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廈門大學化學化工學院高錦豪教授課題組在多功能¹⁹F磁共振成像探針研究方面取得進展，相關成果以“A Fluorinated Ionic Liquid-Based Activatable ¹⁹F MRI Platform Detects Biological Targets”為題發表于Cell出版社旗下的Chem期刊 (DOI: 10.1016/j.chempr.2020.01.023)。

磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）具有無電離輻射、非介入性、組織高分辨和斷層掃描等特點，在臨床醫學診斷中占據不可或缺的地位。目前的MRI主要是對氫原子核（¹H）的成像，即 ¹H-MRI。由于活體中含有大量水分子(總質量占比65?80%)，¹H-MRI受到信噪比、對比度和偽影等問題的困擾。¹⁹F-MRI是從根本上解決¹H-MRI背景問題的有效途徑。目前的¹⁹F-MRI研究主要使用全氟化碳（Perfluorocarbons）或三氟甲基化合物作為氟源，然而非極性全氟化碳和三氟甲基限制了其應用范圍，亟需開發水溶性氟源。一些含氟陰離子，如四氟硼酸（BF₄^?）和三氟甲磺酸（OTf^?），雖然具有水溶性好、氟元素濃度高且同化學位移的優點，然而其化學惰性不易修飾，使其在¹⁹F-MRI研究中鮮有報道。

近日，高錦豪教授課題組發展了一種基于含氟離子液體的¹⁹F-MRI探針，通過模塊化設計對多種生物特征目標物的實現響應成像。他們將中空介孔二氧化硅納米顆粒（HMS）分散于熔融態離子液體中，離子液體裝載入HMS的空腔并原位包裹響應聚合物。該策略巧妙地選擇具有合適熔點的離子液體，通過液—固兩相轉化，使離子液體既作為負載物也作為溶劑，實現了高負載率和穩定性。更為重要的是，被負載在探針中的離子液體，由于分子運動受限，表現出明顯的橫向弛豫增強效應，橫向弛豫時間（T₂）由自由狀態的4.5 秒縮短到負載狀態的0.1 秒，導致¹⁹F磁共振信號強度大幅下降，¹⁹F磁共振信號處于“關”的狀態。當探針處于特定環境（生物特征目標物，如病理特征分子基質金屬蛋白酶MMP等）時，聚合物包裹層降解，所負載的離子液體釋放到溶液中，T₂恢復， ¹⁹F磁共振信號處于 “開”的狀態。這種 “關-開”響應的多功能¹⁹F磁共振探針實現了活體水平生命體系多種特征分子的原位實時靈敏的¹⁹F磁共振成像與可視化，為¹⁹F-MRI的發展開拓了新方向。

該研究工作是在高錦豪教授指導下完成的。朱祥龍博士（我院2016屆博士，現任職信陽師范學院）為第一作者，廈門大學和信陽師范學院老師和學生參與了該工作。該研究工作得到國家自然科學基金等項目的資助。

論文鏈接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(20)30047-4