自由基是具有非偶電子的基團或原子，它具有非常強的化學反應活性。在生物體內，自由基高度的化學活性使得它可以與各類生物大分子反應使其變性，這使它成為了把生物體的“雙刃劍”：在炎癥反應中自由基可以攻擊外來病原體來保護生物體自身，而過度的自由基又會導致DNA變性甚至細胞壞死和凋亡。因此檢測自由基的含量，尤其是在體內檢測尤為重要。

    以氧化氮為代表的自由基藥物直是藥物學研究的重點。傳統的藥代動力學自由基測量，需要從生物體的不同部位提取體液，然后再使用電子順磁共振波譜儀（electron paramagnetic resonance，EPR）來測量體液樣品內的自由基含量。然而如何在生物體內定點、定時、定量地檢測釋放自由基藥物，以及如何在時間、空間、劑量上測量生物體內的自由基藥物，直是藥代動力學域的難題。

    波蘭Novilet公司新推出的小動物活體自由基檢測系統ERI TM 600，是款可對小鼠與大鼠等動物進行活體順磁成像的商業化儀器。ERI TM 600突破了傳統電子順磁共振波譜儀僅能對體外提取物進行定量分析的局限，實現了對小鼠體內的自由基藥物進行長時間的3D/2D實時成像觀測。同時ERI TM 600配置了溫度控制與呼吸監測儀，有效保證小動物在成像時維系正常的生理活動。

ERI TM 600成像原理圖

    ERI TM 600成像非常簡單，僅需將小鼠麻醉之后，對荷瘤小鼠與對照小鼠注射OX063自旋探針即可。ERI TM 600在2分鐘內可對小鼠進行255個投影掃描（25 cm²，精度500 μm），獲得系列的2D圖像，然后通過軟件對這些2D圖像進行重構，獲得小鼠的實時3D圖像。

ERI TM 600成像結果

    近期發表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明與荷瘤小鼠相比，對照組小鼠探針（尤其在腫瘤部位）分布均勻。荷瘤小鼠探針的信號強度、峰值時間、流入流出比等藥代動力學參數與對照小鼠差異明顯。將3D成像圖與小鼠體表照片相擬合，可以明顯觀察到腫瘤部位的ERI探針成像表征的藥代動力學參數異常。ERI TM 600所得3D圖像可以更加直觀、準確、長時間地展現自由基藥物在小鼠體內的藥代動力學分布。

    作為中國與進行進技術、進儀器交流的重要橋頭堡，Quantum Design中國于2020年初引進了波蘭Novilet公司的進產品小動物活體自由基檢測系統——ERI TM 600，歡迎感興趣的老師咨詢！

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