麻省理工学院生物工程师艾伦·贾萨诺夫(Alan Jasanoff)团队在5月13日出版的《自然·生物医学工程》杂志上报告了一种新型磁共振成像(MRI)传感器。该传感器能够根据特定分子靶标增强或减弱MRI信号，灵敏度较以往的小分子传感器显著提升，有望用于检测大脑中的神经递质和其他重要分子。
长期以来，利用MRI灵敏检测大脑中的小分子存在困难，因为特定神经化学物质的含量很低。传统传感器需要大量造影剂才能产生可观测的信号变化，且每个造影剂分子需对应一个目标分子，导致信号变化微弱，不足以检测生理事件。
贾萨诺夫团队设计的新型传感器名为脂质体纳米颗粒报告器(LisNRs)。其核心机制是让单个目标分子影响多种造影剂，而非一对一对应。研究人员将核磁共振造影剂钆封装在脂质体纳米颗粒中，并在颗粒壁上构建了受目标分子调控的水通道。当靶分子存在时，通道开放，水分子进入，钆增强局部MRI信号;反之，部分LisNRs在靶分子存在时通道关闭，信号减弱。
团队利用该探针在活体大鼠大脑中检测生物素分子，结果显示灵敏度约为传统一对一传感方法的十倍。建模结果表明，随着技术进一步发展，灵敏度有望更高。研究人员还证明，该传感器可通过系统性途径输送至各器官并扩散至整个大脑。
下一步，团队将设计能够响应多巴胺和谷氨酸等特定神经化学物质的LisNRs。贾萨诺夫表示，理论上大脑中约有100种神经化学物质是他们希望检测的目标。
