19F MRI/近红外/光声多模态活体分子影像

作为目前最成熟的活体成像技术之一，磁共振成像（MRI）能获得优异的软组织对比度、三维结构和功能成像，并且无放射性和电离辐射，因此在临床疾病诊断和生物医学研究中广泛应用。传统¹H MRI的信号来源于质子，在生物体内有很强的背景信号干扰，因此需要注射具有生物安全隐患的重金属造影剂以提高图像对比度。相比之下，¹⁹F在活体中主要以固体盐的形式存在骨骼和牙齿中，很难被检测，无背景信号干扰。此外因为天然丰度为100%，旋磁比和灵敏度接近¹H、环境敏感度高于¹H等优势，使得¹⁹F比其他原子核更适合于MRI。近年来¹⁹F MRI得到了广泛的关注，在化学、生物、药学、医学等领域具备很好的应用前景。

中国科学院武汉物理与数学研究所周欣（点击查看介绍）团队报道了一种氟化Aza-BODIPY对比试剂BDPF，具备近红外荧光、光声及¹⁹F MRI三种成像性能。利用多模态成像方法，在单一分子中融合¹⁹F MRI与高灵敏度成像方法，有助于保证共定位的同时获得更丰富的病理学检测信息。氮杂硼烷二吡咯（aza-BODIPY），作为一种近红外荧光染料，具备灵敏度高、自体荧光干扰低、可功能化修饰等优势，广泛用于小分子、蛋白、细胞及活体成像。此外，有少量文献报道该类染料具备光声成像性能。氟化Aza-BODIPY对比试剂BDPF，显示优异的光物理学性能，例如吸收和发射波长都在近红外区域，高的光学稳定性。此外BDPF在734 nm处具备强烈的光声吸收。在63.19 ppm处显示单一的¹⁹F NMR信号峰。优异的近红外荧光/光声/¹⁹F 磁共振三模态成像性能及低细胞毒性进一步促进BDPF成功实现肺癌细胞及活体肿瘤多模态成像和检测。

这一成果近期被选为封面文章发表在Chemical Communications上，文章的通讯作者为中国科学院武汉物理与数学研究所周欣研究员和陈世桢研究员。

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A Fluorinated Aza-BODIPY Derivative for NIR Fluorescence/PA/¹⁹F MR Tri-modality In Vivo Imaging

Lianhua Liu, Yaping Yuan, Yuqi Yang, Michael McMahon, Shizhen Chen, Xin Zhou

Chem. Commun., 2019, 55, 5851-5854, DOI: 10.1039/C9CC01253B

导师介绍

周欣

https://www.x-mol.com/university/faculty/23495

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