何為電子共振成像（ERI）？

　　電子順磁共振（EPR）是當(dāng)今材料表征手段之一，該技術(shù)通過(guò)檢測(cè)樣品中的未成對(duì)電子在磁場(chǎng)線圈中的躍遷所產(chǎn)生的順磁圖譜來(lái)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息和動(dòng)態(tài)信息。初這種技術(shù)主要用于研究復(fù)雜原子的電子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、原子偶矩及分子結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。在隨后的發(fā)展中逐漸向化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展，主要用于闡明復(fù)雜的有機(jī)化合物中的化學(xué)鍵和電子密度分布以及動(dòng)植物中存在自由基等問(wèn)題。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，生物組織內(nèi)的氧含量被發(fā)現(xiàn)與諸多疾病有著直接關(guān)系，而EPR能夠很好地應(yīng)用于這一檢測(cè)。在EPR基礎(chǔ)上研發(fā)的電子共振成像（ERI）是一種使用特定磁場(chǎng)對(duì)外部注射的自旋探針進(jìn)行成像的技術(shù)。這種技術(shù)使用的自旋探針往往基于一個(gè)孤電子的氮氧化物或三苯甲基類化合物，能夠在生物體內(nèi)因內(nèi)環(huán)境的不同而發(fā)出不同的信號(hào)。因此能夠用于活體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物體內(nèi)的組分含量信息，諸如氧含量、氧化還原水平，pH變化，氧化應(yīng)激水平等。

　　ERI的制造一直是一個(gè)難題，相較于傳統(tǒng)的磁共振成像（MRI）來(lái)說(shuō)，ERI需要的磁體更大，冷卻技術(shù)要求難度更高，因此實(shí)現(xiàn)大尺度樣品的成像十分困難。目前市面上的ERI設(shè)備腔體難以容納一整只動(dòng)物，因此難以實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物活體順磁成像。近期Novilet公司研發(fā)的全新一代順磁成像系統(tǒng)ERI TM 600成功攻克了ERI大樣品活體成像的難題。將樣品腔的直徑擴(kuò)大到了5 cm，其體積與傳統(tǒng)順磁共振波譜儀相當(dāng)，為ERI活體成像技術(shù)掃清了障礙。

　　電子共振成像有何優(yōu)勢(shì)？

　　隨著自旋探針的開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)有多種可用于成像的自旋探針問(wèn)世，使得ERI也可用于生物成像。這種成像技術(shù)相較于熒光成像來(lái)說(shuō)具有許多優(yōu)勢(shì)：

　　- 自旋探針具有高度特異性，在成像中具有很高的信噪比，不易受到生物本身的影響；

　　- 自旋探針代謝速度快、毒性低，對(duì)活體影響小；

　　- 順磁技術(shù)成像速度快、檢測(cè)精度高（可達(dá)亞微米的分辨率），具有更好的時(shí)間、空間分辨率。

　　電子共振成像有何應(yīng)用？

　　- 腫瘤成像和監(jiān)測(cè)

　　- 神經(jīng)退行性疾病的診斷

　　- 監(jiān)測(cè)缺氧和氧濃度區(qū)域及其機(jī)制

　　- ROS成像和氧化應(yīng)激反應(yīng)的研究

　　- 基于自旋探針的小動(dòng)物成像

　　- 腦部病變中的氧化應(yīng)激水平檢測(cè)