微型“即插即用”平台有望加速新型PET放射性示踪剂研发

美国南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine of USC)的研究团队正致力于开发一种微型“即插即用”(Plug-and-play)芯片平台，旨在大幅加快新型正电子发射断层扫描(PET)放射性示踪剂的合成制备流程。该项目旨在降低分子影像探针的研发门槛与制备成本，已获得美国国立卫生研究院(NIH)下属国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)为期四年、总额达260万美元的专项科研资助。

该项目由南加州大学放射学、放射肿瘤学及药理与药物科学研究教授陈凯博士(Kai Chen, PhD)领衔。在临床研究中，科学家们不断发现各类疾病的新型生物标志物，但将这些靶点转化为适用的PET示踪剂往往面临诸多技术壁垒——生物分子的放射性标记过程工艺复杂、技术要求极高，传统模式下高度依赖大型专用合成热室与笨重的专用设备。

为攻克这一制备瓶颈，南加州大学团队将两项前沿化学技术融为一体：一是能够实现分子间快速、精准拼接的“点击化学”(Click chemistry);二是利用微升极微量液体进行高效反应的“液滴放射化学”(Droplet radiochemistry)。研究人员正与加州大学洛杉矶分校(UCLA)的科研团队展开紧密合作，将通用放射性结构基元(Building block)与不同靶向生物分子集成为一体，固化于微型芯片装置中。

陈凯教授指出，将所有化学合成与标记步骤高度浓缩于微型芯片之上，有望实现新型放射性示踪剂的快速、高效制备，大幅降低对传统大型昂贵设施与复杂屏蔽装备的依赖。目前，团队已针对多款肿瘤靶向示踪剂完成了初步概念验证，其中包括靶向在多种恶性肿瘤中高表达的成纤维细胞活化蛋白(FAP)示踪剂，以及针对肝癌和前列腺癌的特异性分子探针。前期试验数据表明，微尺度下的点击化学可快速合成多款肿瘤靶向探针。

随着新一轮科研资助的落地，该系统有望推动放射性示踪剂制备走向更高程度的自动化与微型化，显著削减开发专用影像探针所需的物资与硬件成本。除恶性肿瘤精准诊疗外，该微流控平台后续还将进一步拓展适配至神经退行性疾病等其他重大疾病靶向示踪剂的合成探索中，并在未来数年内持续优化硬件性能并扩大分子筛选广度。