19F核磁共振探針用于體外和活細胞內弗林蛋白酶的活性檢測.pdf

1、磁共振成像(MRI)廣泛應用于醫(yī)療診斷，已經(jīng)成為研究各種生理活動最有效的手段之一。然而，由于生物樣本的背景中存在大量的水質子，1H MRI存在對比度-噪聲比低的缺陷。對于特定目標的成像，19F的高靈敏度（83％相對于1H），100％自然豐度以及生物體內幾乎為零的背景信號，使得19F MRI成為很有前景的方法。根據(jù)Itaru Hamachi等研究，含19F的分子組裝成具有大分子量的聚集體時，其19F NMR波譜信號因橫向弛豫嚴重變寬以致消

2、失，并將此機制用于蛋白質和酶的檢測。
　　弗林蛋白酶在體內平衡，阿爾茨海默氏病，炭疽病，埃博拉發(fā)熱以及癌癥中起著重要作用。許多種癌癥都高表達弗林蛋白酶，包括非小細胞肺癌，頭部和頸部的鱗狀細胞癌等。因此，弗林酶的過表達為某些癌癥的早期發(fā)展檢測提供了依據(jù)。它能夠識別剪切特定的氨基酸序列Arg-X-Lys/Arg-Arg↓ X，其中Arg是精氨酸，Lys是賴氨酸，X可以是任意氨基酸，↓表示酶切位點。
　　本課題設計了基于肽段Arg

3、-Arg-Val-Arg(RRVR)的氨基酸序列，且含有3，5-雙（三氟甲基）苯甲酸(FMBA)的19F核磁共振探針1，以及其對照探針1-Scr。探針1能夠被弗林蛋白酶特異性識別剪切，同時雙硫鍵被細胞內谷胱甘肽(GSH)還原為巰基，得到的中間體發(fā)生縮合反應，生成具有親脂性大環(huán)內核的二聚體，通過π-π電子堆積自組裝形成納米粒子，導致19F NMR信號因橫向弛豫而消失。本文詳細闡述了探針的合成路線和方法，并使用HPLC進行純化分析，高分辨基

4、質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜(HR-MALDI-TOF/MS)和1H核磁共振波譜對合成的化合物進行表征。酶切縮合后，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨質譜、紫外可見吸收光譜(UV-Vis)等手段對生成的納米粒子進行了全面的表征。細胞攝取實驗表明，設計的探針1能夠進入細胞并自組裝生成納米粒子，導致19F NMR信號因橫向弛豫而消失，實現(xiàn)了弗林蛋白酶的活性檢測。預計該19F核磁共振探針今后可以應用于腫瘤細胞的