我院李子婧博士研究小組在Nature Communications期刊上發表研究成果

發布時間:2019-04-12         瀏覽次數:155

3月1日,我院青年教師李子婧博士研究小組在國際知名期刊Nature Communications在線發表題為“Rapid One-Step 18F-Radiolabeling of Biomolecules in Aqueous Media by Organophosphine Fluoride Acceptors”的研究論文。該論文報道了一種快速一步水相18F標記方法,簡化了生物活性分子的18F標記途徑,具有廣闊的應用前景。

分子探針是實現分子影像技術的重要工具。對特定分子進行放射性標記和成像,可以早期、無創、靈敏地顯示組織、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究。氟-18(18F)是一種核素性質優異正電子源,常被用于正電子發射計算機斷層顯像(PET)示蹤劑的合成。由于氟離子在水中存在強溶劑化效應,現有的18F標記方法往往需要在一定的高溫、特定酸堿度條件下,在干燥處理后的有機溶劑介質中進行反應。通常需要經過多步驟反應和純化才能實現對高溫或pH敏感的多肽、蛋白質等生物活性分子的標記。

磷(P)是構成生命的必需元素,P-F鍵的自由基生成熱并遠低于傳統標記方法中C-F鍵的自由基生成熱。理論上,通過快速的、高選擇性的親核反應,F-可以與有機膦氟受體與形成的穩定的產物,并突破傳統標記方法的局限,實現水中一步氟化生物分子。于是,該研究開創性地設計、合成了一系列有機膦氟受體。通過密度泛函理論計算,從動力學和熱力學的角度比較得出:在水相介質中,有在機膦氟受體上發生18F/19F交換比發生OH/F交換更為容易,且F/F交換形成的產物也更加穩定。經過對一系列18F標記條件探索以及體內外穩定性研究,研究者發現多種有機膦氟受體均能夠在室溫、水相、無酸堿、無催化條件下生成18F標記產物,得到較高放射化學產率(甚至可達100%)和并顯示出良好的體內外穩定性。進一步地,該研究將特定的有機膦氟受體應用到了某些代表性的生物活性分子的18F標記中,如靶向腫瘤新生血管整合素αvβ3的c(RGDyK)和用于血池成像的熱敏人血清白蛋白,成功用于U87MG腫瘤和大鼠血池顯像。進一步證明了使用該簡便的18F標記方法可以得到保持原靶向分子活性的穩定分子探針。該研究首次提出了一種快速、溫和、一步、水相標記多肽和蛋白的18F標記的新方法,為制備和研究各種18F標記的生物分子、開發潛在的PET示蹤劑提供了一種有效方法。

我院碩士研究生洪華偉為該論文的第一作者,聶立銘教授、李子婧博士為該論文的共同通訊作者,該研究得到了國家自然科學基金、福建省杰青項目等項目資助。

李子婧博士2015年入職我院分子影像暨轉化醫學研究中心,主要研究方向為放射性藥物化學,多年來主要圍繞小分子放射性探針的合成與應用關鍵科學問題,取得了一系列新穎的、并具有較高臨床應用前景的重要研究成果相關研究成果相繼刊發在Nat. Commun., Adv. Sci., J. Nucl. Med.等期刊上

論文全文鏈接:

(分子影像中心課題組)