbs في التجارب السريرية ، بعد 40 عامًا تقريبًا من اقتراحها لأول مرة. سؤالي هو ببساطة ؛ هل تم استخدام mAbs كعلاج ناجح لأي مرض؟ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فما الذي يجعل البحث والتطوير لهذا النوع من الأدوية صعبًا للغاية؟


هناك بالفعل العديد من العلاجات القائمة على mAb. من Mayo Clinic:

يرتبط عقار ريتوكسيماب (ريتوكسان) المضاد وحيد النسيلة ببروتين معين (CD20) موجود فقط في الخلايا البائية ، وهو نوع واحد من خلايا الدم البيضاء. تنشأ أنواع معينة من الأورام اللمفاوية من نفس الخلايا البائية. عندما يلتصق ريتوكسيماب بهذا البروتين الموجود على الخلايا البائية ، فإنه يجعل الخلايا أكثر وضوحًا لجهاز المناعة ، الذي يمكنه مهاجمته بعد ذلك.

(… )

Cetuximab (Erbitux) ، وهو جسم مضاد أحادي النسيلة معتمد لعلاج سرطان القولون وسرطان الرأس والرقبة ، يرتبط بمستقبلات الخلايا السرطانية التي تقبل إشارة نمو معينة (عامل نمو البشرة). قد يؤدي منع هذه الإشارة من الوصول إلى هدفها على الخلايا السرطانية إلى إبطاء نمو السرطان أو إيقافه.

(… )

يستهدف الجسم المضاد أحادي النسيلة بيفاسيزوماب (أفاستين) إشارة نمو تسمى عامل النمو البطاني الوعائي (VEGF) الذي ترسله الخلايا السرطانية لجذب أوعية دموية جديدة. يعترض Bevacizumab إشارات VEGF الورمية ويمنعها من الاتصال بأهدافها.

(… )

يجمع Ibritumomab (Zevalin) ، المعتمد لعلاج ليمفوما اللاهودجكين ، بين الجسم المضاد أحادي النسيلة والجسيمات المشعة. يرتبط الجسم المضاد أحادي النسيلة ibritumomab بالمستقبلات الموجودة على خلايا الدم السرطانية ويقوم بتوصيل الإشعاع.

(… )

Ado-trastuzumab emtansine (Kadcyla) هو أحد هذه الأدوية المعتمدة لعلاج سرطان الثدي الإيجابي HER2. يحتوي Ado-trastuzumab emtansine على جسم مضاد يرتبط بمستقبلات HER2 على خلايا سرطان الثدي. ثم تبتلع الخلايا السرطانية الجسم المضاد الذي يطلق جزيئات قليلة من العلاج الكيميائي.

إنه يزيل الآثار الجانبية ، على الرغم من أن العلاج ليس خاليًا من الآثار الجانبية.

أنا شخصياً أشك في هذا النهج: في جوهره ، السرطان هو مشكلة انقسام الخلايا غير المنضبط. معظم الخلايا في الجسم لا تنقسم بسرعة ، وهذا التباطؤ في الانتشار يتكامل مع التمايز في أي نسيج توجد فيه الخلايا. الخلايا الأكثر وضوحا التي تنقسم بسرعة هي الخلايا الجذعية (وهي نفسها مسببة للسرطان!). علاوة على ذلك ، يبدو أنه من الموضوعات الشائعة في السرطان أنه كلما كنت أقل تمايزًا (أو أكثر تمايزًا) ، زادت سهولة الانقسام ، وبالتالي كلما كان السرطان الذي تولده أكثر سوءًا.

على هذا النحو ، فإن أسوأ أنواع السرطان ستكون غير متمايزة للغاية ، وستعبر عن عدد قليل من العلامات السطحية المؤهلة. علاوة على ذلك ، فإن الأورام تتطور. إذا بدأت في الاختيار ضد الخلايا التي تعبر عن العلامة الخاصة بك ، فسوف تشجع الورم على التطور ببساطة والتوقف عن التعبير عن تلك العلامة. عد إلى مقاعد البدلاء للبحث عن علامة جديدة - في هذه الأثناء يزداد مريضك سوءًا.

هذا هو السبب في أن العلاجات الكيميائية المعممة (أو العلاج الإشعاعي) جذابة للغاية. إنهم يهاجمون الانقسام السريع للخلايا السرطانية ، ولا يمكن للخلايا السرطانية أن تتطور لتفقد هذه الخاصية ، لأنها إذا فعلت ذلك ، فلن تكون خلايا سرطانية.


التصنيف: غامض

مرجل & # 8211 وعاء كبير مصنوع عادة من الحديد أو النحاس ، ويستخدم في الغليان أو الطهي. عادة ما ترتبط بالعصور الوسطى والسحرة ، وهي عبارة عن وعاء حديدي كبير يتم فيه تحضير السموم والمراهم والأدوية.

تأتي كلمة مرجل من الكلمة اللاتينية caldaria التي تعني & # 8220c Cooking pot & # 8221 بدورها من caldārium ، & # 8220hot bath & # 8221 ستجد العديد من الأساطير والأساطير عبر التاريخ التي تحكي حكايات القدور السحرية. المرجل هو رمز للولادة الجديدة وبالتالي يمثل طاقة الأنثى وغالبًا ما يُنظر إليه على أنه الرحم.

يُقال أن المرجل هو مركز الحياة للسحر السلتي وأهم بقايا تنتمي إلى ساحرة سلتيك. هذا لأنه في العصور القديمة ، كان من الممكن استخدام المرجل لجميع أغراض الطهي والاستحمام وحمل المياه ذهابًا وإيابًا من مصدر المياه. بالنسبة لمعظم سلتكس خلال هذا الوقت ، كان المرجل هو أغلى عنصر في المنزل وكان سيحتوي على منحوتات دينية وروحية لتزيين تصميم المرجل. كلما ارتفعت مكانة سلتيك ، كان المرجل أكثر منمقًا وإسرافًا.

أسطورة "مرجل الوفرة العظيم في داجدا" هي أسطورة تعود إلى زمن بعيد. تقول الأسطورة أن المرجل كان واحدًا من أربع بقايا أسطورية لأيرلندا ، تسمى "كنوز إيرين الأربعة". هذه العناصر الأربعة هي سيف النور لنودا ، ورمح لوغ ، وفشل ليا ، ومرجل داجدا. قيل أن المرجل يزود أولئك الذين يستحقون بإمدادات لا نهاية لها من الطعام والماء. في النهاية ستندمج هذه الأسطورة مع أسطورة الكأس المقدسة بعد وصول المسيحية إلى أيرلندا. ثم دمجت الأسطورة فكرة كأس المسيح مع أسطورة مرجل داجدا وأصبحا واحدًا. تنتج العديد من كنائس Celtics بسبب هذا الاندماج كؤوسًا جميلة لتمثيل أساطير كل من المرجل والكأس.

على الرغم من أنني أتحدث عن أسطورة مرجل Dagda العظيم الوفير ، هناك العديد من الأساطير المشابهة لهذه الأسطورة ... هذه مجرد أساطير قليلة بخصوص المرجل.

مرجل Dyrnwich: يعتبر مرجل Dyrnwich واحدًا من 13 كنوزًا لبريطانيا ، وفقًا للفولكلور الويلزي ، فإن هذا المرجل يطبخ أيضًا من أجل المستحقين ، وإذا لم يكن أي شخص مستحقًا ، فقد قيل أن المرجل لا يغلي.

مرجل ميديا: يتحدث الفولكلور في اليونان القديمة عن ميديا ​​ومرجلها البرونزي. يمثل المرجل قوتها المعرفية ، ويستخدم في السحر العشبي. تقول الأسطورة إن ميديا ​​استخدمت المرجل لمساعدة عشيقها جيسون في تجاوز تنين حتى يتمكن من استعادة بقايا الصوف الذهبي.

المرجل باللغتين الجرمانية والإسكندنافية: يقال في الفولكلور الإسكندنافي ، أنه في كل ليلة ، يذبح Andhrímnir الوحش Sæhrímnir ويجهزها في مرجله ، Eldhrimnir لتتغذى على الآلهة والأبطال في Valhalla. الاسم Eldhrimnir يعني & # 8220sooty black from the fire & # 8221

إن الفولكلور والأساطير والأساطير المحيطة بالمرجل وفيرة ويمكنني الاستمرار إلى الأبد حقًا. سأختتم بهذا ... عنصر مثير للاهتمام في كل هذه الأساطير يروي نفس القصة. إذا كنت حكيماً وعملت بجد فسوف تحصل على ثمار عملك. أقول هذا لأن الأساطير عندما يتحدثون عن المرجل ، فإنهم يذكرون أن غير المستحق لن يكون قادرًا على استخدام أو تلقي أي شيء من مرجل لم يبدوا احترامهم أو لديهم يد في العمل من أجله. أعتقد أن هذا درس مهم.

إسحاق ، أ. (2014). الميثولوجيا الايرلندية. تم الاسترجاع من Aliiaacstoryteller: https: //aliisaacstoryteller.com/…/irish-mythology-the-dagd…/
ماستين ، إل (2009). السحر. تم الاسترجاع من Witchcraft: http: //www.witchcraftandwitches.com/index.html
القاموس الرمزي. (2010). تم الاسترجاع من القاموس الرمزي: http: //symboldictionary.net/

شارك هذا:


هل هناك أمثلة على نجاح عقاقير "الرصاصة السحرية" في علاج السرطان؟ - مادة الاحياء

مانانجا ، يوجين ستيفان شاربينتير ، تيبو

في هذا البحث ، نقدم مقاربة مضطربة نظرية لوصف طيف الرنين المغناطيسي النووي لأنظمة الدوران ثنائية القطب شديدة الاقتران تحت الدوران السريع للزاوية السحرية. يعتمد علاجنا على طريقتين: نهج فلوكيت وتوسعة فلوكيت-ماغنوس. يُعرف نهج Floquet جيدًا في مجتمع NMR كنهج مضطرب للحصول على تقديرات تقريبية تحليلية. تعتمد الإجراءات العددية على التكامل العددي خطوة بخطوة للمعادلات التفاضلية المقابلة. يعد توسع فلوكيت-ماغنوس نهجًا مضطربًا لنظرية فلوكيه. علاوة على ذلك ، فإننا نعالج تأثير "γ-encoding" باستخدام نهج التوسع Floquet-Magnus. نوضح أنه يمكن إجراء متوسط ​​الزاوية الزائدة "" لأي هاميلتوني بتماثل γ.

تشانغ ، رونغتشون مروة ، كمال رامامورثي ، أيالوسامي

البروتونات وفيرة بشكل كبير في مجموعة واسعة من الجزيئات الكبيرة المثيرة ، وبالتالي يمكن أن تكون مسبارًا قويًا للتحقيق في البنية والديناميكيات بدقة الذرة باستخدام التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي (ssNMR). لسوء الحظ ، فإن حساسية الإشارة العالية ، التي توفرها الوفرة الطبيعية العالية والنسبة الجيرومغناطيسية العالية للبروتونات ، تتأثر بشكل كبير بتوسيع الخط الشديد بسبب أدوات التوصيل ثنائية القطب القوية جدًا 1 H - 1 H. نتيجة لذلك ، نادرًا ما يتم استخدام البروتونات ، على الرغم من الحاجة الماسة إلى تعزيز حساسية ssNMR لدراسة مجموعة متنوعة من الأنظمة غير القابلة للتحقيق عالي الدقة باستخدام تقنيات أخرى بما في ذلك علم البلورات بالأشعة السينية ، والفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد ، و التحليل الطيفي لمحلول الرنين المغناطيسي النووي. بفضل التحسن الملحوظ في الدقة الطيفية للبروتون الذي أتاحته التطورات الكبيرة في تقنية مسبار الزاوية السحرية (MAS) ، اجتذب التحليل الطيفي 1 H ssNMR مؤخرًا اهتمامًا كبيرًا في الدراسات الهيكلية والديناميكية للأنظمة الجزيئية المختلفة. ومع ذلك ، لا يزال من الصعب الحصول على خطوط طيفية ضيقة 1 H ، خاصة من البروتينات ، دون اللجوء إلى التخثر. في هذا الحساب ، نراجع استراتيجيات ssNMR الحديثة المستندة إلى البروتونات والتي تم تطويرها في مختبرنا لزيادة تحسين دقة طيف البروتون دون اللجوء إلى التخثر الكيميائي لأغراض اكتساب رؤى على المستوى الذري في الهياكل الجزيئية لمختلف الأنظمة الصلبة البلورية ، باستخدام الصغيرة الجزيئات والببتيدات كأمثلة توضيحية. تمت مناقشة تحسين دقة البروتونات الطيفية التي توفرها ترددات MAS فائقة السرعة التي تصل إلى 120 كيلو هرتز في البداية ، متبوعًا بوصف لمجموعة من متواليات نبضة NMR متعددة الأبعاد ، وكلها تعتمد على اكتشاف البروتون ، والتي تم تطويرها للحصول على معلومات متعمقة من ثنائي القطب الوصلات وتباين الانزياح الكيميائي (CSA). يمكن إجراء تجارب NMR بسيطة أحادية القناة متعددة الأبعاد لبروتون للتحقيق في القرب من

لقد فتح تطوير الدوران السريع للزاوية السحرية (MAS) فرصة للكشف غير المباشر عن النوى المنخفضة غير الحساسة (على سبيل المثال ، 13 درجة مئوية و 15 نيوتن) عبر النوى العالية الحساسة. النوى (على سبيل المثال ، 1H و 19 F) في الحالة الصلبة NMR ، مع حساسية ودقة متقدمة. في هذه الأطروحة ، يتم تقديم منهجية جديدة تستخدم MAS السريع ، بما في ذلك التحليل الطيفي للارتباط النوى غير المتجانس المكتشف بشكل غير مباشر (HETCOR) ، والذي يساعده تسلسل نبضات RF متعددة لفصل 1H - 1H متماثل النواة. تم تقديم أيضًا إستراتيجية جديدة بسيطة لتحسين فصل النواة 1H - 1H. كتطبيقات ، تتم دراسة فئات مختلفة من المواد ، مثل المواد النانوية التحفيزية والجزيئات الحيوية والمركبات العضوية ، من خلال الجمع بين تقنيات الكشف غير المباشر وتقنيات الرنين المغناطيسي النووي الأخرى أحادية البعد (1D) وثنائية الأبعاد (2D). تم تطوير التحليل الطيفي HETCOR المكتشف بشكل غير مباشر من خلال السندات باستخدام خلط INEPT المعاد تركيزه (INEPTR) في إطار MAS السريع (الفصل 2). تم اكتشاف أداء الوقت لهذا النهج في 1H 2D 1H 13 ج تم تحسين الأطياف بشكل ملحوظ ، بعامل 10 تقريبًا ، مقارنةً بالتجارب التقليدية التي تم اكتشافها 13 درجة مئوية ، كما يتضح من قياس المواد الهجينة ذات المسامات العضوية وغير العضوية الوفيرة بشكل طبيعي. تم عرض مخطط من خلال السندات كأداة تحليلية جديدة ، والتي توفر معلومات هيكلية تكميلية في أنظمة الحالة الصلبة بالإضافة إلى الارتباط عبر الفضاء. لمزيد من الاستفادة من حساسية نقل INEPT في المواد الصلبة الصلبة ، تم تنفيذ الدوران المشترك والتحليل الطيفي متعدد النبضات (CRAMPS) لفصل 1H متجانسة النواة تحت MAS السريع (الفصل 3). العديد من مخططات الفصل (PMLG5 م أكثر »$ bar$ ، PMLG5 مم $ بار$ x و SAM3) لتعظيم أداء التحويل عبر السندات استنادًا إلى كفاءة الفصل بالإضافة إلى عوامل القياس. الكشف غير المباشر بمساعدة PMLG m $ barخلال تحويل INEPTR أثبت أنه يقدم أعلى مستوى

Zhou ، Iris Yuwen Fuss ، Taylor L Igarashi ، Takahiro Jiang ، Weiping Zhou ، Xin Cheng ، Leo L Sun ، Phillip Zhe

يوفر نقل التشبع بالتبادل الكيميائي (CEST) تباينًا حساسًا بالرنين المغناطيسي (MR) لفحص المركبات المخففة عبر البروتونات القابلة للاستبدال ، والتي تعمل كمنهجية تصوير جزيئي ناشئة. غالبًا ما يتم الحصول على طيف CEST Z عن طريق تجتاح التشبع بالترددات الراديوية حول رنين الماء السائب ، يقابله الإزاحة ، للكشف عن تأثيرات CEST في تعويضات التحول الكيميائي المميزة ، الأمر الذي يتطلب وقتًا طويلاً للاكتساب. هنا ، بدمج غزل الزاوية السحرية عالي الدقة (HRMAS) مع التطبيق المتزامن للتدرج وتشبع التردد الراديوي لتحقيق اكتساب سريع للطيف Z ، أظهرنا جدوى التحليل الطيفي الكمي السريع لـ HRMAS CEST Z. تم التحقق من صحة المفهوم باستخدام الأشباح ، والتي أظهرت توافقًا ممتازًا مع النتائج التي تم الحصول عليها من التحليل الطيفي التقليدي لنظام HRMAS MR (MRS). استخدمنا كذلك التحليل الطيفي HRMAS Z من أجل التقدير الكمي السريع للإصابة الدماغية بأنسجة دماغ القوارض بعد السكتة الدماغية. تتيح هذه الطريقة توصيف CEST السريع والكمي للأنسجة البيولوجية ويظهر إمكانية مجموعة من التطبيقات الطبية الحيوية.

تم قياس كمية السيليكون (polydimethylsiloxane [PDMS]) في أنسجة المحفظة التي تمت إزالتها جراحيًا من النساء اللواتي لديهن غرسات الثدي باستخدام (29) Si و (1) H ماجيك الزاوية الغزل الطيفي للحالة الصلبة بالرنين المغناطيسي النووي. اثنتا عشرة امرأة لديهن غرسات مملوءة بالسيليكون ذات سطح أملس ، بما في ذلك موضوع مع غرسات مزدوجة التجويف "منخفضة النزيف" ، كان لديهن مستويات يمكن اكتشافها من PDMS تتراوح من 0. 05 إلى 9.8٪ سيليكون في الأنسجة الرطبة (وزن / وزن). لم يتم الكشف عن أي مركبات تحتوي على السيليكون بخلاف PDMS. لم يتم العثور على ارتباط بين كمية PDMS المقاسة في نسيج المحفظة وطول وقت الزرع (معامل ارتباط بيرسون ، r = 0. 22). أظهرت النتائج عدم وجود علاقة بين الكميات الأعلى من PDMS وتقفع المحفظة (p = 0.74) أو أعراض أخرى (p = 0. 53). Magn Reson Med 42: 436-441، 1999. حقوق النشر 1999 Wiley-Liss، Inc.

ساكيلاريو ، وديمتريس هوغون ، وسيدريك جويغا ، وأنجيلو أوبير ، وجاي كازاوكس ، وساندرين هاردي ، وفيليب

نقدم تصميمًا أسطوانيًا للمغناطيس الدائم يولد مجالًا مغناطيسيًا متجانسًا وقويًا له ميل تعسفي فيما يتعلق بمحور الأسطوانة. تم تطبيق النظرية التحليلية للكهرباء المغناطيسية ثلاثية الأبعاد على هذه المشكلة ، وتم تصميم هيكل مغناطيسي هجين. يحتوي هذا الهيكل على مغناطيسين ينتجان مكونًا طوليًا وعرضيًا للمجال المغناطيسي ، يمكن التحكم في اتساعهما وتجانسهما بالكامل عن طريق التصميم. تم إنشاء نموذج أولي بسيط باستخدام مغناطيسات مكعبات صغيرة غير مكلفة ، وتم تعيين مجاله المغناطيسي باستخدام مستشعرات مسبار Hall و NMR. يمكن استخدام هذا المغناطيس ، من حيث المبدأ ، في تجارب حقل الزاوية السحرية التي تدور حول الرنين المغناطيسي النووي والتصوير بالرنين المغناطيسي ، مما يسمح بتنميط التحول الكيميائي الأيضي في الحيوانات الحية الصغيرة. حقوق النشر © 2010 John Wiley & Sons، Ltd.

ماندال ، أبهيشيك بواتز ، جينيفر سي ويلر ، ترافيس فان دير ويل ، باتريك سي أ.

أدى عدد من التطورات الحديثة في مجال الرنين المغناطيسي النووي ذي الحالة الصلبة (MAS) إلى تمكين تطبيقه على مجموعة من الأنظمة البيولوجية ذات التعقيد المتزايد باستمرار. للاحتفاظ بالأهمية البيولوجية ، تتم دراسة هذه العينات بشكل متزايد في حالة رطبة. في الوقت نفسه ، تتطلب الجدوى التجريبية عملية تحضير العينة لتحقيق تركيز عالي للعينة داخل دوار MAS النهائي. نناقش هذه الاعتبارات ، وكيف أدت إلى عدد من الأساليب المختلفة لإعداد عينة MAS NMR. نصف تجربتنا حول كيف يمكن لأجهزة الطرد المركزي فائقة التصنيع (أو المتوفرة تجارياً) أن تسهل عملية تحضير عينة بسيطة وسريعة وموثوقة. وقد تبنى عدد من المجموعات منذ ذلك الحين مثل هذه الأدوات ، في بعض الحالات لإعداد عينات لتجارب MAS NMR على غرار الترسيب. نحن هنا ندافع عن اعتماد أكثر انتشارًا لاستخدامها لإعداد عينة MAS NMR الروتينية. بميد: 28229262

ألبرت ، بريس ج.بانج ، سيونج هو ألانيفا ، نيكولاس سيستي ، إريكا إل راند ، بيتر دبليو صليبا ، إدوارد ب.سكوت ، فيث ج.شوي ، إريك ج.بارنز ، ألكسندر ب.

يمكن أن تعزز درجات حرارة العينة المبردة حساسية الرنين المغناطيسي النووي من خلال تمديد أوقات استرخاء الدوران لتحسين الاستقطاب النووي الديناميكي (DNP) وعن طريق زيادة استقطاب بولتزمان الدوراني. لقد طورنا مبادلًا حراريًا فعالاً بمعدل استهلاك نيتروجين سائل يبلغ 90 لترًا فقط في اليوم لإجراء تجارب DNP للزاوية السحرية (MAS) أقل من 85 ك.في تنفيذ المبادل الحراري هذا ، يتم إرجاع غاز العادم البارد من مسبار NMR إلى الجزء الخارجي من ملف الجريان المعاكس داخل مرحلة تبريد وسيطة لتحسين كفاءة التبريد للغازات ذات درجات الحرارة المتغيرة والغزل. يتم حساب التبادل الحراري داخل ملف التدفق المعاكس بديناميكيات السوائل الحسابية لتحسين نقل الحرارة. توضح النتائج التجريبية باستخدام المبادل الحراري الجديد ذو التدفق المعاكس تحسينات إشارة MAS DNP البالغة 328 ± 3 عند 81 ± 2 كلفن ، و 276 ± 4 عند 105 ± 2 كلفن.

ماريا ، روبرتا إم ألتي ، وانيسا إف أندريكوبولو ، أدريانو دي بيسينري ، أماندا ب كومينيتي ، مارشيا آر فينانسيو ، تياغو كولناغو ، لويز أ

(1) تم استخدام التحليل الطيفي لزاوية سحرية عالية الدقة تدور بالرنين المغناطيسي النووي ((1) H HR-MAS NMR لتحليل ملف التمثيل الغذائي لخط خلايا الثدي السليمة غير الورمية (MCF-10A) وخلية ورم الثدي السليمة خطوط (MCF-7 و MDA-MB-231). في أطياف خلايا MCF-10A ، تم تخصيص ستة مستقلبات ، مع الجلوكوز والإيثانول بتركيزات أعلى. تم تعيين خمسة عشر مستقلبًا في أطياف MCF-7 و MDA-MB-231 (1) H HR-MAS NMR. لم يظهروا الجلوكوز والإيثانول ، وكان المكون الرئيسي في كل من الخلايا السرطانية هو الفوسفوكولين (أعلى في MDA-MB-231 منه في MCF-7) ، والذي يمكن اعتباره علامة بيولوجية للورم للتحول الخبيث لسرطان الثدي. تُظهر هذه الخلايا السرطانية أيضًا إشارة الأسيتون التي كانت أعلى في خلايا MDA-MB-231 عنها في خلايا MCF-7. قد يكون مستوى الأسيتون المرتفع مؤشراً على ارتفاع الطلب على الطاقة في MDA-MB-231 للحفاظ على تكاثر الخلايا. تشير مستويات الأسيتون والفوسفوكولين الأعلى في خلايا MDA-MB-231 إلى ارتفاع الورم الخبيث في خط الخلية. لذلك ، تعد HR-MAS طريقة سريعة التكاثر لدراسة ملف التمثيل الغذائي لخلايا الثدي السليمة ، مع الحد الأدنى من تحضير العينة والتلوث ، والتي تعتبر بالغة الأهمية في تحليلات خلايا النمو البطيء. حقوق النشر © 2015 Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.

روسي ، آرثر جاجان ، ديفيد مايشال ، تارون ك.موكيرجي ، أنهورادا فيري ، لوران ليساج ، آن إمسلي ، ليندون كوبريت ، كريستوف ثيوولوكس ، كلوي

يتم تصنيع المواد ذات البنية المتوسطة العضوية وغير العضوية عالية الترتيب التي تحتوي على الفينولات الموزعة بانتظام من خلال الجمع بين التوليف المباشر للمادة الوظيفية وإستراتيجية الحماية من الحماية وتتميز على المستوى الجزيئي من خلال مطياف البروتون بالرنين المغناطيسي النووي فائق السرعة.

جارونيك ، كريستوفر بي ماكفي ، كايت إي باجاج ، فيكرام إس ماكماهون ، مايكل تي دوبسون ، كريستوفر إم جريفين ، روبرت ج.

ليفية أميلويد هي هياكل خيطية ذاتية التجميع مرتبطة بظروف ترسيب البروتين بما في ذلك مرض الزهايمر والاعتلال الدماغي الإسفنجي القابل للانتقال. على الرغم من الأهمية الطبية الهائلة لليفات الأميلويد ، إلا أنه لا توجد هياكل ذات دقة ذرية متاحة لهذه المواد ، لأن الألياف السليمة غير قابلة للذوبان ولا تشكل بلورات ثلاثية الأبعاد بجودة الحيود. نحن هنا نبلغ عن البنية عالية الدقة لجزء من الببتيد من بروتين amyloidogenic transthyretin ، TTR (105-115) ، في شكله الليفي ، والذي يحدده التحليل الطيفي للزاوية السحرية بالرنين المغناطيسي النووي. الهيكل لا يحل فقط الطية الأساسية ولكن أيضًا يحل التشكل الدقيق للسلاسل الجانبية. شكلت تخصيصات الرنين 13 درجة مئوية و 15 نيوتن المكتملة تقريبًا لـ TTR (105-115) الأساس لاستخراج مجموعة من قيود المسافة وزاوية ثنائية الأضلاع. تم الحصول على ما مجموعه 76 قياسًا تجريبيًا متسقًا ذاتيًا ، بما في ذلك 41 قيدًا على 19 زاوية ثنائية السطوح و 35 مسافة 13C-15N بين 3 و 6 من أطياف الرنين المغناطيسي النووي ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد المسجلة على ثلاث عينات ليفية بشكل موحد 13 درجة مئوية و 15 نيوتن على التوالي تمتد من أربعة أحماض أمينية وتستخدم لحساب مجموعة الهياكل الببتيدية. تشير نتائجنا إلى أن TTR (105-115) يتبنى تشكلاً ممتدًا في ألياف الأميلويد بحيث تكون زاويتي الالتواء في السلسلة الرئيسية والجانبية قريبة من قيمهما المثلى. علاوة على ذلك ، فإن بنية هذا الببتيد في الشكل الليفي لها درجة من الترتيب بعيد المدى يرتبط عمومًا بالمواد البلورية فقط. توفر هذه النتائج شرحًا للثبات غير العادي والخصائص المميزة لهذا الشكل من تجميع البولي ببتيد.

فوس ، تايلور ل.تشينج ، ليو ل.

وفقًا لتقديرات منظمة الصحة العالمية (WHO) ، فإن السرطان مسؤول عن وفيات أكثر من جميع أمراض القلب التاجية أو السكتات الدماغية في جميع أنحاء العالم ، وهو يمثل تهديدًا رئيسيًا للصحة العامة في جميع أنحاء العالم. أظهر التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي (MRS) عالي الدقة للزاوية السحرية (HRMAS) فائدته في تحديد علامات التمثيل الغذائي للسرطان مع إمكانية تحسين التشخيص والتشخيص لعيادة الأورام ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى قدرته على الحفاظ على بنية الأنسجة من أجل الأنسجة اللاحقة. وتحليل علم الأمراض الجزيئي. قادرة على القياس الكمي للمستقلبات الفردية ، ونسب المستقلبات ، والملامح الأيضية الكاملة ، HRMAS MRS هي واحدة من التقنيات الرئيسية المستخدمة الآن في أبحاث التمثيل الغذائي للسرطان. تستعرض هذه المقالة وتناقش التقارير الأدبية لدراسات HRMAS MRS لأيض السرطان المنشورة بين عامي 2010 و 2015 وفقًا للأصول التشريحية ، بما في ذلك سرطان الدماغ والثدي والبروستاتا والرئة والجهاز الهضمي والغدد الصماء العصبية. ركزت هذه الدراسات على تحسين التشخيص وفهم الإنذار المبكر للمرضى ، ومراقبة آثار العلاج ، وكذلك الارتباط باستخدام MRS في الجسم الحي في عيادات السرطان. بميد: 27011205

ثوربر ، كينت آر بوتابوف ، أليكسي ياو ، واي مينج تايكو ، روبرت

نصف جهازًا للرنين المغناطيسي النووي للحالة الصلبة (NMR) مع الاستقطاب النووي الديناميكي (DNP) والغزل ذو الزاوية السحرية (MAS) عند 20-25 كلفن و 9.4 تسلا. يستخدم مسبار MAS NMR الهيليوم لتبريد مساحة العينة وغاز النيتروجين لمحرك ومحامل MAS ، كما هو موضح سابقًا ، ولكنه يشتمل أيضًا على دليل موجي مموج لنقل الموجات الدقيقة من أسفل المسبار إلى العينة. مع مصدر ميكروويف مستقطب دائريًا بقوة 30 ميغاواط عند 264 جيجاهرتز و MAS عند 6.8 كيلو هرتز ودرجة حرارة عينة 21 كلفن ، لوحظ وجود تحسينات أكبر من 25 ضعفًا لإشارات C NMR ذات الاستقطاب المتقاطع (13) في أطياف محاليل الجلسرين / الماء المجمدة التي تحتوي على DOTOPA-TEMPO ثلاثي الاتجاه عند استخدام الموجات الدقيقة. كإيضاحات ، نقدم DNP أحادي البعد وثنائي الأبعاد (13) C MAS NMR من أطياف الحلول المجمدة من (13) C-المسمى L-alanine و melittin ، وهو ببتيد حلزوني مكون من 26 بقايا تم تصنيعه باستخدام أربعة (13) أحماض أمينية متجانسة. تم النشر بواسطة Elsevier Inc.

ثوربر ، كينت تايكو ، روبرت

نصف الأجهزة الجديدة للرنين المغناطيسي النووي للحالة الصلبة منخفضة الحرارة (NMR) مع الاستقطاب النووي الديناميكي (DNP) والغزل ذو الزاوية السحرية (MAS) ، مع التركيز على جوانب هذه الأجهزة التي لم يتم وصفها بالتفصيل في المنشورات السابقة. نحن نصنف أداء مصدر ميكروويف مذبذب التفاعل الممتد (EIO) ، الذي يعمل بالقرب من 264 جيجاهرتز مع طاقة خرج 1.5 واط ، والتي نستخدمها جنبًا إلى جنب مع نظام استقطاب الميكروويف شبه البصري ومسبار MAS NMR الذي يستخدم الهيليوم السائل لتبريد العينة وغاز النيتروجين لغزل العينة. تم توضيح عوامل التحسين لإشارات C NMR ذات الاستقطاب المتقاطع (13) في النطاق 100-200 مع DNP عند 25K. يتم عرض اعتمادات اتساع الإشارة على درجة حرارة العينة ، وكذلك طاقة الميكروويف والاستقطاب والتردد. نوضح أن درجات حرارة العينة أقل من 30 كلفن يمكن تحقيقها بمعدلات استهلاك الهيليوم أقل من 1.3 لتر / ساعة. لتوضيح التطبيقات المحتملة لهذه الأجهزة في الدراسات الهيكلية للأنظمة الكيميائية الحيوية ، نقوم بمقارنة نتائج تجارب DNP منخفضة الحرارة على ببتيد مرتبط بالكالودولين في حالته الحرة والمقيدة. تم النشر بواسطة Elsevier Inc.

Somashekar ، B S Amin ، Anita G Rithner ، Christopher D Troudt ، JoLynn Basaraba ، Randall Izzo ، Angelo Crick ، ​​Dean C Chatterjee ، Delphi

السمة الحاسمة والمميزة لعدوى السل هي أن المتفطرة السلية (Mtb) تتواجد في الآفة الحبيبية في مراحل مختلفة من تطور المرض والنخر ، وهو جانب غير مفهوم إلا قليلاً. استخدمنا نهجًا جديدًا ، حيث طبقنا مطيافية الرنين المغناطيسي النووي ذات الزاوية السحرية عالية الدقة (HRMAS NMR) مباشرة على الأنسجة المصابة ، مما يسمح لنا بدراسة تطور الأورام الحبيبية للسل في خنازير غينيا بطريقة غير مستهدفة. زيادة كبيرة في تنظيم اللاكتات ، الألانين ، الأسيتات ، الجلوتامات ، المؤكسد والصيغة المخفضة من الجلوتاثيون ، الأسبارتات ، الكرياتين ، الفوسفوكولين ، الجلسيروفوسفوكولين ، البيتين ، تريميثيل أمين أكسيد النيتروجين ، ميو-إينوزيتول ، سكلو-إينوزيتول ، و ديهيدروكسي أسيتون بشكل واضح تم التعرف عليه مع تقدم العدوى. في نفس الوقت ، كان الفوسفاتيديل كولين خاضع للتنظيم. كشف تحليل المكون الرئيسي لبيانات الرنين المغناطيسي النووي عن فصل مجموعة واضح بين الأنسجة المصابة وغير المصابة. توحي هذه المستقلبات باستخدام مصادر الطاقة البديلة من قبل الخلايا المتسللة التي تولد الكثير من المستقلبات في الورم الحبيبي النخرية المتزايد ونقص التأكسج من خلال مسارات التحلل السكري وفوسفات البنتوز وحمض الكربوكسيل. من المدهش أن التغييرات الأكثر صلة التي شوهدت تشبه إلى حد بعيد التغيرات الأيضية التي لوحظت في السرطان أثناء تطور الورم.

Jaudzems ، Kristaps Bertarello ، Andrea Chaudhari ، Sachin R Pica ، Andrea Cala-De Paepe ، Diane Barbet-Massin ، Emeline Pell ، Andrew J Akopjana ، Inara Kotelovica ، Svetlana Gajan ، David Ouari ، Olivier Tars ، Kaspars Pintac Anuda ، Guido Lesage

يعد الاستقطاب النووي الديناميكي (DNP) طريقة قوية للتغلب على قيود الحساسية لتجارب الرنين المغناطيسي النووي ذات الزاوية السحرية (MAS). ومع ذلك ، فإن دقة أطياف DNP ​​NMR للبروتينات تتعرض للخطر من خلال توسيع الخط الشديد المرتبط بضرورة إجراء تجارب في درجات حرارة شديدة البرودة وفي وجود جذور مغناطيسية. يمكن الحصول على أطياف الرنين المغناطيسي النووي عالية الجودة المعززة بـ DNP من البكتيريا النوكليوكابسيد Acinetobacter 205 (AP205) من خلال الجمع بين المجال المغناطيسي العالي (800 ميجاهرتز) و MAS السريع (40 كيلو هرتز). تؤدي هذه الظروف إلى دقة معززة وعمر تماسك طويل مما يسمح باكتساب أطياف الارتباط ثنائية الأبعاد المحسومة والتجارب القائمة على العددية غير المجدية سابقًا. يتيح ذلك تعيين الرنين العطري لبروتين الغلاف AP205 والحمض النووي الريبي المعبأ ، بالإضافة إلى اكتشاف الاتصالات بعيدة المدى ، والتي لا يتم ملاحظتها في درجة حرارة الغرفة ، مما يفتح إمكانيات جديدة لتحديد الهيكل. © 2018 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA، Weinheim.

روني ، أو إم تروك ، جي نيكلسون ، جي كيه جريفين ، جي إل

دوران الزاوية السحرية عالي الدقة (HRMAS) (1) يعتبر التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي H مثاليًا لمراقبة البيئة الأيضية داخل الأنسجة ، خاصةً عندما يتم ترجيح الأطياف بالخصائص الفيزيائية مثل T (1) و T (2) أوقات الاسترخاء ومعاملات الانتشار الظاهرة (ADC). في هذه الدراسة ، تم استخدام التحرير الطيفي باستخدام أوقات الاسترخاء T (1) و T (2) و ADCs في أوقات الانتشار المتغيرة بالتزامن مع مطيافية HRMAS (1) H NMR عند 14.1 T في أنسجة الكبد. لتعزيز حساسية قياسات ADC إلى المستقلبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، تم تضمين صدى T (2) في تسلسل صدى التدرج القياسي المحفز. تم فحص الكبد الدهني المستحث في الفئران عن طريق التغذية الحامضية المزمنة باستخدام هذا التسلسل المعدل. تم الكشف عن زيادة في ADC مجتمعة لذروة الرنين المشترك للجلوكوز والبيتين و TMAO أثناء مرض الكبد الدهني (ADCs = 0.60 +/- 0.11 و 0.35 +/- 0.1 * 10 (-9) م (2) ث ( -1) (ن = 3) بالنسبة للجرذان التي تتغذى على حمض الأوروتيك وبدونه) ، مما يدل على انخفاض في الجلوكوز والبيتين وزيادة في TMAO. حقوق النشر 2003 Wiley-Liss، Inc.

Diserens و Gaëlle Vermathen و Martina Gjuroski و Ilche ​​Eggimann و Sandra Precht و Christina Boesch و Chris Vermathen و Peter

كان الهدف من الدراسة هو تعيين السكريات النوكليوتيدية بشكل لا لبس فيه ، وخاصة UDP-X المعروف بأهميته في عمليات الارتباط بالجليكوزيل كمانحين للسكر ، وجلوكوز-فوسفات التي تعتبر مستقلبات وسيطة مهمة لتخزين ونقل الطاقة مباشرة في أطياف الخلايا السليمة ، مثل وكذلك في خزعات العضلات والهيكل العظمي بواسطة (1) H عالية الدقة بزاوية سحرية وتدور (HR-MAS) NMR. توضح النتائج أنه يمكن تحديد فوسفات السكر بشكل سريع وغير مدمر في الخلايا والخزعات بواسطة HR-MAS ، والتي قد تكون ذات قيمة بالنظر إلى أهمية سكريات الفوسفات في استقلاب الخلايا لتخليق الحمض النووي. كدليل على المبدأ ، يتم عرض مثال على تفاعل الفوسفات والسكر وحركية التحلل بعد فك تجميد العينة لعضلة القلب ، مما يشير إلى إمكانية اتباع HR-MAS NMR لبعض المسارات الأيضية. تم اكتشاف سكريات الجلوكوز الفوسفات المجردة بالرسوم (Glc-1P و Glc-6P) في العضلات بواسطة H HR-MAS NMR.

جارونيك ، كريستوفر ب تونج ، بريت أ.رينسترا ، تشاد إم هرتسفيلد ، جوديث جريفين ، روبرت ج.

تم فحص إعادة اقتران ثنائي القطب متغاير النوى مع صدى الدوران المزدوج (REDOR) في نظام غزل الزاوية السحرية السريع ، حيث يشغل إشعاع التردد الراديوي جزءًا كبيرًا من فترة الدوار (10-60٪). لقد أوضحنا ، في نموذجين من أنظمة الدوران 13C-15N ، [1-13C ، 15N] و [2-13C ، 15N] جليكاين ، أن منحنيات REDOR ΔS / S0 المكتسبة بمعدلات MAS المرتفعة وحقول إعادة الاقتران المنخفضة نسبيًا متطابقة تقريبًا مع منحنى ΔS / S0 متوقع لـ REDOR مع نبضات دالة مثالية. التأثير الوحيد الملحوظ لطول النبضة المحدود على إعادة الاقتران هو تحجيم طفيف لتردد التذبذب ثنائي القطب. يتم شرح النتائج التجريبية باستخدام كل من الحسابات العددية ونظرية هاملتون المتوسطة ، والتي تستخدم لاشتقاق التعبيرات التحليلية للتطور في إطار تسلسل إعادة الاقتران REDOR بمخططات طور نبضات مختلفة. بالنسبة إلى xy-4 وامتداداته ، تقيس النبضات المحدودة فقط تردد التذبذب ثنائي القطب بواسطة عامل محدد جيدًا. بالنسبة لمخططات التدريج الأخرى (على سبيل المثال ، xx-4 و xx¯-4) من المتوقع أن يتغير كل من تردد وسعة التذبذب.

فيرماثين ، مارتينا مارزوراتي ، ماتيا فيرماثين ، بيتر

Classical liquid-state high-resolution (HR) NMR spectroscopy has proved a powerful tool in the metabonomic analysis of liquid food samples like fruit juices. In this paper the application of (1)H high-resolution magic angle spinning (HR-MAS) NMR spectroscopy to apple tissue is presented probing its potential for metabonomic studies. The (1)H HR-MAS NMR spectra are discussed in terms of the chemical composition of apple tissue and compared to liquid-state NMR spectra of apple juice. Differences indicate that specific metabolic changes are induced by juice preparation. The feasibility of HR-MAS NMR-based multivariate analysis is demonstrated by a study distinguishing three different apple cultivars by principal component analysis (PCA). Preliminary results are shown from subsequent studies comparing three different cultivation methods by means of PCA and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) of the HR-MAS NMR data. The compounds responsible for discriminating organically grown apples are discussed. Finally, an outlook of our ongoing work is given including a longitudinal study on apples.

Thurber, Kent R. Potapov, Alexey Yau, Wai-Ming Tycko, Robert

We describe an apparatus for solid state nuclear magnetic resonance (NMR) with dynamic nuclear polarization (DNP) and magic-angle spinning (MAS) at 20–25 K and 9.4 Tesla. The MAS NMR probe uses helium to cool the sample space and nitrogen gas for MAS drive and bearings, as described earlier (Thurber et al., J. Magn. Reson. 2008) [1], but also includes a corrugated waveguide for transmission of microwaves from below the probe to the sample. With a 30 mW circularly polarized microwave source at 264 GHz, MAS at 6.8 kHz, and 21 K sample temperature, greater than 25-fold enhancements of cross-polarized 13C NMR signals are observed in spectra of frozen glycerol/water solutions containing the triradical dopant DOTOPA-TEMPO when microwaves are applied. As demonstrations, we present DNP-enhanced one-dimensional and two-dimensional 13C MAS NMR spectra of frozen solutions of uniformly 13C-labeled L-alanine and melittin, a 26-residue helical peptide that we have synthesized with four uniformly 13C-labeled amino acids. PMID:23238592

Carnevale, Diego Ji, Xiao Bodenhausen, Geoffrey

Nitrogen-14 NMR spectra at fast magic-angle spinning rates can be acquired indirectly by means of two-dimensional techniques based on double cross polarization transfer 1H → 14N →1H. Experimental evidence is given for polycrystalline samples of glycine, l-histidine, and the dipeptide Ala-Gly. Either one-bond or long-range correlations can be favored by choosing the length of the cross polarization contact pulses. Longer contact pulses allow the detection of unprotonated nitrogen sites. In contrast to earlier methods that exploited second-order quadrupolar/dipolar cross-terms, cross polarization operates in the manner of the method of Hartmann and Hahn, even for 14N quadrupolar couplings up to 4 MHz. Simulations explain why amorphous samples tend to give rise to featureless spectra because the 14N quadrupolar interactions may vary dramatically with the lattice environment. The experiments are straightforward to set up and are shown to be effective for different nitrogen environments and robust with respect to the rf-field strengths and to the 14N carrier frequency during cross polarization. The efficiency of indirect detection of 14N nuclei by double cross polarization is shown to be similar to that of isotopically enriched 13C nuclei.

Avadhut, Yamini S. Weber, Johannes Schmedt auf der Günne, Jörn

An improved implementation of single-crystal magic-angle -spinning (MAS) NMR is presented which gives access to chemical shift tensors both in orientation (relative to the crystal axis system) and principal axis values. For mounting arbitrary crystals inside ordinary MAS rotors, a mounting tool is described which allows to relate the crystal orientation determined by diffraction techniques to the rotor coordinate system. The crystal is finally mounted into a MAS rotor equipped with a special insert which allows a defined reorientation of the single-crystal by 90°. The approach is based on the idea that the dispersive spectra, which are obtained when applying read-pulses at specific rotor-phases, not only yield the size of the eigenvalues but also encode the orientation of the different chemical shift (rank-2) tensors. For this purpose two 2D-data sets with orthogonal crystal orientation are fitted simultaneously. The presented analysis for chemical shift tensors is supported by an analytical formula which allows fast calculation of phase and amplitude of individual spinning side-bands and by a protocol which solves the problem of finding the correct reference phase of the spectrum. Different rotor-synchronized pulse-sequences are introduced for the same reason. Experiments are performed on L-alanine and O-phosphorylethanolamine and the observed errors are analyzed in detail. The experimental data are opposed to DFT-computed chemical shift tensors which have been obtained by the extended embedded ion method.

Sesti, Erika L. Alaniva, Nicholas Rand, Peter W. Choi, Eric J. Albert, Brice J. Saliba, Edward P. Scott, Faith J. Barnes, Alexander B.

We report magic angle spinning (MAS) up to 8.5 kHz with a sample temperature below 6 K using liquid helium as a variable temperature fluid. Cross polarization 13C NMR spectra exhibit exquisite sensitivity with a single transient. Remarkably, 1H saturation recovery experiments show a 1H T1 of 21 s with MAS below 6 K in the presence of trityl radicals in a glassy matrix. Leveraging the thermal spin polarization available at 4.2 K versus 298 K should result in 71 times higher signal intensity. Taking the 1H longitudinal relaxation into account, signal averaging times are therefore predicted to be expedited by a factor of >500. Computer assisted design (CAD) and finite element analysis were employed in both the design and diagnostic stages of this cryogenic MAS technology development. Computational fluid dynamics (CFD) models describing temperature gradients and fluid flow are presented. The CFD models bearing and drive gas maintained at 100 K, while a colder helium variable temperature fluid stream cools the center of a zirconia rotor. Results from the CFD were used to optimize the helium exhaust path and determine the sample temperature. This novel cryogenic experimental platform will be integrated with pulsed dynamic nuclear polarization and electron decoupling to interrogate biomolecular structure within intact human cells.

Zhang, Zhengfeng Li, Jianping Chen, Yanke Xie, Huayong Yang, Jun

In this letter, we propose a robust heteronuclear dipolar recoupling method for proteins in magic-angle spinning (MAS) solid-state NMR. This method is as simple, robust and efficient as the well-known TEDOR in the aspect of magnetization transfer between 15N and 13C. Deriving from our recent band-selective dual back-to-back pulses (DBP) (Zhang et al., 2016), this method uses new phase-cycling schemes to realize broadband DBP (Bro-DBP). For broadband 15N-13C magnetization transfer (simultaneous 15N → 13C‧ and 15N → 13Cα), Bro-DBP has almost the same 15N → 13Cα efficiency while offers 30-40% enhancement on 15N → 13C‧ transfer, compared to TEDOR. Besides, Bro-DBP can also be used as a carbonyl (13C‧)-selected method, whose 15N → 13C‧ efficiency is up to 1.7 times that of TEDOR and is also higher than that of band-selective DBP. The performance of Bro-DBP is demonstrated on the N-formyl-[U-13C,15N]-Met-Leu-Phe-OH (fMLF) peptide and the U-13C, 15N labeled β1 immunoglobulin binding domain of protein G (GB1) microcrystalline protein. Since Bro-DBP is as robust, simple and efficient as TEDOR, we believe it is very useful for protein studies in MAS solid-state NMR.

Thrippleton, Michael J. Ball, Thomas J. Wimperis, Stephen

The satellite transitions acquired in real time by magic angle spinning (STARTMAS) NMR experiment combines a train of pulses with sample rotation at the magic angle to refocus the first- and second-order quadrupolar broadening of spin I =3/2 nuclei in a series of echoes, while allowing the isotropic chemical and quadrupolar shifts to evolve. The result is real-time isotropic NMR spectra at high spinning rates using conventional MAS equipment. In this paper we describe in detail how STARTMAS data can be acquired and processed with ease on commercial equipment. We also discuss the advantages and limitations of the approach and illustrate the discussion with numerical simulations and experimental data from four different powdered solids.

Brown, C.E. Spencer, R.B. Burger, V.T.

Solid-state cross-polarization/ magic-angle sample-spinning /sup 13/C NMR spectra have been recorded on chlorophyll a-water aggregates, methyl pyrochlorophyllide a, and methyl pyropheophorbide a. Spectra have also been collected under a decoupling regime in which resonances of certain hydrogen-bearing carbon atoms are suppressed. These observations are used to assign the solid-state spectra. 18 references, 2 figures, 1 table.

Wang, Ligong Regatte, Ravinder R.

Rationale and Objectives The objectives of this research study were to determine the magic-angle effect on different subregions of in vivo human femoral cartilage through the quantitative assessment of the effect of static magnetic field orientation (B0) on transverse (T2) relaxation time at 3.0 T. Materials and Methods Healthy volunteers (n = 5l mean age, 36.4 years) and clinical patients (n = 5 mean age, 64 years) with early osteoarthritis (OA) were scanned at 3.0-T magnetic resonance using an 8-channel phased-array knee coil (transmit-receive). Results The T2 maps revealed significantly greater values in ventral than in dorsal regions. When the cartilage regions were oriented at 55° to B0 ( magic angle ), the longest T2 values were detected in comparison with the neighboring regions oriented 90° and 180° (0°) to B0. The subregions oriented 180° (0°) to B0 showed the lowest T2 values. Conclusions The differences in T2 values of different subregions suggest that magic-angle effect needs to be considered when interpreting cartilage abnormalities in OA patients. PMID:25481517

Schmitt, M Groß, K Grub, J Heib, F

Contact angle determination by sessile drop technique is essential to characterise surface properties in science and in industry. Different specific angles can be observed on every solid which are correlated with the advancing or the receding of the triple line. Different procedures and definitions for the determination of specific angles exist which are often not comprehensible or reproducible. Therefore one of the most important things in this area is to build standard, reproducible and valid methods for determining advancing/receding contact angles . This contribution introduces novel techniques to analyse dynamic contact angle measurements (sessile drop) in detail which are applicable for axisymmetric and non-axisymmetric drops. Not only the recently presented fit solution by sigmoid function and the independent analysis of the different parameters (inclination, contact angle , velocity of the triple point) but also the dependent analysis will be firstly explained in detail. These approaches lead to contact angle data and different access on specific contact angles which are independent from "user-skills" and subjectivity of the operator. As example the motion behaviour of droplets on flat silicon-oxide surfaces after different surface treatments is dynamically measured by sessile drop technique when inclining the sample plate. The triple points, the inclination angles , the downhill (advancing motion) and the uphill angles (receding motion) obtained by high-precision drop shape analysis are independently and dependently statistically analysed. Due to the small covered distance for the dependent analysis ( slow moving" analysis. The presented procedures as performed are especially sensitive to the range which reaches from the static to the " slow moving" dynamic contact angle determination. They are characterised by

Sessile drop experiments on horizontal surfaces are commonly used to characterise surface properties in science and in industry. The advancing angle and the receding angle are measurable on every solid. Specially on horizontal surfaces even the notions themselves are critically questioned by some authors. Building a standard, reproducible and valid method of measuring and defining specific (advancing/receding) contact angles is an important challenge of surface science. Recently we have developed two/three approaches, by sigmoid fitting, by independent and by dependent statistical analyses, which are practicable for the determination of specific angles /slopes if inclining the sample surface. These approaches lead to contact angle data which are independent on "user-skills" and subjectivity of the operator which is also of urgent need to evaluate dynamic measurements of contact angles . We will show in this contribution that the slightly modified procedures are also applicable to find specific angles for experiments on horizontal surfaces. As an example droplets on a flat freshly cleaned silicon-oxide surface (wafer) are dynamically measured by sessile drop technique while the volume of the liquid is increased/decreased. The triple points, the time, the contact angles during the advancing and the receding of the drop obtained by high-precision drop shape analysis are statistically analysed. As stated in the previous contribution the procedure is called " slow movement" analysis due to the small covered distance and the dominance of data points with low velocity. Even smallest variations in velocity such as the minimal advancing motion during the withdrawing of the liquid are identifiable which confirms the flatness and the chemical homogeneity of the sample surface and the high sensitivity of the presented approaches. حقوق النشر © 2014 Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.

Park, Vivian Youngjean Yoon, Dahye Koo, Ja Seung Kim, Eun-Kyung Kim, Seung Il Choi, Ji Soo Park, Seho Park, Hyung Seok Kim, Suhkmann Kim, Min Jung

Abstract High-resolution magic angle spinning (HR-MAS) magnetic resonance (MR) spectroscopy data may serve as a biomarker for breast cancer, with only a small volume of tissue sample required for assessment. However, previous studies utilized only a single tissue sample from each patient. The aim of this study was to investigate whether intratumoral location and biospecimen type affected the metabolic characterization of breast cancer assessed by HR-MAS MR spectroscopy This prospective study was approved by the institutional review board and informed consent was obtained. Preoperative core-needle biopsies (CNBs), central, and peripheral surgical tumor specimens were prospectively collected under ultrasound (US) guidance in 31 patients with invasive breast cancer. Specimens were assessed with HR-MAS MR spectroscopy. The reliability of metabolite concentrations was evaluated and multivariate analysis was performed according to intratumoral location and biospecimen type. There was a moderate or higher agreement between the relative concentrations of 94.3% (33 of 35) of metabolites in the center and periphery, 80.0% (28 of 35) of metabolites in the CNB and central surgical specimens, and 82.9% (29 of 35) of metabolites between all 3 specimen types. However, there was no significant agreement between the concentrations of phosphocholine (PC) and phosphoethanolamine (PE) in the center and periphery. The concentrations of several metabolites (adipate, arginine, fumarate, glutamate, PC, and PE) had no significant agreement between the CNB and central surgical specimens. In conclusion, most HR-MAS MR spectroscopic data do not differ based on intratumoral location or biospecimen type. However, some metabolites may be affected by specimen-related variables, and caution is recommended in decision-making based solely on metabolite concentrations, particularly PC and PE. Further validation through future studies is needed for the clinical implementation of these biomarkers based

Ok, Salim Hoyt, David W. Andersen, Amity

Characterization and modeling of the molecular-level behavior of simple hydrocarbon gases, such as methane, in the presence of both nonporous and nanoporous mineral matrices allows for predictive understanding of important processes in engineered and natural systems. In this study, we observed changes in local electromagnetic environments of the carbon atoms in methane under conditions of high pressure (up to 130 bar) and moderate temperature (up to 346 K) with 13C magic-angle spinning (MAS) NMR spectroscopy while the methane gas was mixed with two model solid substrates: a fumed nonporous, 12 nm particle size silica and a mesoporous silica with 200more » nm particle size and 4 nm average pore diameter. Examination of the interactions between methane and the silica systems over temperatures and pressures that include the supercritical regime was allowed by a novel high pressure MAS sample containment system, which provided high resolution spectra collected under in situ conditions. There was no significant thermal effects were found for the observed 13C chemical shifts at all pressures studied here (28.2, 32.6, 56.4, 65.1, 112.7, and 130.3 bar) for pure methane. However, the 13C chemical shifts of resonances arising from confined methane changed slightly with changes in temperature in mixtures with mesoporous silica. The chemical shift values of 13C nuclides in methane change measurably as a function of pressure both in the pure state and in mixtures with both silica matrices, with a more pronounced shift when meso-porous silica is present. Molecular-level simulations utilizing GCMC, MD, and DFT confirm qualitatively that the experimentally measured changes are attributed to interactions of methane with the hydroxylated silica surfaces as well as densification of methane within nanopores and on pore surfaces.« less

Ok, Salim Hoyt, David W. Andersen, Amity .

Characterization and modeling of the molecular-level behavior of simple hydrocarbon gases, such as methane, in the presence of both nonporous and nanoporous mineral matrices allows for predictive understanding of important processes in engineered and natural systems. In this study, we observed changes in local electromagnetic environments of the carbon atoms in methane under conditions of high pressure (up to 130 bar) and moderate temperature (up to 346 K) with 13C magic-angle spinning (MAS) NMR spectroscopy while the methane gas was mixed with two model solid substrates: a fumed nonporous, 12 nm particle size silica and a mesoporous silica with 200more » nm particle size and 4 nm average pore diameter. Examination of the interactions between methane and the silica systems over temperatures and pressures that include the supercritical regime was allowed by a novel high pressure MAS sample containment system, which provided high resolution spectra collected under in situ conditions. There was no significant thermal effects were found for the observed 13C chemical shifts at all pressures studied here (28.2, 32.6, 56.4, 65.1, 112.7, and 130.3 bar) for pure methane. However, the 13C chemical shifts of resonances arising from confined methane changed slightly with changes in temperature in mixtures with mesoporous silica. The chemical shift values of 13C nuclides in methane change measurably as a function of pressure both in the pure state and in mixtures with both silica matrices, with a more pronounced shift when meso-porous silica is present. Molecular-level simulations utilizing GCMC, MD, and DFT confirm qualitatively that the experimentally measured changes are attributed to interactions of methane with the hydroxylated silica surfaces as well as densification of methane within nanopores and on pore surfaces.« less

Ok, Salim Hoyt, David W. Andersen, Amity

Characterization and modeling of the molecular-level behavior of simple hydrocarbon gases, such as methane, in the presence of both nonporous and nano-porous mineral matrices allows for predictive understanding of important processes in engineered and natural systems. In this study, changes in local electromagnetic environments of the carbon atoms in methane under conditions of high pressure (up to 130 bar) and moderate temperature (up to 346 K) were observed with 13C magic-angle spinning (MAS) NMR spectroscopy while the methane gas was mixed with two model solid substrates: a fumed non-porous, 12 nm particle size silica and a mesoporous silica with 200more » nm particle size and 4 nm average pore diameter. Examination of the interactions between methane and the silica systems over temperatures and pressures that include the supercritical regime was allowed by a novel high pressure MAS sample containment system, which provided high resolution spectra collected under in situ conditions. For pure methane, no significant thermal effects were found for the observed 13C chemical shifts at all pressures studied here (28.2 bar, 32.6 bar, 56.4 bar, 65.1 bar, 112.7 bar, and 130.3 bar). However, the 13C chemical shifts of resonances arising from confined methane changed slightly with changes in temperature in mixtures with mesoporous silica. The chemical shift values of 13C nuclides in methane change measurably as a function of pressure both in the pure state and in mixtures with both silica matrices, with a more pronounced shift when meso-porous silica is present. Molecular-level simulations utilizing GCMC, MD and DFT confirm qualitatively that the experimentally measured changes are attributed to interactions of methane with the hydroxylated silica surfaces as well as densification of methane within nanopores and on pore surfaces.« less

Teymoori, Gholamhasan Pahari, Bholanath Viswanathan, Elumalai Edén, Mattias

By using a symmetry-based R281R28-1 double-quantum (2Q) dipolar recoupling sequence, we demonstrate high-order multiple-quantum coherence (MQC) excitation at fast magic-angle spinning (MAS) frequencies up to 34 kHz. This scheme combines several attractive features, such as a relatively high dipolar scaling factor, good compensation to rf-errors, isotropic and anisotropic chemical shifts, as well as an ultra-low radio-frequency (rf) power requirement. The latter translates into nutation frequencies below 30 kHz for MAS rates up to 60 kHz, thereby permitting rf application for very long excitation periods without risk of damaging the NMR probehead or sample, while the compensation to chemical shifts improves as the MAS rate increases. 31P MQC spin counting is demonstrated on powders of calcium hydroxyapatite (Ca5(PO4)3OH) and anhydrous sodium diphosphate (Na4P2O7), from which all even coherence orders up to 30 and 14 were detected, respectively, over the respective MAS ranges of 15-24 kHz and 20-34 kHz. The amplitude distributions among the 31P MQC orders depend on the precise nutation frequency during recoupling, despite that the highest detected order was relatively insensitive to this parameter. An observed gradual transition from a Gaussian to exponential functionality of the MQC amplitude-profile is discussed in relation to the prevailing approach to derive spin-cluster sizes by fitting the MQC amplitude-distribution to a Gaussian decay, where minor systematic deviations between the model and experimental data are frequently reported.

Calabi, Luisella Alfieri, Goffredo Biondi, Luca De Miranda, Mario Paleari, Lino Ghelli, Stefano

A new method, based on proton high-resolution magic-angle spinning ( 1H HR-MAS) NMR spectroscopy, has been employed to study the cell uptake of magnetic resonance imaging contrast agents (MRI-CAs). The method was tested on human red blood cells (HRBC) and white blood cells (HWBC) by using three gadolinium complexes, widely used in diagnostics, Gd-BOPTA, Gd-DTPA, and Gd-DOTA, and the analogous complexes obtained by replacing Gd(III) with Dy(III), Nd(III), and Tb(III) (i.e., complexes isostructural to the ones of gadolinium but acting as shift agents). The method is based on the evaluation of the magnetic effects, line broadening, or induced lanthanide shift (LIS) caused by these complexes on NMR signals of intra- and extracellular water. Since magnetic effects are directly linked to permeability, this method is direct. In all the tests, these magnetic effects were detected for the extracellular water signal only, providing a direct proof that these complexes are not able to cross the cell membrane. Line broadening effects (i.e., the use of gadolinium complexes) only allow qualitative evaluations. On the contrary, LIS effects can be measured with high precision and they can be related to the concentration of the paramagnetic species in the cellular compartments. This is possible because the HR-MAS technique provides the complete elimination of bulk magnetic susceptibility (BMS) shift and the differentiation of extra- and intracellular water signals. Thus with this method, the rapid quantification of the MRI-CA amount inside and outside the cells is actually feasible.

Kempgens, Pierre Britton, Jonathan

Some metal nitrides (TiN, ZrN, InN, GaN, Ca3 N2 , Mg3 N2 , and Ge3 N4 ) have been studied by powder X-ray diffraction (XRD) and (14) N magic angle -spinning (MAS) solid-state NMR spectroscopy. For Ca3 N2 , Mg3 N2 , and Ge3 N4 , no (14) N NMR signal was observed. Low speed (νr = 2 kHz for TiN, ZrN, and GaN νr = 1 kHz for InN) and 'high speed' (νr = 15 kHz for TiN νr = 5 kHz for ZrN νr = 10 kHz for InN and GaN) MAS NMR experiments were performed. For TiN, ZrN, InN, and GaN, powder-XRD was used to identify the phases present in each sample. The number of peaks observed for each sample in their (14) N MAS solid-state NMR spectrum matches perfectly well with the number of nitrogen-containing phases identified by powder-XRD. The (14) N MAS solid-state NMR spectra are symmetric and dominated by the quadrupolar interaction. The envelopes of the spinning sidebands manifold are Lorentzian, and it is concluded that there is a distribution of the quadrupolar coupling constants Qcc 's arising from structural defects in the compounds studied. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Zhang, Rongchun Duong, Nghia Tuan Nishiyama, Yusuke Ramamoorthy, Ayyalusamy

Solid-state 1 H NMR spectroscopy has attracted much attention in the recent years due to the remarkable spectral resolution improvement by ultrafast magic-angle -spinning (MAS) as well as due to the sensitivity enhancement rendered by proton detection. Although these developments have enabled the investigation of a variety of challenging chemical and biological solids, the proton spectral resolution is still poor for many rigid solid systems owing to the presence of conformational heterogeneity and the unsuppressed residual proton-proton dipolar couplings even with the use of the highest currently feasible sample spinning speed of ∼130 kHz. Although a further increase in the spinning speed of the sample could be beneficial to some extent, there is a need for alternate approaches to enhance the spectral resolution. Herein, by fully utilizing the benefits of double-quantum (DQ) coherences, we propose a single radio frequency channel proton-based 3D pulse sequence that correlates double-quantum (DQ), DQ, and single-quantum (SQ) chemical shifts of protons. In addition to the two-spin homonuclear proximity information, the proposed 3D DQ/DQ/SQ experiment also enables the extraction of three-spin and four-spin proximities, which could be beneficial for revealing the dipolar coupled proton network in the solid state. Besides, the 2D DQ/DQ spectrum sliced at different isotropic SQ chemical shift values of the 3D DQ/DQ/SQ spectrum will also facilitate the identification of DQ correlation peaks and improve the spectral resolution, as it only provides the local homonuclear correlation information associated with the specific protons selected by the SQ chemical shift frequency. The 3D pulse sequence and its efficiency are demonstrated experimentally on small molecular compounds in the solid state. We expect that this approach would create avenues for further developments by suitably combining the benefits of partial deuteration of samples, selective excitation

Describes ways to make magic squares of 4 by 4 matrices. Presents two handouts: (1) Sets of 4 Numbers from 1 to 16 Whose Sum is 34 and (2) The Durer Square. Shows patterns which appeared in the magic squares, such as squares, chevrons, rhomboids, and trapezoids. (YP)

Curti, Mariano Zvitco, Gonzalo Grela, María Alejandra Mendive, Cecilia B.

The slow photon effect was studied by means of the photocatalytic degradation of stearic acid over TiO2 inverse opals. The comparison of the degradation rates over inverse opals with those obtained over disordered structures at different irradiation angles showed that the irradiation at the blue edge of the stopband leads to the activation of the effect, evidenced by an improvement factor of 1.8 ± 0.6 in the reaction rate for irradiation at 40°. The rigorous coupled-wave analysis (RCWA) method was employed to confirm the source of the enhancement simulated spectra showed an enhancement in the absorption of the TiO2 matrix that composes the inverse opal at a 40° irradiation angle , owing to an appropriate position of the stopband in relation to the absorption onset of TiO2.