新型 19 F/ 129 Xe磁共振造影剂的构建与性质研究
发布时间：2021-11-02 13:09
磁共振成像（MRI）是肿瘤检测的常用手段,如何提高其检测灵敏度和准确度一直是个难题,新型磁造影剂的发展是解决该问题的有效途径。传统1H MRI受制于生物体内背景信号干扰,19F具有100%的天然丰度、较宽的化学位移范围、异核中最高的旋磁比,且19F的生理浓度低于检测限,因此19F MRI是一种应用潜力很大的成像技术。多模态成像可以结合不同成像技术的优势,提供更多的解剖学信息和生物学信息,为癌症提供更准确的诊断方法。另一方面,超极化129Xe能获得增强10000倍的磁共振信号,相对于传统磁共振在灵敏度上表现出巨大的优势,但缺乏靶向性,常需使用载体赋予其更多功能。我们设计和构建了三种新型磁共振造影剂,用于肺腺癌肿瘤细胞的检测。1.设计了新型结构的穴番衍生物作为分子探针,用于组织蛋白酶B（Cat B）的超灵敏129XeMRI检测。该探针将Cat B响应性二肽段通过小分子连接到带氨基的穴番上,通过Cat B特异性酶切穴番中肽段的特定部位,造成穴番侧链的结构改变,从而引起穴番装载的笼内129Xe的化学环境改变,在新的化学位移位点处出现增强的CEST信号。该探针结构生物相容性良好,响应后信号强度较...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)湖北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３拉莫进动示意图??当没有外部磁场存在时，磁矩的方向是任意的
?第１章绪论???Ｚ?Ｂｑ??／?核自旋??图１．３拉莫进动示意图??当没有外部磁场存在时，磁矩的方向是任意的。现在，我们假设存在一个外??部磁场Ｂ〇（方向沿Ｚ轴方向），对于自旋量子数为１／２的核，在外加磁场中的磁??矩取向有两种可能：平行于外加磁场或者反平行，其自旋磁矩的能量Ｅ为：??Ｅ?＝—］１?ｘ?Ｂｑ??１．９??依据量子力学原理，核磁矩在外磁场下的空间取向是量子化的，只能取特定??的方向，故核磁矩在外磁场方向的投影同样是量子化的。核磁矩在外磁场中所处??的能级称为塞曼能级（如图１．４），相邻两能级能量差ＡＥ?＝??Ｚ（Ｂ〇）??个??，＜Ｊ?＜＼，……＾??２?—＾?２ｙｈＢ〇??＇?＾?Ｅ?＝?—］１?Ｘ?Ｂｑ??（ａ）核自旋的空间取向?（ｂ）核自旋的塞曼能级??图１．４量子数１＝１／２的核自旋在外磁场中??无外磁场作用时，核自旋取向杂乱无章，宏观磁矩为零。施加外磁场Ｂ〇后，??自旋磁化矢量Ｍｚ逐渐增加至一稳定值若此时施加一个射频场作用，宏观磁??化矢量由Ｚ轴翻转到Ｘ－Ｙ平面。射频场作用停止后，这种不平衡状态不会维??７??
?《新型１９Ｆ／１２９Ｘｅ磁共振造影剂的构建与性质研究》???图１．６自组装１９Ｆ探针通过解组装实现信号“打开”变成“关闭”从而检测酶的活性Ｉ６３］??（３）金属离子检测??金属离子广泛参与生命活动过程，异常的离子水平常与疾病有关，例如钙离??子与很多的细细胞内众多信号传导相关。异常的钙离子浓度会导致骨质疏松以及??脑部相关疾病［６４］。锌离子则广泛参与细胞代谢、神经传递和基因表达，长期缺乏??锌离子可能导致神经退行性疾病，如阿兹海默症［６５］。因此对特定金属离子检测十??分重要。Ｂａｒ－Ｓｈｉｒ＿等利用Ｉ９ＦｉＣＥＳＴ方法成功实现混合体系中Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｚｎ２＋??的同步检测。??Ｑ．?ＭＲＩ?ｂ．?ｉＣＥＳＴ?Ａｕｊ＝－２．８?Ｃ．?ｉＣＥＳＴ?Ａｗ＝－１８?ｐｆ＾ｎ??ｍｍ??ｄ．?ｍｅｒｇｅ＾ＭＣＥＳＴ?６．?ｍｅｒｇｅｄ－ＣＥＳＴ?ｓ＾ｃｔｒｕｍ??－??０．３?＞?Ｅｘｐ．?Ｄａｔａ??隊，：邐?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ??〇２°?，ＳＡ?；°?ｆ５?ｔ０ｆｂａｐ５ｔａ；１０?；，ｓ?＊２０??—?Ａｃｏ?ｆｒｏｍ?ｆｒｅｅ?ＴＦ－ＢＡＰＴＡ?（ｐｐｍ）??图１．７探针通过１９Ｆ?ｉＣＥＳＴ方法同时识别多种金属离子??（４）乏氧微环境检测??实体肿瘤血管系统生长不充分会导致生物体乏氧，乏氧又会导致肿瘤的放疗??和化疗抗性增强。Ｘｉｅ［６７］等报道了一种ＣｕＡＴＳＭ复合物来检测乏氧微环境。Ｃｕ??ＡＴＳＭ通过还原Ｃｕ２＋优先在乏氧细胞中积累形成的Ｃｕ＋－ＡＴＳＭ复合物解离后，??Ｃｕ＋被细胞硫醇捕获。此过程中顺磁性Ｃｕ２＋变成抗磁性Ｃｕ＋，?１９ＦＴ２时间变长，１９Ｆ??信号被“打开
【参考文献】：
博士论文
[1]超极化129Xe动物肺部磁共振成像[D]. 李海东.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2015
本文编号：3472051
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)湖北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３拉莫进动示意图??当没有外部磁场存在时，磁矩的方向是任意的
?第１章绪论???Ｚ?Ｂｑ??／?核自旋??图１．３拉莫进动示意图??当没有外部磁场存在时，磁矩的方向是任意的。现在，我们假设存在一个外??部磁场Ｂ〇（方向沿Ｚ轴方向），对于自旋量子数为１／２的核，在外加磁场中的磁??矩取向有两种可能：平行于外加磁场或者反平行，其自旋磁矩的能量Ｅ为：??Ｅ?＝—］１?ｘ?Ｂｑ??１．９??依据量子力学原理，核磁矩在外磁场下的空间取向是量子化的，只能取特定??的方向，故核磁矩在外磁场方向的投影同样是量子化的。核磁矩在外磁场中所处??的能级称为塞曼能级（如图１．４），相邻两能级能量差ＡＥ?＝??Ｚ（Ｂ〇）??个??，＜Ｊ?＜＼，……＾??２?—＾?２ｙｈＢ〇??＇?＾?Ｅ?＝?—］１?Ｘ?Ｂｑ??（ａ）核自旋的空间取向?（ｂ）核自旋的塞曼能级??图１．４量子数１＝１／２的核自旋在外磁场中??无外磁场作用时，核自旋取向杂乱无章，宏观磁矩为零。施加外磁场Ｂ〇后，??自旋磁化矢量Ｍｚ逐渐增加至一稳定值若此时施加一个射频场作用，宏观磁??化矢量由Ｚ轴翻转到Ｘ－Ｙ平面。射频场作用停止后，这种不平衡状态不会维??７??
?《新型１９Ｆ／１２９Ｘｅ磁共振造影剂的构建与性质研究》???图１．６自组装１９Ｆ探针通过解组装实现信号“打开”变成“关闭”从而检测酶的活性Ｉ６３］??（３）金属离子检测??金属离子广泛参与生命活动过程，异常的离子水平常与疾病有关，例如钙离??子与很多的细细胞内众多信号传导相关。异常的钙离子浓度会导致骨质疏松以及??脑部相关疾病［６４］。锌离子则广泛参与细胞代谢、神经传递和基因表达，长期缺乏??锌离子可能导致神经退行性疾病，如阿兹海默症［６５］。因此对特定金属离子检测十??分重要。Ｂａｒ－Ｓｈｉｒ＿等利用Ｉ９ＦｉＣＥＳＴ方法成功实现混合体系中Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｚｎ２＋??的同步检测。??Ｑ．?ＭＲＩ?ｂ．?ｉＣＥＳＴ?Ａｕｊ＝－２．８?Ｃ．?ｉＣＥＳＴ?Ａｗ＝－１８?ｐｆ＾ｎ??ｍｍ??ｄ．?ｍｅｒｇｅ＾ＭＣＥＳＴ?６．?ｍｅｒｇｅｄ－ＣＥＳＴ?ｓ＾ｃｔｒｕｍ??－??０．３?＞?Ｅｘｐ．?Ｄａｔａ??隊，：邐?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ??〇２°?，ＳＡ?；°?ｆ５?ｔ０ｆｂａｐ５ｔａ；１０?；，ｓ?＊２０??—?Ａｃｏ?ｆｒｏｍ?ｆｒｅｅ?ＴＦ－ＢＡＰＴＡ?（ｐｐｍ）??图１．７探针通过１９Ｆ?ｉＣＥＳＴ方法同时识别多种金属离子??（４）乏氧微环境检测??实体肿瘤血管系统生长不充分会导致生物体乏氧，乏氧又会导致肿瘤的放疗??和化疗抗性增强。Ｘｉｅ［６７］等报道了一种ＣｕＡＴＳＭ复合物来检测乏氧微环境。Ｃｕ??ＡＴＳＭ通过还原Ｃｕ２＋优先在乏氧细胞中积累形成的Ｃｕ＋－ＡＴＳＭ复合物解离后，??Ｃｕ＋被细胞硫醇捕获。此过程中顺磁性Ｃｕ２＋变成抗磁性Ｃｕ＋，?１９ＦＴ２时间变长，１９Ｆ??信号被“打开
【参考文献】：
博士论文
[1]超极化129Xe动物肺部磁共振成像[D]. 李海东.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2015
本文编号：3472051
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3472051.html
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