响应pH的i-motif结合纳米粒子用于MRI分析
Kristine Y Ma1,2, Mireia Perera-Gonzalez2, Nicole I Langlois3
1School of Biological and Health Systems Engineering, Arizona State University Tempe AZ USA Heather.Ann.Clark@asu.edu.
Sensors & diagnostics
|April 22, 2024
概括
研究人员使用DNA纳米结构和Gadolinium开发了一种新的pH响应型MRI对比剂. 这种药物在响应pH值变化时显示出显著的信号变化,从而为生物成像提供了新的可能性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 分子成像学分子成像学
背景情况:
- 基于加多 (Gd) 的对比剂 (CA) 对于增强磁共振成像 (MRI) 中的解剖细节至关重要.
- 生物反应性CA正在开发,用于监测生物化学过程,如pH值.
- 根据旋转相关时间 (τR) 调节MRI信号为CA发展提供了新的途径.
研究的目的:
- 使用DNA纳米结构引入一种新的pH响应型MRI对比剂.
- 通过控制对比剂的旋转相关时间 (τR) 来调节MRI信号.
- 开发一种动态,可编程的基于DNA的生物响应MRI复合体.
主要方法:
- 结合了响应pH的寡核酸 (i-motif) 与临床标准的CA (Gd-DOTA).
- 在金纳米粒子 (iM-GNP) 上加入i-motif,以创建响应pH的CA.
- 在试验室和人体血清中评估iM-GNP在降低pH范围 (7.5-4.5) 的放松性 (r1) 变化.
主要成果:
- 在酸性条件下,iM-GNP表现出增加的放松性 (r1),计算的pKa = 5.88 ± 0.01.
- 观察到一个显著的pH依赖的信号变化为每0.1pH单位16.7%.
- 在20%的人类血清中,iM-GNP显示信号从中性到酸性pH增加了28.14±11.2%,与对照CA不同.
结论:
- 开发的基于DNA的纳米结构有效调节MRI信号以响应pH值变化.
- 这种方法为创建可编程,动态和生物响应的MRI对比剂提供了新的策略.
- 这些发现为监测生化过程的先进MRI应用铺平了道路.
