Encapsulation of xenon by bridged resorcinarene cages with high 129Xe NMR chemical shift and efficient exchange dynamics
Publiceringsår
2023
Upphovspersoner
Komulainen, Sanna; Iresh Fernando, P. U. Ashvin; Mareš, Jiří; Selent, Anne; Khalili, Roya; Cesana, Paul T.; Ebeling, Andreas; Kantola, Anu M.; Beyeh, Ngong Kodiah; Rissanen, Kari; DeBoef, Brenton; Lantto, Perttu; Telkki, Ville-Veikko
Abstrakt
Functionalized cages encapsulating xenon atoms enable highly sensitive, background-free molecular imaging through a technique known as HyperCEST 129Xe MRI. Here, we introduce a class of potential biosensor cage structures based on two resorcinarene macrocycles bridged either by aliphatic carbon chains or piperazines. First-principles-based modeling predicts a high chemical shift (about 345 ppm) outside the typical experimental observation window for 129Xe encapsulated by the aliphatically bridged cage and two 129Xe resonances for the piperazine-bridged cages corresponding to single and double loading. Based on the computational predictions as well as 129Xe chemical exchange saturation transfer (CEST) and T2 relaxation nuclear magnetic resonance experiments, we confirm Xe encapsulation in the aliphatically bridged and double encapsulation in the piperazine-bridged resorcinarene in methanol. The cages show fast Xe exchange rates (12,000–49,000 s−1), resulting in a high CEST response regardless of the relatively low binding constant (0.09–3 M−1).
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Förläggare
Nummer
2
Artikelnummer
101281
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
1
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Licens för förläggarens version
CC BY
Parallellsparad
Ja
Parallellagringens licens
CC BY
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Fysik; Kemi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1016/j.xcrp.2023.101281
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja