微型即插即用平台研发提速，有望革新新型正电子发射断层扫描示踪剂制备流程

美国南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine of USC)的科研团队正在开发一种微型“即插即用”(Plug-and-play)微流控平台，旨在显著加快新型正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography, PET)放射性示踪剂(Radiotracers)的合成与研发周期。该项目获得了美国国家卫生研究院(NIH)下属国家生物医学成像与生物工程研究所(National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, NIBIB)为期四年、总额260万美元的专项科研资助。

在南加州大学放射学、放射肿瘤学及药学科学研究教授陈凯博士(Dr. Kai Chen)的带领下，该团队致力于构建一套通用型合成系统，将通用的放射性分子构建基块与多种生物靶向分子精准偶联，以此快速生成新型分子影像探针。尽管当前生物医学界不断发掘出潜在的疾病生物标志物(Biomarkers)，但将其快速转化为PET临床示踪剂面临着极高的技术门槛，传统生物分子放射性标记流程工艺繁琐，且长期严重依赖庞大昂贵的专用屏蔽设备与专业实验室环境。

为化解这一行业瓶颈，南加州大学团队携手加州大学洛杉矶分校(UCLA)的科研人员，将点击化学(Click chemistry)与液滴放射化学(Droplet radiochemistry)两项前沿化学合成技术高度集成于指甲大小的芯片级微型装置中。点击化学能够促成功能分子间的极速偶联，而微液滴放射化学则允许在纳升或微升超微体积下高效完成放射性反应，从而大幅摆脱对传统重型自动化合成热室与大型仪器装置的依赖。

目前，研发团队已围绕多个肿瘤靶向示踪剂开展了概念验证研究，其中包括针对在多种恶性肿瘤中高度表达的成纤维细胞活化蛋白(Fibroblast Activation Protein, FAP)靶向探针，以及针对肝癌和前列腺癌的特异性分子探针。前期实验证实，利用点击化学可在微尺度下快速制备针对多种肿瘤标志物的放射性探针，本次新获批的研究经费将用于进一步拓展生物靶点范围并完善工程化硬件平台。

该芯片平台未来有望推动放射性示踪剂研发走向全自动化操作，成倍压缩新药筛选与探针制备所需的硬件投入及试剂消耗。除恶性肿瘤精准诊疗外，该技术路线还可灵活迁移至神经退行性疾病及心血管病变等分子靶点的示踪剂合成中，研究团队计划在未来两年内系统优化微流控芯片结构，并完成更大规模分子探针库的装载与活体验证。