基于竞争配位的Ca2+特异性响应1H/19F磁共振成像分子探针
A Ca2+-Responsive 1H/19F MRI Molecular Probe Based on Competitive Coordination
作者单位E-mail
陈洪明 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005  
唐小雪 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005  
林雅滢 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005  
龚玄清 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005  
林泓域 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005  
高锦豪 厦门大学化学化工学院化学生物学系, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建省化学生物学重点实验室, 厦门 361005 jhgao@xmu.edu.cn 
摘要: 合成了一种含19F的Mn2+配合物3,12-二(2-氧代-2-((2,2,2-三氟乙基)氨基)乙基)-6,9-二氧杂-3,12-二氮杂十四烷酸锰(Ⅱ)(Mn(Ⅱ)-L,1),可实现对Ca2+特异响应的1H/19F磁共振成像分析。19F核在近距离的顺磁性Mn2+影响下产生了顺磁弛豫增强作用,使19F的横向弛豫时间T2急剧缩短而磁共振信号锐减。当有Ca2+存在时,与配体L的竞争配位使得19F远离Mn2+离子,从而19F磁共振信号得到恢复。同时,由于Mn2+离子从配合态变为游离态,水配位数增加使得其对1H的纵向弛豫时间T1弛豫性能增加,从而1H磁共振成像信号也增强。相关实验的结果证实了该配合物是一种能对Ca2+特异性响应的1H/19F磁共振成像探针。
关键词: 含氟配体  核磁共振波谱      磁共振成像  1H/19F磁共振成像探针  顺磁弛豫增强  竞争配合
基金项目: 国家自然科学基金(No.21771148,21521004)、福建省自然科学基金(No.2018J01011)和中央高校基本科研业务费(No.20720200005)资助项目。
Abstract: Herein, we report a complex manganese(Ⅱ) 3,12-bis(2-oxo-2-((2,2,2-trifluoroethyl)amino)ethyl), 9-dioxa-3,12-diazatetradecanediate (Mn(Ⅱ)-L, 1) as a Ca2+-responsive 1H/19F magnetic resonance imaging (MRI) molecular probe. Transversal relaxation time T2 of 19F nuclei is shortened dramatically by the paramagnetic relaxation enhancement (PRE) effect imposed by paramagnetic Mn2+ ions, resulting in significantly decreased 19F MRI signals. Mn2+ ions can be specifically replaced by Ca2+ ions via competitive coordination, leading to the increased distance between Mn2+ ions and 19F nuclei and the recovery of 19F MRI signals. At the same time, the higher longitudinal relaxivity r1 of free Mn2+ ions also brings about brighter 1H MRI signals. As demonstrated by our experiments, this complex is a Ca2+-responsive molecular probe for 1H/19F MRI.
Keywords: fluorinated ligands  NMR spectroscopy  calcium  manganese  magnetic resonance imaging (MRI)  1H/19F MRI probe  paramagnetic relaxation enhancement (PRE)  competitive coordination
投稿时间:2020-03-13 修订日期:2020-04-22
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陈洪明,唐小雪,林雅滢,龚玄清,林泓域,高锦豪.基于竞争配位的Ca2+特异性响应1H/19F磁共振成像分子探针[J].无机化学学报,2020,36(6):1072-1078.
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