对氙核磁共振（Xe NMR）生物传感器中能量学与动力学进行微观描述在实验上较难实现。本文在显式水溶剂中对原型 Xe@cryptophane-A（CrA）生物传感器体系进行了分子动力学（MD）和元动力学（MTD）模拟。作者计算了氙的非共价结合自由能，识别了氙的包合/解离机制，并计算了水分子在溶液与宿主空腔之间的交换动力学。研究首次识别...
磁共振成像（MRI）和磁共振波谱（MRS）可快速无创获取解剖信息，但临床磁场下灵敏度低，难以识别疾病相关低丰度生物标志物。超极化129Xe MRI/MRS作为传统1H成像的补充，已成为重要研究方向。129Xe可通过自旋交换光学泵浦实现超极化，具有低背景、大化学位移窗口和较长弛豫时间，适合体内成像。氙与cryptophane（隐烷）等...
核黄素及其衍生物是体内代谢中最重要的辅酶，与生命活动密切相关。本文将隐苯并环A（cryptophane-A，CrA）与核黄素结构单元结合，开发了首个光解129Xe生物传感器CrA-2。该传感器利用超极化129Xe核磁共振/磁共振成像（HP 129Xe NMR/MRI）技术记录光敏响应，在水溶液中表现出约5.3 ppm的明显化学位移变...
本文报道一种基于超极化129Xe Hyper-CEST核磁共振/磁共振成像的细胞内二胺氧化酶（DAO）生物传感器。以葫芦[6]脲（CB6）作为129Xe宿主笼，腐胺二盐酸盐（Put）因氨基与CB6强非共价结合而占据空腔，阻断129Xe与CB6交换，使129Xe@CB6 Hyper-CEST信号处于“关闭”状态。加入DAO后，Put被...
基于cryptophane的生物传感器可通过129Xe NMR超灵敏检测生物医学靶标。动态光散射显示，cryptophane在水溶液中形成数十至数百纳米聚集体。吖啶橙荧光猝灭法定量聚集状态，临界浓度为200–600 nM。向苯磺酰胺功能化cryptophane生物传感器C8B加入过量碳酸酐酶（CA）后，C8B解聚并形成1:1 C8B...
本文研究用于识别和显示生物分子及细胞标记物的磁共振生物传感器，其核心是由可结合氙原子的宿主分子构成的主客体系统。这类系统既可用于分析检测，也可作为成像对比剂。作者利用129Xe核自旋超极化和化学交换饱和转移（Hyper-CEST）技术，使检测灵敏度较常规1H NMR提高数个数量级。由于传感信号来源于超极化产生、自旋弛豫和宿主–氙交换...
生物硫醇如谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和硫氧还蛋白（Trx）在细胞代谢中发挥重要作用，多种疾病与细胞内生物硫醇水平异常相关，因此细胞内检测生物硫醇水平可作为有用的诊断工具。已有多种方法用于检测细胞内硫醇，但敏感性和特异性问题限制了其应用。为克服这些限制，作者设计了一种基于超极化氙磁共振检测的新型生物...
本研究报道了一类具有靶向性、选择性和高灵敏度的129Xe NMR纳米生物传感器。该传感器以球形MS2病毒衣壳作为纳米尺度载体，并结合Cryptophane A（CryA）分子与DNA适配体，用于识别和报告特定细胞表面分子。实验结果表明，所制备的生物传感器对目标淋巴瘤细胞（Ramos细胞系）表现出强结合特异性。超极化129Xe NMR...
超极化氙与化学交换饱和转移（Hyper-CEST）结合，是一种利用射频饱和脉冲检测高度稀释氙结合位点的强 NMR 技术。与质子 MRI 中 CEST 在长饱和时间下达到稳态不同，Hyper-CEST 存在最优饱和时间：饱和时间过短或过长都会降低 Hyper-CEST 效应。本文推导了产生最大 Hyper-CEST 效应的最优连续波饱...
本文报道一种“智能”129Xe NMR生物传感器，可在酸性环境中发生肽构象变化并标记细胞。将30聚EALA重复肽共价连接至高Xe亲和力的cryptophane宿主分子；该肽在pH 5.5呈α螺旋，在pH 7.5呈无序态。129Xe NMR化学位移强烈依赖pH（Δδ=3.4 ppm）：pH 7.5为64.2 ppm，pH 5.5为67...
Cryptophane 分子笼因对氙的高亲和性而成为 129Xe 磁共振成像（MRI）生物传感器的有前景平台，但其强疏水性限制了诊断应用。本文报道了水溶性树枝状 cryptophane 的合成，该分子在表面保留可进一步功能化的基团。作者以 cryptophane A 二酸（CrA-da）为核，通过 HDTU 介导的酰胺偶联分别连接 ...
磁共振成像（MRI）在可视化靶向造影剂方面受到严重限制，因为图像重建依赖样品弱抗磁性，需要水等丰富分子作为报告物，常规造影剂通常需要微摩尔至毫摩尔浓度，从而排除许多分子标记作为潜在靶标。为克服该限制，作者开发并表征了一种功能性氙 NMR 生物传感器，可通过靶向 129Xe MRI 识别特定细胞表面标记。表达细胞表面蛋白 CD14 的...
本研究利用自旋超极化氙（129Xe）考察局部分子环境对可逆主客体相互作用的影响。作者采用Hyper-CEST技术对暂时结合于cryptophane-A（CrAma）笼中的Xe客体原子进行标记，并通过改变射频饱和脉冲长度、结合逆拉普拉斯变换，测定氙在不同局部环境中的去极化时间。该局部环境为具有不同流动性的生物膜。研究进一步将该方法拓展...
用于磁共振成像（MRI）的‘氙生物传感器’概念最早由伯克利团队于2001年提出，证据表明与生物素标记 cryptophane 结合的超极化 129Xe 可在远低于常规增强 MRI 实验的典型浓度（nM–mM）下检测链霉亲和素。近年来，129Xe 生物传感器在分子成像挑战方面取得多项进展。例如，已合成具有约10倍更高氙亲和力和不同 1...
核磁共振可在系统水平与分子水平提供光谱和成像信息。超极化129Xe具有约10000倍信号增强和大于200 ppm的化学位移分散，且与生物流体相容。本文报道一种监测MHC II类分子与抗原肽相互作用的129Xe生物传感器。作者将HA肽（PKYVKQNTLKLAT）通过优化的肽和非肽连接臂偶联到cryptophane笼，形成cage-H...