樹突是眾所周知的

1、樹突是眾所周知的，他們的生物優(yōu)勢applications.10非離子PG樹狀分子具有明顯相較于其他方法，因?yàn)樗麄兊膬?yōu)點(diǎn)最大限度地減少非特異性綁定到生物的目標(biāo)。 PG樹突可以很容易地合成，即使在大批量，從廉價(jià)提供glycerol.11此外，PG擁有有利的性質(zhì)，如高的生物相容性，并提供多功能的外表面，12可以是進(jìn)一步功能化的區(qū)域選擇性的方式，13從而使一有前途的和通用的方式來推進(jìn)cryptophanes的設(shè)計(jì)的Cry-Xe系列為基礎(chǔ)的生物傳感器適合于生物學(xué)研究。柱狀樹枝cryptophane分子的合成是由共軛CRA-DA的縮醛保護(hù)，實(shí)現(xiàn)核心胺化的PG樹突（G1-NH 2或G2-NH 2），如圖方案

2、1通過使用標(biāo)準(zhǔn)的酰胺鍵形成反應(yīng)條件。所得的縮醛保護(hù)的柱狀樹枝cryptophanes，即，A-G1-CrA-G1-A和A-G2-CrA-G2 -A，在71-74的產(chǎn)率獲得了如方案1所示。隨后的乙縮醛保護(hù)的柱狀樹枝的脫保護(hù)用TFA在酸性條件下cryptophanes，得到最終柱狀樹枝籠分子G1-CrA-G1和G 2 - CrA-G2在分別為96和86的收率。所有中間體和最終化合物是在結(jié)構(gòu)上，其特征通過1H NMR，13C NMR譜和質(zhì)譜法。然后將水中的溶解度進(jìn)行了調(diào)查對于無論是柱狀樹枝籠分子。據(jù)觀察，cryptophane二酸結(jié)合與PG樹枝G1是部分可溶的，但它是完全水溶性的有PG樹突G2（圖1

3、）例舉由它們的相對的XeNMR信號強(qiáng)度。我們的下一個(gè)目標(biāo)是分析他們對氙原子的親和力和129Xe NMR使用Hyper-CEST NMR信號靈敏度光譜。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們記錄了的CEST譜（也所謂含有cryptophane一個(gè)解決方案的Z-譜）單酸（CRA-MA，在Hyper-常用氙主機(jī)CEST實(shí)驗(yàn)）和第二代構(gòu)建體G2 - CrA-G2參見圖2。在CEST頻譜的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，氙是輸送到溶液中，然后一個(gè)飽和脈沖施加（的固定功率和持續(xù)時(shí)間），將其隨后是讀出的游離氙在溶液的磁化。飽和頻率進(jìn)行了系統(tǒng)的整個(gè)感興趣的范圍內(nèi)變化，在這種情況下，從過CRA-ma與所述兩個(gè)諧振G2-CrA-G2構(gòu)建。由于飽和頻

4、走近共振之一，更多的氙氣去極化并導(dǎo)致在頻譜中暢游。所述CESTspectrum的精確形狀由匯率決定的，對出租主機(jī)，飽和功率和持續(xù)時(shí)間和放松利率氙氣。使用低功率連續(xù)波飽和脈沖，我們能夠成功地解決了兩種不同的氙主機(jī)超CEST譜（飽和度0.65T，12秒）和超CEST圖像（1.5T，8秒）。如可以看到的，來自兩個(gè)不同的CEST響應(yīng)主機(jī)是可比在兩個(gè)光譜，圖2中，并成像圖3.使用反轉(zhuǎn)恢復(fù)experiments15（見有關(guān)詳細(xì)信息，支持信息），我們可以估計(jì)從氙匯率在一個(gè)特定的主機(jī)，以氙游離在溶液中。此外，我們計(jì)算了結(jié)合恒定用在直接光譜的相對峰面積。對于Hyper-CEST實(shí)驗(yàn)，這些參數(shù)是為關(guān)鍵他們確定的C

5、EST效應(yīng)的強(qiáng)度。對于G2-CrA-G2和CRA-MA這些比率約為23和24第二和結(jié)合常數(shù)是2750和3200的M-1，分別。這與實(shí)測匯率吻合使用在水中類似CRA衍生物飽和度恢復(fù)。這意味著在加入樹突的不顯著改變交流和氙結(jié)合到主機(jī)。這是由CEST反應(yīng)中的相似性進(jìn)一步證實(shí)兩個(gè)成像和光譜?？梢詫?shí)現(xiàn)這些dendronised CRA的進(jìn)一步定位使用一些不同techniques.13的，可以說是這些技術(shù)可產(chǎn)生的最后一個(gè)統(tǒng)計(jì)混合物產(chǎn)品，將依次產(chǎn)生的多個(gè)峰氙光譜并且可以在體外分析復(fù)雜化。然而，在需要cellulo和體內(nèi)的權(quán)力（超過1量級大于使用的權(quán)力在這項(xiàng)研究中），這些多峰最有可能是這樣廣泛的，只有一個(gè)峰，

6、可以觀察到。其實(shí)這樣的針對性CRA的外加劑已經(jīng)被成功地用于為Hyper-CEST成像cellulo.16總之，我們設(shè)計(jì)并合成了柱狀樹枝cryptophane籠分子129Xe MRI應(yīng)用。該柱狀樹枝cryptophane cryptophane酰胺組成用兩個(gè)G2 PG樹突被發(fā)現(xiàn)是完全水溶性從而有可能作為一種積木用于靶向生物傳感器。它保留了“一cryptophane”的所有核心特性籠，這對于生物傳感器應(yīng)用是至關(guān)重要的。我們認(rèn)為cryptophanes的dendronization是一個(gè)方便，功能多樣，和有前途的方法開發(fā)的新一代哭，氙為主的生物傳感器。支持信息S3化合物（A-G1-CrA-G1 -A

7、和A-G2-CrA-G2 -A）通過反相制備型HPLC使用高壓梯度系統(tǒng)（不銹鋼）進(jìn)行純化，配備雙島津LC-8A泵，島津制作所的CBM-20A控制器，可變波長UV檢測器（柯納爾）和噴射器的Rheodyne用10mL樣品環(huán)。固定相是一種自我填充Nucleosil RP-18柱（5微米，10 x 250毫米）。 HPLC運(yùn)行中以10毫升總流量進(jìn)行分鐘-1，施加等度洗脫（20分鐘，所指示的MeOH濃度），隨后的線性梯度至100的MeOH，用UV在254nm處檢測。收集的級分的純度通過分析型HPLC確定。分析性反相HPLC是使用等度系統(tǒng)（不銹鋼）進(jìn)行的，從柯納爾（柏林，德國）裝備有泵1000，沃特斯24

8、87可變波長UV檢測器和一個(gè)反相18ec柱（5微米，4×125毫米）從RSC （賴因哈茨哈根，德國）作為固定相。所指示的流動(dòng)相，UV檢測在254納米。超極化129Xe NMR譜使用定制Hyperpolarizer3，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)下連續(xù)流動(dòng)的25極化氙氣被超極化。所有NMR實(shí)驗(yàn)在9.4布魯克的AV400大口徑分光計(jì)（Bruker公司BIOSPIN，Ettlingen的，德國）進(jìn)行。雙共振（129Xe和1H）內(nèi)徑10毫米探針被用于激發(fā)和檢測。超極化氙氣混合物（5的Xe與天然豐129Xe，10N 2，85他）直接通入含有樣品為12秒10mm的NMR管中。冒泡允許氣泡后3秒延時(shí)折疊測量之前。

9、對于Hyper-CEST光譜學(xué)一個(gè)12秒0.65T連續(xù)波飽和脈沖。所有的飽和度偏移量相對于在0 ppm的氙自由溶液主峰。對于直接氙光譜所有掃描的平均值32倍。對于反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)8光譜，平均每個(gè)混合時(shí)間。超CEST成像使用定制hyperpolarizer3，可以實(shí)現(xiàn)約氙氣被超極化在連續(xù)流25的兩極分化。所有的MRI實(shí)驗(yàn)在9.4布魯克的AV400大口徑分光計(jì)（Bruker公司BIOSPIN，Ettlingen的，德國）進(jìn)行。雙共振（129Xe和1H）內(nèi)徑10毫米探針被用于激發(fā)和檢測。超極化氙氣混合（2氙與自然豐度129Xe，10N2，88他）是直接支持信息S4鼓入“雙幻影”（5毫米NMR管10mm的

10、NMR管內(nèi)）含樣品12秒。冒泡允許氣泡后3秒延時(shí)測量前崩潰拍攝。對于Hyper-CEST成像8秒1.5T連續(xù)波飽和脈沖。圖片拍攝于290 K.反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)在13.4MG2-CrA-G2+13.4樣品進(jìn)行MCRA-MA在水中與0.27DMSO和0.01消泡劑A（Sigma公司）在298 K.氙從各主機(jī)信號被記錄為混合時(shí)間向一個(gè)功能和適合公式：支持信息S1柱狀樹枝cryptophanes作為129Xe磁共振成像水溶性氙主機(jī)拉胡爾特亞吉，一，克里斯托弗·維特，B萊納海牙，*，一個(gè)雷夫·施羅德，BaInstitut?；瘜W(xué)UND Biochemie，柏林自由UNIVERS

11、ITA噸柏林，Takustrasse3，柏林14195，德國）BERC項(xiàng)目生物傳感器成像，萊布尼茨學(xué)院福Molekulare Pharmakologie（FMP），羅伯特 - Rössle酒店-Str.10，柏林，德國這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者貢獻(xiàn)同樣對這項(xiàng)工作的這些作者貢獻(xiàn)同樣對這項(xiàng)工作的這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同樣做出了貢獻(xiàn)這workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作，這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者貢獻(xiàn)

12、同樣對這項(xiàng)工作的這些作者貢獻(xiàn)同樣對這項(xiàng)工作的這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作，這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作，這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作，這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同樣對這項(xiàng)工作的這些作者同等貢獻(xiàn)workThese作者貢獻(xiàn)同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者同等貢獻(xiàn)workThese作者貢獻(xiàn)同樣對這項(xiàng)工作支持信息包含以下信息：含有一般方法/工具

13、/理論的描述1.實(shí)驗(yàn)部分employed.S2-S62.實(shí)驗(yàn)過程和特征數(shù)據(jù)（1H和13C NMR，HRMS）對合成新化合物（A-G1-CrA-G1 -A，A-G2-CrA-G2 -AG1-CrA-G1，G2-CrA-G2. . S6，S83.1H和13C NMR譜的新型化合物.S9-S124.超CEST圖像處理. S13-S175。ReferencesS17支持信息S2實(shí)驗(yàn)部分物料空氣和濕氣敏感的反應(yīng)在氬氣氛下進(jìn)行火焰干燥的玻璃器皿。無水溶劑可商從AcrosOrganicsTM購于隔膜密封瓶或使用布勞恩的SPS800溶劑純化系統(tǒng)的化學(xué)干燥。殼牌縮醛保護(hù)PG樹突G1-NH2G2.0-NH2合成如

14、先前報(bào)道我們group.1,2 Cryptophane二酸（CRA-DA）和cryptophane單酸（CRA-MA）是由康提供趙，天津大學(xué)，中國。所有其它化學(xué)品都是試劑級的質(zhì)量，沒有從供應(yīng)商AcrosOrganicsTM，F(xiàn)luka®，-Aldrich®和MerckTM進(jìn)一步純化即使用。色譜法和光譜薄層色譜（TLC）分析，進(jìn)行在硅膠上涂敷鋁板上從MerckTM或者使用硅膠60，F(xiàn)254或硅膠60 RP-18 F254s時(shí)進(jìn)行反相（RP）的分析。制備型柱色譜法在硅膠60（0.040-0.063毫米，230-400目ASTM）進(jìn)行。 （;366納米254納米）和不同的染色溶液

15、，如高錳酸鉀，鈰鉬酸檢測用紫外線照射來實(shí)現(xiàn)的。1H和13C NMR光譜和質(zhì)譜NMR譜記錄在BrukerTM ECX400（1H：400兆赫，13C：100.5兆赫），一個(gè)JeolTM的Eclipse（1H：500兆赫，13C：125.8兆赫），或在一個(gè)BrukerTMBiospin（1H：700兆赫，13C：176.1兆赫）光譜儀上在25和校準(zhǔn)針對殘留溶劑峰作為內(nèi)標(biāo)。所有13 C NMR光譜記錄用1H寬帶去耦。和CD 3 OD（1H：3.31 ppm時(shí)，圖13C：49.05 ppm的）化學(xué)位移以ppm根據(jù)校準(zhǔn)到相應(yīng)的溶劑CD2Cl2（：5.32 ppm時(shí)，圖13C53.84 ppm的1H）給出

16、。時(shí)間的飛行電電離質(zhì)譜（ESI-TOF-MS）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在Agilent6210 ESI-TOF，安捷倫TechnologiesTM。HPLC純化支持信息S3化合物（A-G1-CrA-G1 -A和A-G2-CrA-G2 -A）通過反相制備型HPLC使用高壓梯度系統(tǒng)（不銹鋼）進(jìn)行純化，配備雙島津LC-8A泵，島津制作所的CBM-20A控制器，可變波長UV檢測器（柯納爾）和噴射器的Rheodyne用10mL樣品環(huán)。固定相是一種自我填充Nucleosil RP-18柱（5微米，10 x 250毫米）。 HPLC運(yùn)行中以10毫升總流量進(jìn)行分鐘-1，施加等度洗脫（20分鐘，所指示的MeOH濃度），隨后

17、的線性梯度至100的MeOH，用UV在254nm處檢測。收集的級分的純度通過分析型HPLC確定。分析性反相HPLC是使用等度系統(tǒng)（不銹鋼）進(jìn)行的，從柯納爾（柏林，德國）裝備有泵1000，沃特斯2487可變波長UV檢測器和一個(gè)反相18ec柱（5微米，4×125毫米）從RSC （賴因哈茨哈根，德國）作為固定相。所指示的流動(dòng)相，UV檢測在254納米。超極化129Xe NMR譜使用定制Hyperpolarizer3，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)下連續(xù)流動(dòng)的25極化氙氣被超極化。所有NMR實(shí)驗(yàn)在9.4布魯克的AV400大口徑分光計(jì)（Bruker公司BIOSPIN，Ettlingen的，德國）進(jìn)行。雙共振（12

18、9Xe和1H）內(nèi)徑10毫米探針被用于激發(fā)和檢測。超極化氙氣混合物（5的Xe與天然豐129Xe，10N 2，85他）直接通入含有樣品為12秒10mm的NMR管中。冒泡允許氣泡后3秒延時(shí)折疊測量之前。對于Hyper-CEST光譜學(xué)一個(gè)12秒0.65T連續(xù)波飽和脈沖。所有的飽和度偏移量相對于在0 ppm的氙自由溶液主峰。對于直接氙光譜所有掃描的平均值32倍。對于反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)8光譜，平均每個(gè)混合時(shí)間。超CEST成像使用定制hyperpolarizer3，可以實(shí)現(xiàn)約氙氣被超極化在連續(xù)流25的兩極分化。所有的MRI實(shí)驗(yàn)在9.4布魯克的AV400大口徑分光計(jì)（Bruker公司BIOSPIN，Ettlinge

19、n的，德國）進(jìn)行。雙共振（129Xe和1H）內(nèi)徑10毫米探針被用于激發(fā)和檢測。超極化氙氣混合（2氙與自然豐度129Xe，10N2，88他）是直接支持信息S4鼓入“雙幻影”（5毫米NMR管10mm的NMR管內(nèi)）含樣品12秒。冒泡允許氣泡后3秒延時(shí)測量前崩潰拍攝。對于Hyper-CEST成像8秒1.5T連續(xù)波飽和脈沖。圖片拍攝于290 K.反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)反轉(zhuǎn)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)在13.4MG2-CrA-G2+13.4樣品進(jìn)行MCRA-MA在水中與0.27DMSO和0.01消泡劑A（Sigma公司）在298 K.氙從各主機(jī)信號被記錄為混合時(shí)間向一個(gè)功能和適合公式：（12）K（T T0）Y A E-=-確定交換率k

20、。以下所示的數(shù)據(jù)。結(jié)合常數(shù)的測定氙的在宿主中比在溶液中，以氙，F(xiàn)B，可以從在峰積分測量直接氙氣譜。注意到主持人=無人居住主持人+氙主持人我們可以rearrage的結(jié)合常數(shù)K _ 主持人F氙F氙無人居住主機(jī)氙主機(jī)BB-=支持信息S5使用氙在water4溶解度（4.4毫/大氣壓298 K）和主機(jī)的已知添加量，那么我們就可以計(jì)算出結(jié)合常數(shù)K的直接光譜積分來確定FB時(shí)如下所示。支持信息S6A-G1-CrA-G1 -ACryptophane二酸（15.00毫克，0.015毫摩爾，1當(dāng)量）和O-苯并三唑-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸鹽HBTU（23.21毫克，0.061毫摩爾，4當(dāng)

21、量）溶解于無水DMF（體積： 2.5ml）中，在5毫升干燥的圓底燒瓶中裝有隔膜。三乙胺（8.51微升，0.061毫摩爾，4當(dāng)量）溶液通過注射器隨后樹突的溶液中加入G1胺（19.49毫克，0.061毫摩爾，4當(dāng)量）在1mL DMF中被加入到反應(yīng)混合物中。將反應(yīng)混合物攪拌過夜，在室溫下接著在40攝氏度加熱6小時(shí)。蒸發(fā)溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上，將殘余物通過HPLC純化。所需的化合物，分離為白色固體（18毫克，74產(chǎn)率）的溶劑在一個(gè)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，隨后通過冷凍干燥蒸發(fā)后的形式。1 H NMR（700兆赫，CD2Cl2）6.87-6.69（M，12H），4.63-4.03（M，32H），3.83-3.81（M，12

22、H，4×OCH 3），3.79-3.50（米，20H），3.45 -3.39（男，6H），1.44 - 1.37（男，24 H，8×CCH3）。 13C NMR（176兆赫，CD2Cl2）168.22，149.57，149.54，149.53，149.49，147.24，147.20，147.14，146.67，146.45，146.20，145.84，145.82，134.38，134.26，134.24，134.14，134.09，133.86，133.73，133.71 ，133.60，133.54，133.51，132.63，132.03，131.78，131.51

23、，121.66，121.63，121.45，120.24，120.21，支持信息S7120.09，120.07，120.04，119.10，119.00，118.85，118.35，117.89，116.44，116.41，116.27，116.25，114.25，114.08，109.31，109.23，109.21，74.68，74.62，72.50，72.47，72.37，72.33，70.05，70.02， 69.87，69.83，69.07，69.03，68.75，68.73，68.69，66.70，66.68，66.64，56.95，56.94，55.95，55.87，53.74，

24、53.73，53.63，53.58，53.43，53.27，53.12，48.25，48.21，36.10，35.92， 35.88，35.77，35.73，26.58，26.56，25.20。 HRMS（ESI-TOF）：計(jì)算值。 M / Z為C86H108N2NaO26：1607.7190。發(fā)現(xiàn)：1607.7155。G1-CrA-G1G1-Cryptophane-G1-acetal（15毫克，9.46微摩爾）溶解在二氯甲烷（體積：0.500毫升），將溶液在冰上冷卻浴至0攝氏度。三氟乙酸（1.458毫升，18.92毫摩爾），緩慢加入用注射器在5分鐘內(nèi)，將反應(yīng)物恢復(fù)至室溫，攪拌過夜。加入MeO

25、H（體積：1.0mL）中的溶液中加入到反應(yīng)混合物中，并將該溶液再攪拌24小時(shí)。將溶劑通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去，從而得到所需化合物，為白色固體（12.5毫克）在96的產(chǎn)率的形式。反應(yīng)的完成是通過1 H NMR監(jiān)測。1 H NMR（700兆赫，MeOD）8.66-8.39（M，12H），6.30-5.01（M，70H）。 13C NMR（176兆赫，MeOD）170.49，170.43，157.92，157.65，157.44，157.20，149.39，149.25，148.88，146.95，146.85，146.73，146.69，146.65，146.60，146.28，146.02，134.79

26、，134.69，134.52，134.20 ，133.94，133.28，132.93，132.73，131.73，131.54，120.51，120.05，119.53，119.25，118.68，117.72，117.64，117.53，117.38，117.08，116.99，115.46，114.02，113.85，112.23，72.52，72.50，72.47，72.42 ，72.37，70.88，70.87，70.84，70.82，70.70，70.68，70.13，70.01，69.93，69.81，69.78，68.84，68.67，68.47，68.07，67.80，67.

27、70，63.12，63.09，63.07，62.58，57.79，57.37，57.35 ，55.67，55.57，53.30，53.17，53.04，52.91，52.78，48.81，48.78，48.77，48.45，35.17，35.02，34.97，34.89。 HRMS（ESI-TOF）：計(jì)算值。 M / Z為C74H92N2NaO26：1447.5938。發(fā)現(xiàn)：1447.5902。A-G2-CrA-G2 -A的過程是相同的，作為A-G1鉻G1-A。 Cryptophan二酸（15.0毫克，0.015毫摩爾，1當(dāng)量），O-苯并三唑-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷

28、酸鹽HBTU（23.21毫克，0.061毫摩爾，4當(dāng)量），三乙胺（8.51微升，0.061毫摩爾，4當(dāng)量），G2胺（42.5毫克，0.061毫摩爾，4當(dāng)量）。粗化合物經(jīng)HPLC純化。所需的化合物是支持信息S8孤立的白色固體（24毫克，71產(chǎn)率）的形式的溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上，隨后通過冷凍干燥蒸發(fā)后。1 H NMR（700兆赫，CD2Cl2）7.31（BS，2H），6.906.69（米，12H），4.62-4.04（米，42H），3.83-3.78（M，12H，3×OCH 3），3.78-3.38 （男，57高），1.41-1.36。 （男，48H，16×C（CH3）。13C NM

29、R（176兆赫，CD2Cl2）168.26，149.58，149.55，149.50，149.47，147.24，147.21，147.18，147.12，146.72，146.68，146.24，145.84，145.77，134.33 ，134.15，134.00，133.83，133.80，133.71，133.46，132.69，132.14，131.84，131.54，131.52，121.63，120.22，120.11，118.28，117.88，116.64，114.27，114.09，109.17，109.16，109.14，109.10，78.65，78.57 ，78.56

30、，78.51，78.44，78.42，74.89，74.85，74.68，74.66，72.58，72.56，72.52，71.69，71.66，71.64，71.61，71.59，71.56，71.54，71.51，71.49，71.46，71.41，71.39，71.37，71.35 ，71.29，71.20，71.16，69.80，69.02，68.98，68.80，68.77，68.75，68.69，68.62，66.82，66.80，66.78，66.77，66.73，66.71，66.68，66.66，57.20，57.12，57.05，55.98，55.96，55.86 ，55.

31、84，53.78，53.73，53.72，53.63，53.58，53.57，53.53，53.50，53.43，53.36，53.27，53.12，49.00，48.97，48.65，36.08，35.91，35.88，35.77，35.73，29.68，26.61，26.57，25.20 ，25.18。HRMS（ESI-TOF）：計(jì)算值的M / Z C122H172N2NaO42：2360.1282實(shí)測值：2360.1277。G2-CrA-G2該過程是一樣的G1-驚魂-G1。 G2-Cryptophane-G2-acetal（15.00毫克，6.41微摩爾），二氯甲烷（體積：0.5mL）中

32、，加入三氟乙酸（0.988毫升，12.83毫摩爾），甲醇（體積：0.500毫升）。所需化合物被分離為一個(gè)而固體（11.0毫克）與85的產(chǎn)率的形式。1 H NMR（700兆赫，CD2Cl2）7.03-6.75（M，12H），4.66-3.37（米，110H）。 13C NMR（176兆赫，MeOD）170.49，157.92，157.68，157.44，157.20，149.44，149.40，148.88，146.88，146.74，146.27，146.05，134.88，134.74，134.73，134.55，134.28，133.99，133.40，133.19，132.89 ，132

33、.66，131.69，131.51，130.98，128.47，117.08，115.48，115.46，115.44，114.00，113.86，113.84，113.83，112.23，110.00，78.53，78.46，78.44，72.67，72.64，72.62，72.61，72.58，71.65，71.62 ，71.56，71.13，71.09，71.04，71.01，70.89，70.87，70.84，70.83，70.81，68.87，68.67，68.57，67.78，57.95，57.49，55.65，55.55，53.30，53.17，53.04，52.91，52.78

34、，35.18，35.07 ，34.90。 HRMS（ESI-TOF）：計(jì)算值。 M / Z為C98H140N2NaO42：2039.8778。發(fā)現(xiàn)：2039.8770。支持信息S9A-的1H-NMR譜G1-CrA-G1 -AA-的13C NMR譜G1-CrA-G1 -A支持信息S10A-的1H-NMR譜G2-CrA-G2 -AA-的13C-NMR譜G2-CrA-G2 -A支持信息S11-CrA的G1 -G1 1H-NMR譜的G113 C-NMR譜-CrA-G1支持信息S12的G2 1H-NMR譜-CrA-G2的G213 C-NMR譜-CrA-G2支持信息S13超CEST圖像處理采取超CEST光

35、譜圖像系列，編號為0圖像圖像15.氙圖像飽和頻系統(tǒng)從-127.16至-137.30 ppm的變化。圖像去噪系列采用主成分分析（PCA）0.5實(shí)現(xiàn)支持信息S14僅使用前2個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)重建。支持信息S15使用重構(gòu)的原始數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)之間的殘差只是第2主要部件。數(shù)據(jù)被縮放到從整個(gè)數(shù)據(jù)集的最大數(shù)據(jù)點(diǎn)。支持信息S16在Hyper-CEST光譜圖像系列的協(xié)方差矩陣的歸一化的本征值和前三eigenspectra。在第一和第二主成分出現(xiàn)來描述從CRA和貢獻(xiàn)G2-CrA-G2分別CRA-MA。第三個(gè)（及以上）主成分大多是描述噪聲。重建僅使用前兩個(gè)數(shù)據(jù)組主成分，能夠減少數(shù)據(jù)集的噪聲。支持信息S17從重建的數(shù)據(jù)集來計(jì)

36、算超CEST效應(yīng)。這樣的數(shù)據(jù)只能被閾限在非共振圖像具有最大氙信號的大于30的像素是顯示。該構(gòu)建G2-CrA-G2被正確地定位于所述內(nèi)室（左）和CRA-MA是定位于外側(cè)空間（右）。在Hyper-CEST效應(yīng)計(jì)算使用為G2-CrA-G2下述式：（image15 - image10）/ image15而對于CRA-MA：（image15 - image5）/ image15為最終顯示的CEST圖像是通過將兩個(gè)疊置高分辨率質(zhì)子圖像圖像HSV圖像空間，并采取從CEST圖像的HS通道和V通道從質(zhì)子圖像。該圖像然后被轉(zhuǎn)換回RGB空間進(jìn)行顯示。所有圖像處理和PCA分析可以通過對使用Python（www.pyt

37、）。參考文獻(xiàn)：1. Wyszogrodzka，男;哈格，R.化學(xué)。歐元。 J.2008，14，9202-9214。2. Wyszogrodzka，男; MOWS，K。; Kamlage，S。; Wodziska，J。; Plietker，B;哈格，R.歐元。 J.組織?；瘜W(xué)。 2008年，2008年，53-63。3.維特，C; Kunth，男;洛舍，女;施羅德，L. J.化學(xué)。物理學(xué)。 2014年，140，084203。Zaiss，男; Schnurr，男; Bachert，P. J.化學(xué)。物理學(xué)。 2012年，136（14），144106。4.聰明，H.氪，氙和氡氣 - 氣溶解

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39、-大街10，柏林，德國* S支持信息摘要：Cryptophane籠子是非常有前途的129Xe-MRI。這些分子籠非常疏水，目前限制了它們用于診斷應(yīng)用。到克服水溶性柱狀樹枝此，合成cryptophanes與表面基團(tuán)的進(jìn)一步的官能在這里報(bào)道。這些分子保留了所有的“核心cryptophane的性質(zhì)“，這對于生物傳感器的關(guān)鍵應(yīng)用程序通過的Hyper-CEST成像分析光譜。這種方法是有希望用于開發(fā)新的幾代人的氙cryptophane型生物傳感器。由于cryptophane籠子被夾頭第一合成同事在1981年，他們舉辦分子的能力和原子已被很好研究。特別是，這些分子籠表現(xiàn)為氙的親和性高。雖然氙氣是一種化學(xué)惰性

40、氣體，具有cryptophanes這些相互作用有被利用于“官能”xenon.1此外，也可以是使用超極化自旋交換光泵浦，因此2由4-5個(gè)數(shù)量級的增加其可檢測的信號核磁共振（NMR）實(shí)驗(yàn)?？傊?，這些性能導(dǎo)致的Xenon型的發(fā)展cryptophane（XE驚魂）的生物傳感器NMR和核磁成像（MRI）。因?yàn)檫@個(gè)概念最早是由松樹和同事在2001年推出，廣泛的研究已經(jīng)在此field.3執(zhí)行的一個(gè)特別重要的提前在該領(lǐng)域是在Hyper-CEST發(fā)展與超極化（化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移核）檢測technique.4這種間接檢測技術(shù)依賴于氙的進(jìn)出主機(jī)到交換放大氙驚魂生物傳感器的信號。選擇性飽和脈沖只能去極化綁定在氙這些氙原

41、子核哭復(fù)雜，從而使它們有效地不可見的磁性共振檢測。與在范圍內(nèi)的匯率-10-100/秒，只有幾秒鐘的飽和脈沖允許每個(gè)籠潛在的去極化成千上萬的氙原子核。此去極化積累在游離氙原子核在游泳池溶液，而正是這種池即去極化取參考測量而不之后測量選擇飽和度。對于驚魂-Xe的生物傳感器，cryptophanes發(fā)展和它們的衍生物已被官能化配體可以結(jié)合到一個(gè)特定的目標(biāo)molecule.1為了增加氙生物傳感器的能力，已經(jīng)有不少的努力，使他們的有效工具診斷applications.3雖然cryptophanes有吸引力的候選舉辦氙原子為生物傳感器，它們的使用受到了限制用于體外或體內(nèi)的，因?yàn)樗鼈兊母咴\斷應(yīng)用疏水性，從而

42、導(dǎo)致非特異性錨定到細(xì)胞membrane.5在這種情況下，幾種方法已采取提高cryptophanes的水溶性。Cryptophane可以修改/官能化的各種的方式來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，例如金屬絡(luò)合cryptophanes，6 cryptophanes核心合成擁有一個(gè)號的極性基團(tuán)，7和還綴合水溶linkers.8盧梭和他的同事最近，報(bào)道了cryptophane核心分子的合成具有聚（乙二醇）作為水 - 增溶單元免費(fèi)炔groups9提供空間進(jìn)一步功能化。雖然這條路線明確規(guī)定安全進(jìn)入這個(gè)充滿希望的cryptophane衍生，該化合物產(chǎn)生于五個(gè)步驟中，只有3的總產(chǎn)率，并且因此缺乏實(shí)用性。這也是主要大多數(shù)報(bào)道的路線

43、的缺點(diǎn)生產(chǎn)這種分子。我們認(rèn)識到，水增溶的接枝鏈接器cryptophane是一個(gè)更方便，有前途方法來提高，以避免其水溶性金屬污染，保護(hù)繁瑣，多級脫合成等。此外，不會有太多的例子官能化cryptophane衍生物已被生產(chǎn)的嫁接方法，也被評價(jià)對于氙結(jié)合親和力和是否適合129Xe Hyper-CEST信號靈敏度。因此，有需要一種更生產(chǎn)這種方便和靈活的方法官能化，水溶性cryptophane分子和其適用于開發(fā)新一代氙哭生物傳感器。此外，保留了核心的約束力，收稿日期：2014年7月4日發(fā)布時(shí)間：2014年8月25日信©2014年美國化學(xué)學(xué)會4436 /10.1021/ol50

44、1951z |組織?？靾?bào)。 2014年，16，4436-4439對氙其水溶性分子籠的交換性能和官能化的版本也很關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這樣cryptophanes的直接合成是通過使用cryptophane二酸（CRA-DA）和開發(fā)水溶性聚甘油（PG）的代樹突G1和G2。在我們最初的嘗試中，樹枝耦合到cryptophane未成功。這包括樹突攜帶羥基，疊氮化物，和炔官能團(tuán)在其聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，cryptophane攜帶酸，炔烴和疊氮化物官能團(tuán)，分別為。偶聯(lián)是唯一通過酰胺形成來實(shí)現(xiàn)，特別是通過使用HDTU偶聯(lián)劑。這是第一份報(bào)告，其中樹突已綴合到cryptophanes，和高水溶性使用中性分子來實(shí)現(xiàn)（計(jì)劃1）。

45、樹突是眾所周知的，他們的生物優(yōu)勢applications.10非離子PG樹狀分子具有明顯相較于其他方法，因?yàn)樗麄兊膬?yōu)點(diǎn)最大限度地減少非特異性綁定到生物的目標(biāo)。 PG樹突可以很容易地合成，即使在大批量，從廉價(jià)提供glycerol.11此外，PG擁有有利的性質(zhì)，如高的生物相容性，并提供多功能的外表面，12可以是進(jìn)一步功能化的區(qū)域選擇性的方式，13從而使一有前途的和通用的方式來推進(jìn)cryptophanes的設(shè)計(jì)的Cry-Xe系列為基礎(chǔ)的生物傳感器適合于生物學(xué)研究。柱狀樹枝cryptophane分子的合成是由共軛CRA-DA的縮醛保護(hù)，實(shí)現(xiàn)核心胺化的PG樹突（G1-NH 2或G2-NH 2），如圖方案

46、1通過使用標(biāo)準(zhǔn)的酰胺鍵形成反應(yīng)條件。所得的縮醛保護(hù)的柱狀樹枝cryptophanes，即，A-G1-CrA-G1-A和A-G2-CrA-G2 -A，在71-74的產(chǎn)率獲得了如方案1所示。隨后的乙縮醛保護(hù)的柱狀樹枝的脫保護(hù)用TFA在酸性條件下cryptophanes，得到最終柱狀樹枝籠分子G1-CrA-G1和G 2 - CrA-G2在分別為96和86的收率。所有中間體和最終化合物是在結(jié)構(gòu)上，其特征通過1H NMR，13C NMR譜和質(zhì)譜法。然后將水中的溶解度進(jìn)行了調(diào)查對于無論是柱狀樹枝籠分子。據(jù)觀察，cryptophane二酸結(jié)合與PG樹枝G1是部分可溶的，但它是完全水溶性的有PG樹突G2（圖1

47、）例舉由它們的相對的XeNMR信號強(qiáng)度。我們的下一個(gè)目標(biāo)是分析他們對氙原子的親和力和129Xe NMR使用Hyper-CEST NMR信號靈敏度光譜。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們記錄了的CEST譜（也所謂含有cryptophane一個(gè)解決方案的Z-譜）單酸（CRA-MA，在Hyper-常用氙主機(jī)CEST實(shí)驗(yàn)）和第二代構(gòu)建體G2 - CrA-G2參見圖2。在CEST頻譜的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，氙是輸送到溶液中，然后一個(gè)飽和脈沖施加（的計(jì)劃1.合成柱狀樹枝Cryptophanes的氙主機(jī)圖1.直接氙NMR。紫色：飽和溶液CRA-DA（峰值為-134.6 PPM）。綠色：第一飽和溶液代結(jié)構(gòu)G1-CrA-G1（峰值為

48、-132.1）。藍(lán)：890M第二代解決方案構(gòu)建G2-CrA-G2（高峰-129.2）。水中所有樣品+0.01消泡劑A（Sigma公司）。譜進(jìn)行平均32倍，并且歸一化，并參照所述從在溶液中游離氙（強(qiáng)度1在0ppm）信號。每連續(xù)發(fā)電轉(zhuǎn)向氙籠共鳴約2.5 ppm的朝向的Xe的游離在溶液中的共振。該firstgeneration只有構(gòu)建輕微上升的溶解度CRA，而第二代構(gòu)建體是易溶于水。圖2.超CEST的G2-CrA-G2光譜和CRA-MA在水+0.01消泡劑A（Sigma）和0.27DMSO中。這兩個(gè)氙氣主機(jī)是在13微米的近似濃度。飽和頻率是相對于游離的氙的溶液中在0頻率PPM。的數(shù)據(jù)是使用兩個(gè)總和的

49、負(fù)指數(shù)擬合Lorentzians14（綠線，看到更多的支持信息細(xì)節(jié)）。從每個(gè)單獨(dú)Lorentzians的貢獻(xiàn)顯示為一條灰線。有機(jī)化學(xué)通訊信4437 /10.1021/ol501951z |組織?？靾?bào)。 2014年，16，4436-4439固定功率和持續(xù)時(shí)間），將其隨后是讀出的游離氙在溶液的磁化。飽和頻率進(jìn)行了系統(tǒng)的整個(gè)感興趣的范圍內(nèi)變化，在這種情況下，從過CRA-ma與所述兩個(gè)諧振G2-CrA-G2構(gòu)建。由于飽和頻走近共振之一，更多的氙氣去極化并導(dǎo)致在頻譜中暢游。所述CESTspectrum的精確形狀由匯率決定的，對出租主機(jī)，飽和功率和持續(xù)時(shí)間和放松利率氙氣。使用低功率連續(xù)

50、波飽和脈沖，我們能夠成功地解決了兩種不同的氙主機(jī)超CEST譜（飽和度0.65T，12秒）和超CEST圖像（1.5T，8秒）。如可以看到的，來自兩個(gè)不同的CEST響應(yīng)主機(jī)是可比在兩個(gè)光譜，圖2中，并成像圖3.使用反轉(zhuǎn)恢復(fù)experiments15（見有關(guān)詳細(xì)信息，支持信息），我們可以估計(jì)從氙匯率在一個(gè)特定的主機(jī)，以氙游離在溶液中。此外，我們計(jì)算了結(jié)合恒定用在直接光譜的相對峰面積。對于Hyper-CEST實(shí)驗(yàn)，這些參數(shù)是為關(guān)鍵他們確定的CEST效應(yīng)的強(qiáng)度。對于G2-CrA-G2和CRA-MA這些比率約為23和24第二和結(jié)合常數(shù)是2750和3200的M-1，分別。這與實(shí)測匯率吻合使用在水中類似CRA

51、衍生物飽和度恢復(fù)。這意味著在加入樹突的不顯著改變交流和氙結(jié)合到主機(jī)。這是由CEST反應(yīng)中的相似性進(jìn)一步證實(shí)兩個(gè)成像和光譜。可以實(shí)現(xiàn)這些dendronised CRA的進(jìn)一步定位使用一些不同techniques.13的，可以說是這些技術(shù)可產(chǎn)生的最后一個(gè)統(tǒng)計(jì)混合物產(chǎn)品，將依次產(chǎn)生的多個(gè)峰氙光譜并且可以在體外分析復(fù)雜化。然而，在需要cellulo和體內(nèi)的權(quán)力（超過1量級大于使用的權(quán)力在這項(xiàng)研究中），這些多峰最有可能是這樣廣泛的，只有一個(gè)峰，可以觀察到。其實(shí)這樣的針對性CRA的外加劑已經(jīng)被成功地用于為Hyper-CEST成像cellulo.16總之，我們設(shè)計(jì)并合成了柱狀樹枝cryptophane籠分子

52、129Xe MRI應(yīng)用。該柱狀樹枝cryptophane cryptophane酰胺組成用兩個(gè)G2 PG樹突被發(fā)現(xiàn)是完全水溶性從而有可能作為一種積木用于靶向生物傳感器。它保留了“一cryptophane”的所有核心特性籠，這對于生物傳感器應(yīng)用是至關(guān)重要的。我們認(rèn)為cryptophanes的dendronization是一個(gè)方便，功能多樣，和有前途的方法開發(fā)的新一代哭，氙為主的生物傳感器。關(guān)聯(lián)的內(nèi)容* S支持信息實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，實(shí)驗(yàn)步驟方案1及表征合成的化合物1H的數(shù)據(jù)，拷貝和新的13 C NMR譜化合物。這種材料是通過免費(fèi)提供互聯(lián)網(wǎng)在。作者信息通訊作者*聯(lián)系

53、電話：（+49）3083852633.傳真：（+49）3083853357.電子郵件：haagchemie.fu-berlin.de。*聯(lián)系電話：（+49）3094793121.電子郵件：lschroederfmp-berlin.de。作者投稿§These作者同等貢獻(xiàn)這項(xiàng)工作筆記作者宣稱沒有競爭經(jīng)濟(jì)利益。致謝這項(xiàng)工作已經(jīng)支持的亥姆霍茲聯(lián)合會通過亥姆霍茲組合主題“科技藥“，在歐洲，歐洲研究理事會社區(qū)第七框架計(jì)劃（FP7/2007-2013）/ ERC贈(zèng)款協(xié)議沒有。 242710和人類前沿科學(xué)計(jì)劃。此外，卡羅博士空腹（研究所獻(xiàn)給化學(xué)UND Biochemie Organische化學(xué)柏林

54、自由Universität大學(xué)柏林，Takustrasse3，柏林14195，德國）是感謝提供HPLC設(shè)施，也為他在化合物的純化協(xié)助A-G1-CrA-G1-A和A-G2-CrA-G2 -A。參考（1）彭斯，M. M .;魯伊斯，E. J .;魯賓，S. M.;洛厄里，T J .;Winssinger，N;舒爾茨，P. G。; Wemmer，D. E.;松樹，A. J.上午?；瘜W(xué)。SOC。 2004年，126，15287-15294。（2）沃克T. G.; Happer，W.牧師國防部。物理學(xué)。 1997年，69，629-642。（3）（一）古德森，B。M.J。MAGN。立信。 2002年，155，157-216。（二）施羅德，L.物理學(xué)。凱 - 歐元。 J.醫(yī)學(xué)。物理學(xué)。 2013年，29，3-16。（4）施羅德，L。;洛厄里，T J .; Hilty，C; Wemmer，D. E.;松樹，A.科學(xué)2006年，314，446-449。（5）布廷，C; Stopin，A .;倫達(dá)，女; Brotin，T; Dutasta，J。P.;雅憫，N.;桑松，A .; Boulard，Y; Leteurtre，女;胡貝爾，G。; Bogaert-布赫曼，A .; Tassali，N; Desvaux，H;卡里爾，男; BER