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廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院高錦豪教授課題組在多功能¹⁹F磁共振成像探針研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“A Fluorinated Ionic Liquid-Based Activatable ¹⁹F MRI Platform Detects Biological Targets”為題發(fā)表于Cell出版社旗下的Chem期刊 (DOI: 10.1016/j.chempr.2020.01.023)。

磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）具有無電離輻射、非介入性、組織高分辨和斷層掃描等特點，在臨床醫(yī)學(xué)診斷中占據(jù)不可或缺的地位。目前的MRI主要是對氫原子核（¹H）的成像，即 ¹H-MRI。由于活體中含有大量水分子(總質(zhì)量占比65?80%)，¹H-MRI受到信噪比、對比度和偽影等問題的困擾。¹⁹F-MRI是從根本上解決¹H-MRI背景問題的有效途徑。目前的¹⁹F-MRI研究主要使用全氟化碳（Perfluorocarbons）或三氟甲基化合物作為氟源，然而非極性全氟化碳和三氟甲基限制了其應(yīng)用范圍，亟需開發(fā)水溶性氟源。一些含氟陰離子，如四氟硼酸（BF₄^?）和三氟甲磺酸（OTf^?），雖然具有水溶性好、氟元素濃度高且同化學(xué)位移的優(yōu)點，然而其化學(xué)惰性不易修飾，使其在¹⁹F-MRI研究中鮮有報道。

近日，高錦豪教授課題組發(fā)展了一種基于含氟離子液體的¹⁹F-MRI探針，通過模塊化設(shè)計對多種生物特征目標(biāo)物的實現(xiàn)響應(yīng)成像。他們將中空介孔二氧化硅納米顆粒（HMS）分散于熔融態(tài)離子液體中，離子液體裝載入HMS的空腔并原位包裹響應(yīng)聚合物。該策略巧妙地選擇具有合適熔點的離子液體，通過液—固兩相轉(zhuǎn)化，使離子液體既作為負(fù)載物也作為溶劑，實現(xiàn)了高負(fù)載率和穩(wěn)定性。更為重要的是，被負(fù)載在探針中的離子液體，由于分子運動受限，表現(xiàn)出明顯的橫向弛豫增強(qiáng)效應(yīng)，橫向弛豫時間（T₂）由自由狀態(tài)的4.5 秒縮短到負(fù)載狀態(tài)的0.1 秒，導(dǎo)致¹⁹F磁共振信號強(qiáng)度大幅下降，¹⁹F磁共振信號處于“關(guān)”的狀態(tài)。當(dāng)探針處于特定環(huán)境（生物特征目標(biāo)物，如病理特征分子基質(zhì)金屬蛋白酶MMP等）時，聚合物包裹層降解，所負(fù)載的離子液體釋放到溶液中，T₂恢復(fù)， ¹⁹F磁共振信號處于 “開”的狀態(tài)。這種 “關(guān)-開”響應(yīng)的多功能¹⁹F磁共振探針實現(xiàn)了活體水平生命體系多種特征分子的原位實時靈敏的¹⁹F磁共振成像與可視化，為¹⁹F-MRI的發(fā)展開拓了新方向。

該研究工作是在高錦豪教授指導(dǎo)下完成的。朱祥龍博士（我院2016屆博士，現(xiàn)任職信陽師范學(xué)院）為第一作者，廈門大學(xué)和信陽師范學(xué)院老師和學(xué)生參與了該工作。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金等項目的資助。

論文鏈接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(20)30047-4