SABRE超极化多通道19F核磁共振技术，用于在台式核磁共振仪上高效检测多种疾病标志物酶

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：SABRE Hyperpolarized Multichannel 19F NMR for Sensitive Detection of Multiple Disease Marker Enzymes on a Benchtop NMR

氟核磁共振（19F NMR）多通道检测中，通过可逆交换（SABRE）与共配体协同效应实现多个19F核的高效极化放大，灵敏度提升达9600倍（4.3%极化），成功用于μM级生物标志物检测。

　　

摘要

¹⁹F核磁共振（NMR）的独特多通道能力是化学、生物学和医学成像领域中一个关键且快速发展的前沿技术。然而，其固有的低灵敏度限制了其广泛应用。虽然超极化显著增强了¹⁹F信号，但同时实现对多个含有¹⁹F的底物的超极化（这对于释放¹⁹F NMR的多通道潜力至关重要）仍然是一个主要挑战。在这里，我们介绍了一种通过基于仲氢的信号放大（SABRE）方法来实现不同¹⁹F核的有效且同时超极化的技术。我们的策略使用多个标记有¹⁹F的底物作为SABRE的共配体，以同时增强它们的¹⁹F NMR信号强度。不同标记的¹⁹F共底物之间的协同效应体现在信号增强效果上明显优于仅含有一个¹⁹F标记底物的系统。在台式NMR（1.4 T）条件下，¹⁹F NMR信号的增强幅度超过了9600倍，对应的极化水平为4.3%。基于此，我们成功实现了对酶类生物标志物在微摩尔水平上的多通道定量检测。通过使用三种标记有¹⁹F的吡啶类底物（每种底物都含有特定的酶响应结构），我们展示了高速、低成本且高灵敏度的SABRE极化¹⁹F NMR在生物标志物检测中的应用潜力。我们的工作为未来高灵敏度多通道¹⁹F NMR分析的应用奠定了基础。

图形摘要

我们利用共配体的协同增强效应，在基于仲氢的信号放大（SABRE）过程中同时增强了不同¹⁹F核的NMR信号。这种方法在1.4 T NMR系统下将¹⁹F NMR的灵敏度提高了9600倍，对应的极化水平为4.3%。我们证明了高速、低成本且高灵敏度的多通道SABRE极化¹⁹F NMR在台式NMR上进行微量生物标志物检测中的应用潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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