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依托强磁场装置研发智能19F MRI纳米探针取得新进展

作者:赵宏鑫发布时间:2015-01-28【打印】【关闭】

  磁共振成像(MRI)是一种强大的无损成像技术,可以提供丰富的活体内分子及解剖学信息。19F MRI由于具有与1H相似的NMR灵敏度和极低的背景信号,已经越来越多的被用来评估生物标记物和生物事件,比如基因转染、蛋白检测、酶活性和生物环境改变等。然而,这些研究通常需要高剂量的19F MRI探针才能在特定的位置产生足够的信号强度。这就要求发展出智能的策略来使得低化合物剂量却能得到靶向部位的高的19F局部浓度。 

  国际著名学术期刊《ACS Nano》(20159 (1), pp 761–768)发表了中国科学技术大学化学与材料科学学院梁高林教授课题组、强磁场科学中心王俊峰课题组和中国科学技术大学生命科学学院胡兵教授课题组的合作研究成果,文章标题为“Controlled Intracellular Self-Assembly and Disassembly of 19F Nanoparticles for MR Imaging of Caspase 3/7 in Zebrafish”。研究人员利用质谱,高效液相色谱,扫描电镜,透射电镜,紫外,动态光散射等方法验证溶液中添加GSHCasp3引起的组装及解组装过程;同时,通过核磁共振来跟踪过程中的19F信号--过程;为了验证19F MRI探针在生物体内的活性,构建了斑马鱼凋亡模型,利用合成出的19F MRI探针生成纳米粒子富集在体内,并在凋亡部位(Casp3酶高表达)靶向解聚的性质,准确低剂量的显像了活体内的Casp3的活性。这种19F纳米粒子的解聚办法有效的解决了局部19F富集浓度过高而导致的信号淬灭,为检测19F NMR/MRI信号提供了一种良好的方法。 

  中科院强磁场科学中心的稳态强磁场大科学装置为本项研究顺利实施,提供了必要的技术保障。尤其是目前国内最高场强的14.1T磁共振微成像设备,具有高灵敏度和高分辨率的独特优势,使低浓度的19F MRI探针在斑马鱼体内得到高分辨率成像得以顺利实现。 

  中国科学技术大学化学系的博士生袁月、中科院强磁场科学中心副研究员孙红宾和中国科学技术大学生命科学学院博士生葛舒超为本文的共同第一作者。 

  
  GSHCasp3引起的组装及解组装过程控制19F信号--过程设计图
  
  核磁谱跟踪组装和解组装过程中体外和细胞内的19F信号--过程
  
  斑马鱼凋亡模型验证19F MRI探针在生物体内的活性
  
  

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