4月8日,记者从浙江大学获悉,该校核医学与分子影像研究所张宏教授团队,历时12年成功研制了国内首套具有自主知识产权的PET分子影像探针微流控模块化集成合成系统。这项成果对我国抢占分子影像领域的科学研究制高点具有重要战略意义。
据悉,正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Tomography,简称PET)是国际上最先进的分子影像学检查技术。
作为PET和核医学的关键,分子影像探针是一种特异性的显像剂,其中发挥信号作用的是放射性核素。这些放射性核素就像“侦察兵”,能为医生和科研人员找到病灶的位置。然而,现有的分子影像探针合成方式却严重滞后于临床应用和研究的速度,无法胜任新PET分子影像探针的研发,且长期依靠国外进口。
“现在国际上已经有100多种显像剂,制备方法各不相同,一台合成仪基本只能生产一种显像剂,造成临床和科研上投入巨大。”浙大核医学与分子影像研究所张宏教授说,功能单一与合成剂量大是当前分子影像探针合成的主要弊端,制作分子影像探针的原料,在合成中浪费随处可见,每次的生产量大于用量。
而目前该团队研制成功的样机,具有低成本、多模块、快合成、自动化等特点,采用微流控芯片模块化策略,在一台仪器上可以合成不同的PET分子影像探针。在放射量、制备时间、前体量、溶剂消耗量、功率消耗、设备成本等关键能耗指标上,较现有设备降低62%至98%。
PET分子影像要充分发挥作用,还要有与个体化临床应用、个性化科研需求相适应的PET分子影像探针合成仪。做小、做好,是临床实践对新一代PET分子影像探针合成系统研制的迫切要求。
由此,张宏带领团队成员组建了交叉学科团队,提出了PET分子影像探针微流控模块化集成合成系统这一设计思路。经过多年的研究,设计出一款由石英制成的特殊微流控芯片。
随着研究的深入,课题组将微流控芯片迭代成为涵盖微泵、微储液器、连接微管、微混合器、微分离纯化柱的以微流控芯片反应器为主的合成系统。此外,团队还根据不同探针的合成反应需要,开发出具有不同的微流控芯片反应器。并通过自动控制的通道切换,把不同的试剂通入反应芯片。
据张宏介绍,芯片插入仪器,就可以针对不同的分子影像探针制造,通过更换微流控芯片即可实现。张宏把芯片比喻成磁带,也就是说,插上不同的芯片就能获得不同的探针。此外,该团队还通过系统化集成研究,构建了微流控合成仪主机控制系统,实现了全自动远程控制,只需要在电脑上选择配置方案,便可一键合成所需分子影像探针。
中国网2019年4月9日