Studies on Organic Magnetic Resonance Contrast Agents for Medical Imaging

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5592-4
Title: Studies on Organic Magnetic Resonance Contrast Agents for Medical Imaging
Author: Soikkeli, Maiju
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, kemian osasto
Doctoral Programme in Chemistry and Molecular Research
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019-11-29
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5592-4
http://hdl.handle.net/10138/306676
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most important medical imaging methods due to its noninvasiveness, superior versatility and resolution. In order to improve the image quality and to make different tissues more distinguishable, MRI is often used together with contrast agents. Contrast agents are most commonly based on gadolinium. However, during recent decades, the group of metal-free contrast agents has become a major area of development. One striking group of potential metal-free contrast agents are the nitroxides, stable organic radicals. In this thesis, two fully organic, metal-free nitroxides were designed and synthesized. The compounds consisted of a nitroxide moiety bearing the contrast enhancing properties and a targeting moiety aimed to invoke specificity of the agent towards tumor tissue. Their stability and relaxation enhancing properties were determined in order to evaluate their potential as novel contrast agents for MRI. Both of the compounds proved to be highly stable by maintaining their contrast and relaxation enhancing properties for several hours is harsh conditions. Also, they displayed effective relaxation time shortening in MRI experiments. Therefore, these organic radical contrast agents are expected to bring a noteworthy addition to the established MRI-based diagnostics by joining the growing group of metal-free contrast agents for MRI. Another medical diagnostic method based on magnetic resonance is magnetic resonance spectroscopy (MRS) and spectroscopic imaging (MRSI). In the latter section of the thesis a novel organic marker for MRS and MRSI with no existing equivalent was developed. Although the phantom MRS studies seemed promising, unfortunately the in vivo animal studies did not give the desired outcome leaving place for improvement.Magneettikuvantaminen on yksi tärkeimmistä lääketieteellisistä kuvantamismenetelmistä. Sen erinomaisiin ominaisuuksiin kuuluvat noninvasiivisuus, monipuolisuus ja korkea erottelukyky. Erityisesti kliinisessä magneettikuvantamisessa käytetään usein kontrastiaineita parantamaan kuvien laatua ja lisäämään eri kudosten erottuvuutta. Perinteiset kontrastiaineet ovat gadolinium-pohjaisia. Viimeisten vuosikymmenten aikana on kehitetty myös metallivapaita kontrastiaineita. Eräs merkittävimmistä vaihtoehdoista metallivapaiksi kontrastiaineiksi on nitroksidit, stabiilien orgaanisten radikaalien ryhmä. Väitöskirjatyössä kehitettiin kaksi täysin metallivapaata kontrastiainetta. Yhdisteet koostuvat kontrastia parantavasta nitroksidiosasta ja mahdollisesti kasvainkudokseen hakeutuvasta osasta. Yhdisteiden sopivuutta uusiksi kontrastiaineiksi arvioitiin testaamalla niiden stabiiliutta ja kykyä vahvistaa relaksaatiota. Kumpikin aine osoittautui erittäin stabiiliksi säilyttäen relaksaation vahvistus ominaisuudet usean tunnin ajan vaativissa olosuhteissa. Lisäksi ne lyhensivät relaksaatioaikaa magneettikuvantamistesteissä. Näin ollen, ne voisivat tuoda merkittävän lisän metallivapaisiin kontrastiaineisiin pohjautuvalle MRI-diagnostiikalle. Toinen magneettiseen resonanssi-ilmiöön perustuva menetelmä on magneettiresonanssispektroskopia. Tutkielman jälkimmäinen osa koostuu uuden merkkiaineen tutkimuksesta spektroskopista kuvantamista varten. Vaikkakin fantomitutkimuksen tulokset olivat lupaavia, yhdiste ei kuitenkaan osoittautunut toimivaksi in vivo eläinkokeissa.
Subject: kemia
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Studieso.pdf 2.766Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record