“彩磁”编码标记新方法实现活体肺部超灵敏“彩色”磁共振成像

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员、成像设施超灵敏磁共振成像装置负责人周欣研究团队前期发现金属有机框架（MOF）材料（注：该材料三位首创者新获2025年诺贝尔化学奖）ZIF-8对Xe具有较高的亲和力，可用于捕获Xe原子，进行超极化¹²⁹Xe磁共振成像（PNAS，2020）。

团队基于前期研究基础，首次将多组分MOF构建策略引入到超极化¹²⁹Xe磁共振领域。通过在ZIF-8骨架中引入多种金属，调节ZIF-8孔道与Xe的相互作用，有效提高水溶液中MOF笼内¹²⁹Xe的信号强度。应用该策略构建的NiZn-ZIF-8孔道内信号相对于溶解态¹²⁹Xe信号增强210倍以上，将其作为“彩磁”标记分子注入大鼠肺部，可获得较强的NiZn-ZIF-8“笼”内¹²⁹Xe（¹²⁹Xe@NiZn-ZIF-8）信号。对大鼠活体肺部四种不同化学位移的¹²⁹Xe（¹²⁹Xe@gas、¹²⁹Xe@TP、¹²⁹Xe@RBC以及¹²⁹Xe@ NiZn-ZIF-8）进行编码标记，可获得四种不同化学环境的¹²⁹Xe影像，且不同化学位移的¹²⁹Xe信号可有效区分，互不干扰，即实现了活体多化学位移编码的“彩色”MRI。该MOF“彩磁”标记分子与荧光标记分子功能类似，后续可根据需求，对其进行功能化修饰，用于多种生物靶标的超灵敏彩色MRI。

NiZn-ZIF-8“彩磁”标记分子在溶液以及活体中的多化学位移成像效果

 该研究以“Multivariate metal-organic frameworks enable chemical shift-encoded MRI with femtomolar sensitivity for biological systems”为题，发表在《Nature Communications》上。

 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62110-4