一种新型氟化物单体和聚合物19 F-MRI成像性能对比

19 F磁共振成像(19 F magnetic resonance imaging,19 F-MRI)作为一种新兴的成像技术,在机体内无内源背景信号干扰,具有特异性好、无放射性和可定量检测等优点。高灵敏造影剂是19 F-MRI活体成像信噪比高的基础。基于此,本团队合成了一种新型氟化物N-(2-甲基丙烯酸乙酯)-N-(3,3,3-三氟丙基)-N-甲基甘氨酸分子(CBF 3),其具有分子量小,超亲水,代谢速度快等特点,但纵向弛豫率低,成像速度慢,成像时间窗较短,限制其作为19 F-MRI造影剂的活体成像性能。为了提升CBF 3的活体成像性能,我们利用可逆加成断裂链转移自由基聚合制备均聚物(PCBF 3)。然后利用19 F-MRI体外成像方法分别计算CBF 3和PCBF 3的纵向弛豫值(R1)、横向弛豫值(R2)、磁化矢量(M19F)。研究表明,相比CBF 3,PCBF 3的这3个参数均显著升高(p<0.01),R1值、R2值、M19F值分别升高了125.9%、1126.9%、32.3%。因此,在获得相同T1信号强度的情况下,PCBF 3的成像速度比CBF 3提高近2.26倍。进一步,利用19 F-MRS/MRI进行活体成像评价。结果表明,CBF 3注入小鼠体内约2小时后汇聚于膀胱,活体成像利用率(imaging availability in-vivo,IAIV)约为8%;PCBF 3的IAIV约为84%,可在主要器官、肌肉等区域以及腹主动脉中检测到明显的19 F-MRI信号。综上所述,PCBF 3纵向弛豫率高,成像速度快,成像时间窗长,活体成像利用率高,作为19 F-MRI造影剂的活体成像效果更好。

温度对一种新的19F化合物活体浓度核磁定量计算的影响

N-(2-甲基丙烯酸乙酯)-N-(3,3,3-三氟丙基)-N-甲基甘氨酸(CBF 3)是本团队新合成的一种19 F化合物。CBF 3核磁共振体外(20°0)与活体(37℃)成像存在温差,用20℃的标准曲线计算其活体浓度可能误差较大。本研究用19 F核磁共振成像分别计算CBF 3在20℃和37℃的各成像参数和标准曲线。结果表明温度变化各成像参数和标准曲线均显著改变,磁化矢量(M19F)变化是引起标准曲线变化的主因。用20℃和37℃的标准曲线计算CBF 3活体(37℃)成像时的浓度范围分别为:-8.91~10.10mg/ml和0.08~18.93mg/ml。相比之下用37℃的标准曲线计算活体浓度更可靠。

基于硼酸酯的^(19)F磁共振分子探针的设计合成及活体深组织活性氧物种的激活响应成像

活性氧簇(ROS),如过氧化氢,在生物体内的各种生理和病理过程中发挥着重要作用.生物体内活性氧簇水平的异常与多种疾病(炎症、肿瘤和器官损伤等)密切相关,使ROS监测成为研究和诊断这些疾病的重要工具.目前,实现活体内深组织中的活性氧簇成像仍然面临挑战.本文设计并合成了一种响应型的^(19)F磁共振成像(MRI)探针(Gd-DPBF),并将其用于实现对活体内通用活性氧簇的检测和成像.该探针由钆螯合物通过活性氧簇响应的芳香硼酸酯键与含氟砌块相连接构成.体外和体内成像实验结果证实,该探针可以实现在活体荷瘤小鼠中针对肿瘤中高表达的活性氧进行检测和成像,展示了其在生物体内对活性氧簇相关生理过程进行深组织、零生物背景成像方面的潜力.

一种新型高灵敏氟-19磁共振成像分子的全合成

以儿茶酚为起始底物,通过七步反应高效简便地合成了含有72个氟原子的化合物9,化合物9以四苯并24-冠-8为母核,高度对称且具有单一的、强的氟信号,这为该分子在低浓度下的氟-19磁共振成像(fluorine-19 magnetic resonance imaging,^(19)F MRI)提供了条件。该项工作提高了各步反应的产率,优化了反应步骤,大大缩短了反应时间,得到的终产物化合物9不仅具有结构上的新颖性,同时在氟-19磁共振成像方面具有非常好的应用前景。

多核磁共振19F-MRI在分子影像学中的应用

随着杂核氟、钠、磷等探针和成像技术的发展以及磁共振成像设备和序列的优化,多核磁共振迅速崛起,尤其是其在分子影像方面的研究与应用使包括心血管、肿瘤等众多疾病从传统的形态学影像诊断模式转向早期分子影像精准诊治模式。其中,19F-MRI多核磁共振分子成像近年来备受瞩目。虽然19F-MRI的成像敏感度是1H-MRI的82%,但人体只有牙齿中含有少量的氟,因此无背底噪声的干扰。19F-MRI应用氟类探针,19F自然丰度100%,且无放射性。本文简述了多核磁共振在分子影像学中的应用,并重点介绍19F-MRI分子影像及其应用探针在精准诊治方面的应用。