磁共振成像（MRI）由于其优异的安全性、检测部位不受组织深度限制及超高的空间分辨能力，在肿瘤影像诊断方面表现出广阔的应用前景。然而，仅仅基于癌症病变导致的氢质子分布或存在状态变化的常规磁共振成像，难以实现对肿瘤的早期灵敏诊断，因此亟需发展先进的磁共振分子影像探针，以满足肿瘤早期诊断及灵敏成像的实际需求。
      激活型探针无疑可大幅提高肿瘤成像的信噪比，然而激活型的MRI探针少之又少。从目前的报道来看，仅有含锰化合物，由于可以在中性或酸性水溶液中释放顺磁性Mn²⁺，而满足激活型MR探针的构建需求。但是Mn²⁺的生物安全性低，对人体有一定的毒副作用。与Mn²⁺相比，顺磁性离子Fe³⁺生物安全性好。但常见含Fe的化合物在水及生理条件下十分稳定，不会因为肿瘤微环境的微弱差异而产生状态变化，因此不满足激活型MR探针的构建需求。
      针对这一问题，我们提出利用没食子酸（Gallic Acid, GA）和Fe³⁺的不饱和配位实现肿瘤微酸环境激活型磁共振成像探针的构建思路。没食子酸对Fe³⁺的不饱和配位一方面会在配合物体系中引入Fe-O-Fe结构，该结构会因反铁磁耦合而使Fe³⁺表现出被大大减弱的磁共振成像能力；另一方面，Fe³⁺与GA的不饱和配位会大大降低所形成配合物的环境稳定性，进而使其表现出强烈依赖于pH值的Fe³⁺的释放能力。也就是说降低环境pH值，可打破Fe-O-Fe反铁磁耦合，释放Fe³⁺，进而激活该探针的MR成像能力。
      我们巧妙地通过在稀土上转换发光纳米颗粒表面构建上述配合物，并利用该配合物因释放铁离子而产生的吸收光谱变化，通过上转换发光实现了在动物体内对GA/Fe³⁺配合物释放Fe³⁺的活体在线检测。 该研究还发现，当该探针进入血液时，探针表面不饱和配位Fe³⁺还会与血液中转铁蛋白结合，这一行为大大增强了该探针对实体肿瘤的靶向能力。同时，Fe³⁺的释放还赋予了该探针突出的抗肿瘤能力。研究结果表明被释放的Fe³⁺可以诱使癌细胞中ROS累积，从而导致细胞铁死亡和凋亡，而未被释放Fe³⁺会因与GA的配合而表现出光热治疗效果。综合上述多种抗肿瘤效应，在荷瘤裸鼠上，只需要单次给药和单次光热治疗，就可以实现优异的肿瘤治疗效果。
     上述工作通过引入Fe³⁺不饱和配位结构这一有趣的思路，首次实现了基于Fe³⁺激活释放的肿瘤探针特异性MR探针的构建，并结合上转换发光，在活体动物上实现了Fe³⁺释放分布的活体成像，上述研究有望为肿瘤灵敏成像及高效治疗提供全新的研究思路。相关研究成果近期已被接收发表（Angewandte Chemie International Edition, 2019, 58, 11088 )。
       该工作是在高明远研究员和侯毅副研究员的悉心指导下完成。两位老师从实验最初的构想和设计，到实验的开展和数据整理分析，直至论文的写作、修改以及投稿，都付出了大量的心血和精力。在此，深深感谢高老师和侯老师对本工作给予的支持和指导。同时，特别感谢新南威尔士大学Sophia Gu老师对本工作的帮助。
                                                                                                                                                                                                                 张沛森等