

磁共振成像(MRI)是一種基于核磁共振現(xiàn)象的成像技術(shù)。由于其高組織穿透深度、無創(chuàng)成像、高空間分辨率和層析成像能力,MRI已被廣泛用于臨床診斷。在外部強(qiáng)磁場中,磁性原子核可以吸收具有特定的波長的射頻脈沖,之后磁信號的弛豫過程可以用來進(jìn)行成像。MRI技術(shù)的靈敏度較低,因此臨床上通常會檢測患者組織中的水的氫原子核產(chǎn)生的信號。此外,通過降低臨近水分子的弛豫時間來增強(qiáng)信號特異性的MRI造影劑對于臨床成像是必不可少的。造影劑的化學(xué)性質(zhì)會影響MRI信號。因此,可以使用對酶活性、pH和溫度等微環(huán)境響應(yīng)的造影劑,來開發(fā)可激活的MRI探針。通過在細(xì)胞和分子水平上監(jiān)測疾病相關(guān)的生理和病理過程,可激活的MRI探針有助于更好的診斷疾病。
超分子化學(xué)是主要研究非共價(jià)相互作用的研究領(lǐng)域,主要包括分子識別和自組裝。其中涉及的動態(tài)可逆的非共價(jià)作用吸引了很多化學(xué)、生物學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域研究人員的關(guān)注。超分子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。利用非共價(jià)作用的動態(tài)可逆性質(zhì),很容易構(gòu)筑一系列可激活的體系,包括可激活的熒光成像、光動力療法和化學(xué)療法(超分子化療)。超分子化學(xué)也可用于構(gòu)筑可激活MRI探針,其中造影劑形成聚集體或主客體復(fù)合物,引起弛豫時間的變化。當(dāng)遇到特定的刺激引起造影劑聚集狀態(tài)或者主客體結(jié)合的改變,導(dǎo)致MRI信號的變化。

近日,南開大學(xué)郭東升教授團(tuán)隊(duì)對基于超分子化學(xué)原理設(shè)計(jì)的可激活MRI探針進(jìn)行了總結(jié)和探討。通過自組裝,可以開發(fā)對酶活性、pH值和氧化還原電位響應(yīng)的MRI探針。通過分子識別,可以構(gòu)筑對金屬離子和多巴胺等小分子響應(yīng)的MRI探針。作者強(qiáng)調(diào)了超分子策略用于構(gòu)筑可激活MRI探針的優(yōu)勢,包括易于構(gòu)建、響應(yīng)靈敏和易于更換造影劑。最后,作者提出了該領(lǐng)域當(dāng)前的挑戰(zhàn),探討了可能的解決方法和未來發(fā)展趨勢。相關(guān)綜述近期在線發(fā)表在VIEW (DOI: 10.1002/VIW.20200059)上。
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