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  共軛聚合物是一類(lèi)性能優(yōu)異的光學(xué)造影劑，然而光學(xué)成像技術(shù)有限的組織穿透深度限制了共軛聚合物在活體成像上的應(yīng)用范圍。另一方面，共軛聚合物本身所具備的順磁性，使其在理論上有可能作為一種造影劑而應(yīng)用于具有無(wú)電離輻射和無(wú)組織穿透深度限制等特點(diǎn)的磁共振成像領(lǐng)域，但如何將共軛聚合物的順磁性應(yīng)用于磁共振成像，仍需在理論上進(jìn)一步闡釋并在實(shí)踐中加以驗(yàn)證。近期，復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的林沁睿博士后等以常用的共軛聚合物聚吡咯為模型分子，通過(guò)聚吡咯中順磁性物質(zhì)與周邊分子的相互作用，成功制備得到了具有T₂-磁共振造影功能的共軛聚合物造影劑。

圖1聚吡咯中，單極化子與周邊分子相互作用的變化。

  共軛聚合物被氧化時(shí)會(huì)分別產(chǎn)生具有順磁性的單極化子（帶一個(gè)正電荷）和雙極化子。通常在共軛聚合物內(nèi)部單極化子的孤對(duì)電子之間存在著強(qiáng)“自旋-自旋”相互作用，導(dǎo)致單極化子與水分子相互作用較弱，無(wú)法用于磁共振成像�；诖�，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種“部分配位”的方法，利用鄰二酚類(lèi)物質(zhì)，將共軛聚合物中的未成對(duì)電子“釋放”出來(lái)，轉(zhuǎn)而與水分子相互作用；同時(shí)，在“部分配位法”的制備過(guò)程中，單極化子能夠進(jìn)一步偶聯(lián)形成雙極化子，而雙極化子的靜電排斥作用亦能增強(qiáng)單極化子與水分子的相互作用，由此成功制備得到了具有T₂磁共振造影功能的聚吡咯納米粒子，其作為造影劑用于體內(nèi)磁共振成像的可行性已得到初步驗(yàn)證。這一“部分配位法”同樣適用于其它聚合方法相近的共軛聚合物納米材料如聚噻吩、聚苯胺類(lèi)物質(zhì)等。

  此項(xiàng)工作以“Non-metallic T₂-MRI agents based on conjugated polymers”為題發(fā)表在《Nature Communications》上（Nat Comm 2022,13, 194），文章第一作者是復(fù)旦大學(xué)博士后林沁睿博士，邵正中教授和楊宇紅博士為本文共同通訊作者；該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。另外，本文也是團(tuán)隊(duì)在過(guò)去兩年中基于共軛聚合物造影劑研究（Nano Lett 2018, 18, 7485）的后續(xù)工作。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29569-x