廈門大學化學化工學院高錦豪教授課題組在生物影像樹枝狀大分子方面取得重要進展，相關研究以“DOTA-Branched Organic Frameworks as Giant and Potent Metal Chelators”為題發表于《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society, 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b09269)。

生物醫學影像技術可為疾病診斷提供準確豐富的原位信息。許多金屬離子在生物影像中扮演著重要角色，但游離的金屬離子毒性較高，需要進行穩定的螯合。過去幾年，釓類造影劑的穩定性和安全性引起廣泛關注，幾種動力學穩定性較低的釓類臨床試劑均被美國食品藥品監督管理局標注了“黑框警告”，在臨床上被有條件地限制使用。因此生物醫學影像急需影像性能更好、穩定性更高的螯合物探針。

高錦豪課題組提出了一種以配體為支化中心，構建生物影像樹枝狀大分子的原創策略。這一策略直接以配體DOTA為組裝基元和支化中心，逐層構建系列充滿DOTA配位穴的樹枝狀大分子。研究發現此類分子可以高效螯合大量的金屬離子，所得到的多核金屬螯合物在不同生理條件下的動力學穩定性均顯著高于小分子DOTA螯合物，說明此類分子不僅具有很高的金屬離子負載效率，而且具有很好的穩定性和生物安全性。通過螯合不同的金屬離子可以賦予不同的影像性能，例如此類分子的釓螯合物具有更好的磁共振成像造影性能，鋱螯合物可用于長時間活細胞溶酶體的熒光成像，而釓/鋱-核殼結構雙金屬螯合物則可用于磁共振-熒光雙模式成像。此類配體支化樹枝狀大分子將樹枝狀分子獨特的三維支化結構與金屬有機框架材料的框架型配位結構有機結合，一方面具有樹枝狀分子尺寸可控、單分散、穩定性好、表面易修飾等特點，另一方面又具有金屬有機框架材料配位結構豐富的特點。此類新型樹枝狀大分子為分子影像探針的設計提供了新的策略，同時配體支化策略也為構建更多具有獨特結構和功能的大分子提供了思路。

該研究工作在我院高錦豪教授的指導下完成。我院2014級直博生孫乘杰（已畢業）為第一作者，林泓域副教授為共同第一作者。研究工作得到國家自然科學基金、教育部“創新團隊發展計劃”、福建省自然科學基金以及中央高校基本科研業務費專項資金的資助。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09269