硫醇如谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（Hcy）等在細(xì)胞新陳代謝中扮演著重要的角色。在癌癥、阿茲海默癥、帕金森癥等疾病中，細(xì)胞內(nèi)硫醇的含量都高于正常水平。因此，對(duì)細(xì)胞內(nèi)硫醇的超靈敏檢測(cè)具有重要意義。目前最常用的檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)硫醇的方法是熒光方法，但是熒光的組織穿透性比較低。磁共振技術(shù)具有無損檢測(cè)、無放射性、無組織穿透深度限制的優(yōu)點(diǎn)，但是目前的傳統(tǒng)磁共振技術(shù)靈敏度較低。超極化129Xe磁共振是一種全新的磁共振分子影像技術(shù)，比相同條件下傳統(tǒng)磁共振的靈敏度增強(qiáng)50000倍以上，同時(shí)兼具傳統(tǒng)磁共振的上述優(yōu)點(diǎn)。
近日，中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所的周欣（點(diǎn)擊查看介紹）研究組在自主研發(fā)的超極化129Xe磁共振的儀器上，設(shè)計(jì)合成了硫醇響應(yīng)的129Xe磁共振／熒光雙模態(tài)超靈敏分子探針，并以二硫鍵為硫醇的響應(yīng)位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了硫醇皮摩爾（10-10 M）量級(jí)的磁共振檢測(cè)靈敏度。超極化129Xe磁共振不僅提供了細(xì)胞內(nèi)硫醇檢測(cè)的超靈敏新技術(shù)，也為下一步活體應(yīng)用邁出了重要的一步。
在溶液中，超極化129Xe磁共振及熒光雙模態(tài)分子探針與硫醇反應(yīng)后，二硫鍵斷裂，同時(shí)與熒光基團(tuán)萘酰亞胺相連的部分會(huì)發(fā)生分子內(nèi)的成環(huán)反應(yīng)，從而使熒光出現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)象。由于超極化129Xe對(duì)化學(xué)環(huán)境的敏感性，當(dāng)探針分子的二硫鍵斷裂后，同時(shí)也引起超分子籠內(nèi)129Xe磁共振信號(hào)的改變。因此，他們可通過熒光與129Xe磁共振來進(jìn)行硫醇雙模態(tài)的超靈敏檢測(cè)。
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