일중항 산소 반응형 MRI 조영제

광역학 치료(PDT) 과정에서 생성되는 일중항 산소(1O2)를 생체 내에서 영상으로 검출하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 이 문제를 해결하기 위해 두 가지 Gd3+ 기반 다환 자기공명영상(MRI) 탐침 1과 2를 합성하고, 1O2와의 반응성 및 이완율(r1) 향상 능력을 평가했습니다. 탐침 1과 2는 Gd-DOTA 킬레이트에 각각 벤젠과 나프탈렌이라는 두 가지 크기가 다른 방향족 브릿지 부분을 2차 아민 링커로 연결하는 화학적 설계에 기반합니다. 1O2에 노출되면 탐침 1과 2는 벤질/나프틸메틸 아민 링커의 산화성 절단을 통해 언캐핑 변환을 겪으며, 개방형인 탐침 3으로 전환됩니다. 이 과정에서 r1 이완율은 각각 31% 감소하거나 19% 증가하는 변화를 보였습니다. 이러한 r1 값의 변화를 이해하기 위해 가변 온도 및 pH 조건에서의 이완 측정, 17O NMR, 그리고 유사한 Eu3+ 복합체의 1H NMR 및 발광 분석을 수행했습니다. 이는 이완율 변화가 2차 구형 물의 영향 등 여러 요인 간의 복잡한 상호작용의 결과임을 시사합니다. DFT 계산 결과, 탐침 1-3 모두 단일 내부 구형 물 분자를 유지하는 것으로 나타나, 실험적으로 관찰된 이완율 차이가 배위수 변화가 아닌 방향족 부분의 입체적 차폐가 이완율에 기여하는 다양한 상호작용에 영향을 미쳐 발생했음을 입증했습니다. 본 연구 결과는 1O2에 의한 아릴아민의 산화성 절단이 Gd3+ 복합체의 이완율 변화를 유도할 수 있음을 보여주는 기계론적 개념 증명이며, 1O2 반응형 MRI 조영제 설계를 위한 독창적인 전략을 제시합니다.