富马酸盐代谢物可揭示细胞损伤

富马酸酯是超极化成像的关键生物传感器

核磁共振成像的低灵敏度阻碍了其潜在的应用，该技术实质上仅限于观察体内的水分子。因此，研究人员一直在致力于改善MRI的不同方法。大约在20年前，当超极化磁共振成像被首次开发时，就取得了重大突破：由于超极化分子发出明显更强的MRI信号，因此还可以可视化仅以低浓度存在于体内的物质。通过使生物分子超极化并将其引入患者体内，可以实时跟踪新陈代谢，从而为医生提供更多信息。

超极化富马酸酯是用于代谢过程成像的有前途的生物传感器。富马酸盐是柠檬酸循环的代谢产物，在生物的能量生产中起着重要的作用。出于成像目的，富马酸酯用碳13标记，因为该同位素的原子核可以超极化。动态核极化是富马酸酯超极化的当前最新技术，但这种方法昂贵且相对较慢。所需的设备花费一到两百万欧元。Stephan Knecht博士说：“由于相关的高昂成本和技术复杂性，动态核极化在日常临床实践中非常困难。使用对氢，我们能够以经济高效且方便的方式使这一重要的生物分子超极化。”达姆施塔特工业大学

一种超极化和纯化富马酸酯的新方法，可随后用作生物传感器

由詹姆斯·艾尔斯(James Eills)博士领导的研究团队已经从事此概念研究了一段时间。Eills强调说：“我们取得了重大突破，因为我们的方法不仅价格便宜，而且操作简便。”然而，对氢诱导的极化，或简称为PHIP，也有其缺点。在这种基于化学的技术的情况下，低极化水平和大量不需要的伴随物质特别成问题。除其他外，将极化从对氢转移到富马酸酯需要催化剂，该催化剂像其他反应副产物一样保留在反应液中。“必须从溶液中去除化学污染物，以使其具有生物相容性，并可以注入生物体内。

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