ABSTRACT Controversy surrounding gadolinium-based contrast agents (GBCAs) have rendered their continued utility highly contentious, but the liver-specific GBCA Gd(III) ethoxybenzyl-diethylene triamine pentaacetic acid (Gd(III)-EOB-DTPA) remains in use because it provides unique diagnostic information that could not be obtained by any other means. To address the need for an alternative liver-specific MRI contrast agent, we synthesized Mn(III) 20-(4-ethoxyphenyl) porphyrin-5,10,15-tricarboxylate (Mn(III)TriCP-PhOEt), which exhibited significantly higher r 1 relaxivity than Gd(III)-EOB-DTPA, and targeted organic anion-transporting polypeptide 1 (Oatp1) channels as a biomarker of hepatocyte viability. Mn(III)TriCP-PhoEt increased the r 1 relaxation rate of cells expressing rodent Oatp1a1 and human Oatp1b3 , relative to control cells not expressing these liver channels. In mice, Mn(III)TriCP-PhoEt resulted in significant and specific increases in liver signal intensity on T 1 -weighted images, and significant decreases in liver T 1 time relative to precontrast measurements. Our findings suggest that Mn(III)TriCP-PhOEt operates as a specific and sensitive MR contrast agent for in vivo liver imaging.

ABSTRACT Fluorine‐19 ( 19 F) MRI has become an established tool for in vivo cell tracking following ex vivo or in vivo labelling of various cell types with 19 F perfluorocarbons (PFCs). Here, we developed and evaluated novel mouse‐specific radiofrequency (RF) hardware for improved dual 1 H anatomical imaging and deep tissue 19 F MR detection of PFCs. Three linearly polarized birdcage RF coils were constructed—a dual‐frequency 1 H/ 19 F coil, and a pair of single‐frequency 1 H and 19 F coils, designed to be used sequentially. RF coil quality factors ( Q values ), signal homogeneity and sensitivity were benchmarked against a commercially constructed dual‐frequency 1 H/ 19 F surface coil. RF homogeneity was assessed using a phantom designed to mimic PFC localization at depth in a mouse. The single‐frequency birdcage coils ( 1 H and 19 F) displayed more uniform coverage and enhanced signal‐to‐noise ratios (SNRs) compared to both the birdcage and surface dual‐frequency coils for 19 F detection. Bilateral injection of a perfluoropolyether nanoemulsion into the footpads of female athymic nude mice, resulting in drainage to various lymph nodes and subsequent accumulation in lymph node macrophages, provided a platform to assess differences in SNRs and contrast‐to‐noise ratios (CNR) between both coil configurations as a function of depth and location. The single‐frequency 1 H coil provided significantly increased CNR in anatomical images ( p < 0.001) with increased anatomical coverage compared to the dual‐frequency surface coil. The single‐frequency 19 F birdcage coil offered increased PFC detectability with significantly higher SNR in renal, lumbar, sciatic and popliteal lymph nodes ( p < 0.01) compared to the dual‐frequency surface coil. Interestingly, the percentage difference between SNR measurements in lymph nodes between the single‐frequency 19 F coil and the 1 H/ 19 F surface coil had a linear relationship with increasing distance from the surface coil ( R 2 = 0.6352; p < 0.0001), indicating a potential disagreement for imaging experiments that rely on 19 F spin quantification at increasing depth within the mouse using surface RF coils.