《超靈敏129Xe磁共振分子影像學新方法---化學交換反轉轉移》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由羅晴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超靈敏129Xe磁共振分子影像學新方法---化學交換反轉轉移
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅晴
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁共振成像MRI在結構成像和功能成像中都取得巨大成功並套用於臨床醫學，但靈敏度成為傳統MRI技術套用於分子影像學的巨大障礙。基於雷射抽運超極化技術、新型探針分子發展出的超靈敏129Xe分子影像技術，將磁共振方法對生物分子進行靶向檢測的靈敏度增強了約5 個數量級，是目前國際上分子影像學研究中是最前沿的技術領域。HYPERCEST是超靈敏129Xe分子影像技術中最常用也是靈敏度最高的成像方法。本項目針對該方法在實驗中因為高占空比帶來的諸多問題：如生物體熱效應、MRI儀器硬體負載過大等，提出了一種新的化學交換反轉轉移MRI成像方法。預期該方法不僅能大幅度緩解上述困難，還將在現有技術的基礎上進一步將靈敏度提升50%以上。本項研究的成果將提高超靈敏MRI分子影像學技術的可行性和成熟度。在該項目中，我們還將發展與此新的MRI成像方法之相匹配的，兼具超靈敏度和靶向性的生物探針分子。
結題摘要
磁共振成像MRI在結構成像和功能成像中都取得巨大成功並套用於臨床醫學，但靈敏度成為傳統MRI技術套用於分子影像學的巨大障礙。基於雷射抽運超極化技術、新型探針分子發展出的超靈敏129Xe分子影像技術，將磁共振方法對生物分子進行靶向檢測的靈敏度增強了約5 個數量級，是目前國際上分子影像學研究中是最前沿的技術領域。Hyper-CEST是超靈敏129Xe分子影像技術中最常用也是靈敏度最高的成像方法。本項目針對該方法在實驗中因為高占空比帶來的諸多問題：如生物體熱效應、MRI儀器硬體負載過大等，提出了一種新的“化學交換反轉轉移”MRI成像方法。通過超極化129Xe NMR/MRI實驗硬體系統的構建和CEIT脈衝序列的編寫，以及一系列不同性能和功能探針分子的合成，驗證了CEIT方法的有效性，相比於常規CEST方法，該方法在占空比為0.12時，即可獲得與相同的CEST對比效果，將占空比降低60%以上，因而對於實驗對象的熱效應降低60%以上。通過引入參數脈衝間隔時間，CEIT方法可以對化學交換的動力學參數進行研究，對穴番-222和穴番-333的實驗結果表明，利用CEIT方法，我們獲得一種新的分子影像學加權方式；另外，在間隔時間大於3倍滯留時間時，我們可以對探針分子進行超靈敏定量檢測。我們將CEIT方法用於研究H1299細胞與探針分子的相互作用，通過測量其動力學參數，將-131 ppm處信號歸屬為細胞內探針分子，-122 ppm處信號為細胞膜內探針分子，解決了傳統CEST方法信號歸屬難的問題；同時CEIT方法也可用於監測探針分子與靶標的相互作用，拓展了CEIT方法的套用領域。最後，我們合成了顆粒粒徑在30-50 nm的新型顆粒MOF，並完成離體顆粒MOF樣品的R2/R1 MRI實驗，其R2/R1值達到2.0，達到臨床常用的T1造影劑的水平，在該參數上是目前已知最好的基於Fe的T1造影劑，具有很大的套用潛力。
