北化工汪乐余团队: 比率氟磁共振成像⇨药物释放实时监测+精确量化

幸福侠侣

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研究背景

近年来，纳米诊疗技术的兴起为疾病的早期检查与治疗带来了新的机遇。氟磁共振成像 %28¹⁹F MRI%29 基于 ¹⁹F 原子较高的灵敏度以及体内无内源性氟背景信号干扰，成为一种极具应用前景的成像方式。
若将 ¹⁹F MRI 技术与药物递送系统有机结合，有望实现对疾病生物标志物检测、靶向治疗及药物疗效的实时监测与预后的实时评价。然而，¹⁹F MRI 探针的信号强度往往会受到探针浓度的影响，仅依赖单一信号来源的 ¹⁹F MRI 纳米探针依然难以准确可视化药物释放情况。
研究内容

近日，北京化工大学汪乐余教授和郭唱副教授带领研究团队设计了一种含有两种氟信号源的纳米平台，采用比率¹⁹F 磁共振成像，对化学免疫治疗纳米平台中的药物释放进行可视化分析。



该工作开发了一种多功能诊疗纳米平台，能够通过比率¹⁹F 磁共振成像信号可视化化疗药物阿霉素的释放。比率成像可以通过记录两个信号的变化来进行自我校准，其中一个信号作为另一个信号的参照，以实现归一化处理。材料在不同浓度下，比率¹⁹F 磁共振成像信号 %28¹⁹F−61 /¹⁹F−92%29 与阿霉素的释放量之间都存在一致的线性相关。此外，该纳米平台展示了良好的肿瘤微环境激活的药物释放性能，可以有效减少副作用。结合化疗和锌离子诱导的细胞焦亡，达到了较好的治疗效果，同时抑制了近端肿瘤和远端肿瘤的生长。
该纳米平台展现了比率¹⁹F 磁共振成像技术在癌症治疗中实时监测和精确量化体内药物释放的应用潜力，为未来体内精确定量检测与可视化分析提供了分析工具。该成果以“Visualization of drug release in a chemoimmunotherapy nanoplatform via ratiometric¹⁹F magnetic resonance imaging”%28《比率 ¹⁹F 磁共振成像用于药物释放示踪》%29为题，发表在英国皇家化学会期刊Chemical Science上。



论文信息

• Visualization of drug release in a chemo-immunotherapy nanoplatform via ratiometric¹⁹Fmagnetic resonance imaging
  Fanqi Liu, Xindi Li, Yumin Li, Suying Xu, Chang Guo%2A and Leyu Wang%2A
  Chem. Sci., 2024, 15,17397-17406
  https://doi.org/10.1039/D4SC03643C
  

作者简介

汪乐余教授

北京化工大学
本文通讯作者，北京化工大学化学学院教授，博导，教育部新世纪优秀人才、国家杰出青年基金获得者。2007 年博士毕业于清华大学化学系，2009 年从美国加州大学洛杉矶分校 %28UCLA%29 博士后出站，随后加入北京化工大学、化工资源有效利用国家重点实验室，任教授、博导。主要围绕功能纳米材料、荧光探针、功能多肽等的设计、合成及其在生化传感、成像分析、纳米药物及能源催化转化中的应用展开研究：1）设计并制备了若干含氟磁共振纳米探针，显著提高探针信号强度和病灶靶向能力，成功用于活体原位肿瘤的“零背景”氟磁共振成像；2）构筑系列肿瘤微环境响应型“类酶”纳米胶囊，显著降低毒副作用并成功实现活体肿瘤药物疗效实时示踪；3）提出“缩短活性位间距提高催化性能”的催化剂设计新策略，构筑了若干双底物参与的复杂反应纳米催化剂，显著改善催化活性和稳定性。在包括 JACS、Angew Chem Int Ed、Nat Commun、Chem、Sci. Adv.、Adv Mater、Adv. Sci.、Anal. Chem. 等期刊上共计发表 SCI 收录论文 190 余篇，获省部级科技奖励 2 项，相关技术获授权中国发明专利 30 多项。主持国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目、重点项目、北京市国际合作重大项目、中石化委托技术开发重点项目等。

郭唱副教授
北京化工大学
本文通讯作者，北京化工大学化学学院副教授、硕士生导师。分别于 2015 年和 2020 年在北京化工大学获得理学学士和工学博士学位（博士导师为汪乐余教授）。主要从事氟磁共振成像探针设计及活体成像分析、纳米生化传感、环境污染物检测等研究。主持国家自然科学基金青年科学基金项目 1 项，参与国家自然科学基金重点项目、面上项目、北京市国际合作项目等多项资助研究课题。目前在 Chem. Sci.、ACS Nano、Nano Today、Anal. Chem. 等期刊发表学术论文 20 篇。
期刊介绍







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Chem. Sci.


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Editor-in-Chief

• Andrew Cooper
     利物浦大学
  

Associate editors
%2A 2023Journal Citation Reports %28Clarivate, 2024%29

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CiteScore 2023by Elsevier

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