在生物医学成像领域,新型材料与技术的探索至关重要。DBCO-glucan 作为一种具备独特结构与性质的化合物,其与金属离子的相互作用为成像技术的革新带来了新契机。
DBCO,即二苯并环辛炔,具有高度的反应活性,能与含叠氮基团的分子发生高效、特异性的无铜点击化学反应,这一特性使其在生物正交化学领域备受青睐。而葡聚糖(glucan)作为一种天然多糖,拥有良好的生物相容性、水溶性及可修饰性,为 DBCO 提供了稳定且生物友好的载体环境。
图为:DBCO-glucan结构式
当 DBCO-glucan 与金属离子相遇,二者可通过多种机制相互作用。一方面,葡聚糖分子链上丰富的羟基等官能团可与金属离子发生配位络合,形成稳定的复合物。以过渡金属离子 Cu²⁺为例,其可与葡聚糖羟基氧原子配位,改变自身的电子云分布,进而影响体系的物理化学性质。另一方面,DBCO 虽主要用于点击化学反应,但在特定条件下,其结构中的 π 电子云也可能与部分金属离子产生弱相互作用,协同增强复合物的稳定性。
这种相互作用在成像领域展现出优势。在磁共振成像(MRI)中,与 DBCO-glucan 结合的金属离子(如 Gd³⁺),能够改变周围水分子的弛豫时间,增强成像对比度,清晰呈现病变组织与正常组织的差异,助力疾病的早期诊断。在 X 射线成像中,某些重金属离子(如 Au、Pb)与 DBCO-glucan 形成的复合物,凭借其较高的原子序数,可有效吸收 X 射线,提高成像的清晰度与分辨率,准确定位体内目标部位。
图为:葡聚糖结构式
此外,基于 DBCO 的点击化学特性,可先将叠氮化的靶向分子与 DBCO-glucan - 金属离子复合物反应,实现对特定细胞或组织的靶向成像。例如,在tumor成像中,将叠氮化的tumor特异性抗体与该复合物偶联,使其能准确富集于tumor部位,通过成像技术清晰显示tumor的位置、大小及边界,为tumorTreatment 方案的制定提供关键依据。