药代动力学分析系统

一、产品介绍: 该系统适用于药物动力学血液放射活度实时测量研究（可配合于PET、SPECT、PET/MRI系统） Twilite 是由 Swisstrace 公司所研发设计的高灵敏度自动血液取样系统。此系统可与 PET 、SPECT、或 PET/MR 影像系统结合使用，无论是小至实验动物、大至其他更大的个体，均能够在线高分辨率采集血液活度实时变化数据。 Twilite 系统的核心是一个设计精巧的侦测头（探测器），由 LYSO 晶体与屏蔽外来辐射用的医疗级钨加工製成，因此完全与 MR 影像系统相容。闪烁信号透过两条可自订长度的高效率光导管传输至光子侦测单元。此设计的侦测头端完全没有任何电子零件，所以能够避免来自其他设备所造成的电磁干扰问题。此外，这样的设计也能够将人体研究实验的潜在风险最小化。 数据采集是使用 PMOD 公司所开发的 PSAMPLE 软件，藉由 TCP/IP 介面传输，允许同时记录多套 Swisstrace 系统的讯号，例如可同时使用 Twilite 系统与 Twin beta probe 系统。此外，尚有两个类比讯号输入孔可同时记录来自其他仪器的讯号，例如Laser Doppler Flowprobes、ECG 或来自辅助设备的触发讯号。 PMOD 软件的功能模块可对取得的放射活度信号进行离线处理分析。 此系统也脱离计算机独立工作。仪器前方的触摸式面板可直接进行操作，并即时显示测量数据。 Twilite 系统性能优越。除了拥有极佳的灵敏度外，即使在高辐射值的环境下，仍然呈现出稳定的线性度与信噪比。 Swisstrace 公司的开发人员在放射定量实验方面具有相当深厚的经验。系统设计乃针对 PET 系统（包含小动物与人）最佳化。侦测头精巧的尺寸尤其适合使用于小动物正子造影系统中，搭配动、静脉分流管（arterio-venous shunt）， Twilite 系统可测得全血的动脉输入函数（arterial input function, AIF）而不必将血液抽离体外。 二、仪器结构组成（1-9项为产品标配）： 图1 图2 图31、连接股动脉与股静脉的分流管 （自购）2、蠕动帮浦（Peristaltic Pump）（自购）3、Twilite 钨制探测器4、LYSO 晶体15、LYSO 晶体26、光导管：传输光子讯号至PMT。标准长度2 m，若需使用于MR 系统可延长至10 m7、光子侦测单元8、两个模拟讯号输入孔（可与其他品牌仪器配合使用，监控呼吸、ECG 或血压等）9、TCP/IP 传输接口：可透过因特网传输或直接与计算机连接，使用PMOD 软件PSAMPLE 模块进行数据采集10、安装PMOD 软件的计算机，进行数据采集与分析（自购）结构说明：动静脉分流管（小鼠用PE10，大鼠用PE50）可同时用于血压量测、药物注射及血液样本采集等其他功能，如图3所示。血液样本采集可用解剖刀在导管上划一个小口，在采集时间点将导管往缺口方向推，即可取得血液样本。●结构与曲线函数（如下图）左图为实验架构。血流以蠕动泵驱动，从股动脉流出体外，经过耦合讯号侦测头后，再由股静脉回到体内。t1与t2两个三向阀分别用来进行血液取样与药物注射。右图为Twilite 系统所测得的小鼠动脉输入曲线。 三、系统规格： 四、用户名单： 五、合作伙伴：PMOD Technologies Ltd. UnitectraZurich, Switzerland Zurich, SwitzerlandUniversity of Zurich CSEMZurich, Switzerland Neuch?tel, Switzerland 六、药物动力学实验论文(部分摘要)：Quantification of Brain Glucose Metabolism by 18F-FDG PETwith Real-Time Arterial and Image-Derived Input Function in MiceMalte F. Alf1,2, Matthias T. Wyss3,4, Alfred Buck3, Bruno Weber4, Roger Schibli1,5, and Stefanie D. Kr?mer11Center for Radiopharmaceutical Sciences of ETH, PSI, and USZ, Institute of Pharmaceutical Sciences, Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zurich, Zurich, Switzerland 2Laboratory of Functional and Metabolic Imaging, Institute of Physics of Biological Systems, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Switzerland 3Department of Nuclear Medicine,University Hospital Zurich, Zurich, Switzerland 4Institute of Pharmacology and Toxicology, University of Zurich, Zurich,Switzerland and 5Center for Radiopharmaceutical Sciences of ETH, PSI, and USZ, Paul Scherrer Institute PSI, Villigen, SwitzerlaKinetic modeling of PET data derived from mouse modelsremains hampered by thetechnical inaccessibility of an accurateinput function (IF).In this work, we tested the feasibility of IF measurement with an arteriovenous shunt and a coincidencecounter in mice and compared the methodwith an imagederived IF (IDIF) obtained by ensemble-learning independent component analysis of the heart region. Methods: 18F-FDG brain kinetics were quantified in 2 mouse strains, CD1 and C57BL/6, using the standard 2-tissue-compartment model. Fits obtained with the 2 IFs were compared regarding their goodness of fit as assessed by the residuals, fit parameter SD, and Bland–Altman analysis. Results: On average, cerebral glucose metabolic rate was 10% higher for IDIF-based quantification.The precision of model parameter fitting was significantly higher using the shunt-based IF, rendering the quantification of single process rate constants feasible. Conclusion: We demonstrated that the arterial IF can be measured in mice with a femoral arteriovenous shunt. This technique resulted in higher precision for kinetic modeling parameters than did use of the IDIF. However,for longitudinal or high-throughput studies, the use of a minimally invasive IDIF based on ensemble-learning independent component analysis represents a suitable alternative.Key Words: energy metabolism PET molecular imaging glucose kinetic modelingJ Nucl Med 2013 54:1–7 DOI: 10.2967/jnumed.112.107474 PET with 18F-FDG is a commonly used method to determine glucose metabolism in animal and human tissues (1). Full quantification of 18F-FDG kinetics can be achieved by applying a 2-tissue-compartment model (2). The model requires the time course of the 18F-FDG concentration in the target organ(tissue time–activity curve) and in arterial plasma (input function, IF). In human brain PET, the IF is commonly measured from a catheter placed in the radial artery. An alternative is derivation of the IF from PET images via values measured in a volume of interest placed over the cardiac ventricles or a large vessel. A prerequisite of image-derived IFs (IDIFs) is the location of the blood pool and the organ of interest in the same field of view. In general, one or more arterial blood samples are measured to calibrate the IDIF. In a recent review article for human PET(3), the authors concluded that arterial blood sampling remains the preferred method to define the IF, because invasiveness is hardly reduced by the use of an IDIF.In small animals, the small blood volume is the major constraint for manual blood sampling. This constraint prompted the development of several alternative methods, such as the sampling of very small volumes via a microfluidic chip (4) or the use of b-probes for measuring the blood radioactivity (5,6). Despite these new physical methods, the main research focus has been on developing the use of IDIFs, where blood radioactivity is estimated directly from the dynamic PET images. IDIF generation from simple analysis of blood pool volumes such as the liver or the heart ventricles is flawed by 18F-FDG uptake by the liver or spillover from surrounding myocardium, cardiac motion, and partial-volume effects. Compensation can be achieved to varying degrees by image processing methods such as factor analysis (7), modelbased techniques (8), independent component analysis (9), so-called hybrid IDIFs (e.g., 10,11), and cardiac gating combined with improved image reconstruction algorithms (12). Most of these methods rely on at least 1 measure from a blood sample for scaling of the IDIF.Hence, blood sampling is not entirely obviated. To our knowledge, there is currently no gold standard to define the real-time 18F-FDG arterial IF in mice in a reliable and easily accessible manner. In this study, we adapted a method for direct blood radioactivity measurements and an approach for the generation of IDIFs for use in mice. We acquired real-time blood radioactivity curves by means of a new coincidence counter in combination with an arteriovenous shunt and compared the findings to IDIFs generated from PET data of the cardiac region with an ensemblelearning independent component analysis (EL-ICA) algorithm (13).We used 2 different mouse strains to explore the possible strain dependency of our methods: C57BL/6 mice, because they are relevant for studies of genetically modified animals, and CD1 mice, because they are valuable as disease models,such as cerebral ischemia (14). The purpose of this work was 2-fold. First, we evaluated whether the arteriovenous-shunt/ counter technique, which was previously demonstrated in rats (15), is also feasible in mice. Second, we compared 18F-FDG kinetic parameters and fit precisions obtained with the experimental shunt IF and the IDIF.

仪器简介：塞塔拉姆仪器与AKTS软件成为合作伙伴，共同为动力学分析和材料热稳定性的测定提供全球解决方案。 AKTS-热动力学软件包主要用来简化在原材料和产品研究，发展和质量保证过程中对DSC, DTA, TGA, EGA (TG-MS, TG-FTIR) 数据的动力分析。技术参数：这项技术提出在传统热分析方法基础上进一步推断的受检物质的额外的特性和反应的一种方法。这个方法从确定一个给定物质的一系列动力参数开始。这些参数于是用来预测在不同温度情形条件下的反应性质。比较起来，在低温以及复杂的温度类型下直接观测这样的反应是相当困难的（需要非常长的测试周期）。使用AKTS-热动力学 软件，反应速度和过程可以在以下温度分布下进行预测：等温，不等温，逐渐的，波动的或者期间性温度变化，快速升温（热冲击）和实地气候温度类型（多于700种气候）。主要特点：AKTS软件可以应用于物质热稳定性的研究，物理化学过程的安全分析和密封式物质安全性与质量的研究。AKTS 技术提供了一种推断附加特性和检验物质行为的方法，这些都基于传统热分析测量法。其关键优势在于产品热稳定性的精确测定（保存限期转化），包括数量和温度曲线图这些以往由于时间，成本和可行性关系而难以测量到的。 可用于安全评价及有效期、老化分析，包装扩散迁移率等。

仪器简介：快速淬灭动力学分析已成为检查酶反应途径的首选方法。KinTek RQF-3淬火流动仪能够最有效地进行最明确的实验，保存珍贵的生物样品并提供准确，可靠的数据。KinTek RQF-3已成为分析酶反应机理的国际标准。KinTek RQF-3的独特功能使DNA聚合酶机制的研究成为可能，其中对进行单次周转实验的需求特别重要，并且需要最小的体积来保存昂贵的合成寡核苷酸底物。技术参数：计算机控制的伺服电机驱动系统，性能平稳、可靠。动力学响应时间：最短反应时间2.5毫秒。最小样品量：每次注射每个样品 15 - 20 微升。最大样品体积：每次注射每个样品 5 毫升。注射器体积：5毫升标准。还提供 0.25、0.5、1.0、2.0 和 10.0 ml 体积的注射器。温度范围：4 - 70°C 通过循环水浴保持温度范围主要特点：伺服电机驱动KinTek RQF-3淬火流量仪使用计算机控制的伺服电机驱动器，可提供精确且可重复的反应时间设置。与步进电机技术、高扭矩、低惯量、无刷伺服电机和高性能相比，数字电源取得了重大进步，基本上提供了驱动注射器的瞬时启动和停止。没有其他淬火流能提供这样的性能。结合独特的精密阀门系统，KinTek RQF-3提供了无与伦比的易用性和可靠性。即使是涉及三个混合事件和两个编程反应时间（双延迟淬火）的“四注射器”型实验也可以使用计算机控制的电机驱动器来实现 - 没有四个驱动注射器的复杂性！十多年来，这一直是我们仪器的标准功能。RQF-3阀门系统KinTek RQF-3 独特的阀门布置允许通过三通阀将样品装入 15 微升样品环中。然后通过驱动注射器的缓冲液迫使反应物一起通过延迟线。该阀门系统可实现高效的样品装载，因此可以从每种反应物的 300 微升中收集 20 个数据点，而不会产生浪费！可以使用更大的样品环，或者可以将样品装入驱动注射器中，一次注射即可获得多达 5 ml。八通反应阀为了在3-100毫秒的范围内获得不同的反应时间，有必要使用不同长度的延迟块。在其他淬火流仪器中，这是一项繁琐的任务。在KinTek RQF-3中，使用新颖的八通阀通过简单地旋转阀门来选择每个反应延迟块。然后将计算机控制的电机驱动器设置为精确的驱动速度，以达到所需的反应时间。两种反应物首先在阀门中混合，流过选定的延迟块，然后与淬火溶液混合，从仪器流出进入收集管。示例负载回路三通阀用于将样品环连接到冲洗管路、样品上样注射器或包含缓冲液的驱动注射器。这种方法可实现高效的样品加载和冲洗，而不会在两次运行之间浪费样品。冲洗-负荷-收集循环可在不到两分钟的时间内完成，因此可以在不到 45 分钟的时间内从不到 0.4 ml 的溶液中收集由 20 个数据点组成的整个疗程时间。电脑控制KinTek RQF-3完全由计算机控制，使仪器的操作变得简单方便，并使操作员能够专注于样品收集和分析。只需输入所需的反应时间，计算机就会设置伺服电机并告诉操作员使用哪个反应回路。密封键盘由于淬火流动实验通常涉及使用浓酸或浓碱和放射性物质，因此KinTek RQF-3使用带有LCD显示屏的密封键盘。因此，计算机接口受到保护，免受执行实验所需的恶劣环境的影响。在实验结束时，可以用温和的肥皂和水清洗键盘以消除污染。