扩大的氙- 129核磁共振生物传感器。

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王Y, Dmochowski IJ

扩大的氙- 129核磁共振生物传感器。

Acc化学研究》2016年10月18日,49 (10):2179 - 2187。doi: 10.1021 / acs.accounts.6b00309。Epub 2016年9月19日。

PubMed ID

27643815 (在PubMed

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文摘

分子成像前景可观的阐明生物过程在正常生理疾病,通过确定的位置和相对感兴趣的特定分子的浓度。Proton-based磁共振成像(MRI) (1) H不电离,为临床提供良好的空间分辨率成像成像low-abundance(即但缺乏敏感性。submicromolar)分子标记的疾病或环境质子密度较低。为了解决这些局限性,超极化(hp) (129) Xe核磁共振光谱和核磁共振成像已成为有吸引力的补充方法。超极化氙是无毒的,可以随时送到病人通过吸入或注射,形象和氙超极化技术的进步使其可行的临床应用的肺部和脑部。为了目标,惠普(129)Xe感兴趣的生物分子的目标,“氙若”的概念被伯克利团队在2001年首次提出。氙生物传感器的发展已经集中在修改主机有机分子(如cryptophanes)通过多样化的结合化学和带来了众多的传感应用包括肽的检测,蛋白质,寡核苷酸,金属离子化学修改,和酶活性。此外,大(大约300 ppm)化学位移窗口惠普(129)Xe绑定到主机分子在水中,可以同时识别多个物种的解决方案,也就是说,多路复用。除了超极化,10(6)倍信号增强可通过一种技术称为超极化(129)Xe化学交换饱和转移(hyper-CEST),它显示了巨大的潜力来满足灵敏度要求在许多应用程序中。这个帐户强调hyper-CEST生物传感器扩展板,目前包括cryptophane和葫芦[6]uril (CB[6])小分子的主机,以及基因编码的气体囊泡和单一的蛋白质。在2015年,我们报道picomolar检测通过hyper-CEST商用CB [6]。 Inspired by the versatile host-guest chemistry of CB[6], our lab and others developed "turn-on" strategies for CB[6]-hyper-CEST biosensing, demonstrating detection of protein analytes in complex media and specific chemical events. CB[6] is starting to be employed for in vivo imaging applications. We also recently determined that TEM-1 beta-lactamase can function as a single-protein reporter for hyper-CEST and observed useful saturation contrast for beta-lactamase expressed in bacterial and mammalian cells. These newly developed small-molecule and genetically encoded xenon biosensors offer significant potential to extend the scope of hp (129)Xe toward molecular MRI.

DrugBank数据引用了这篇文章

药物

氙xe - 129