精密测量院拥有两个国家重点实验室，一个国家大型科学仪器中心，一个国家台站网等4个国家级平台，各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人，其中院士4人、杰青13人，各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今，在精密测量领域承担了数十项重大重点项目，其中，国家战略先导专项（2.5亿元）1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 精密...
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（以下简称精密测量院）是由中国科学院武汉物理与数学研究所（始建于1958年）、中国科学院测量与地球物理研究所（始建于1957年）融合组建而成，是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路，峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下，精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新，解决了一系列事关国家全局的重大科...
精密测量院立足精密测量科学与技术创新，面向国家的重大战略需求，发挥多学科交叉优势，开展原子频标与精密测量物理、大地测量和地球物理、综合定位导航授时、脑科学与重大疾病以及多学科交叉的数学计算等研究，促进以原子频标、原子干涉、核磁共振、重力测量、地震探测等精密测量技术为核心的学科发展，形成精密原子、精密分子、精密地球三...
近日，精密测量院研究团队在双模态分子影像领域取得突破，通过弛豫调控策略开发了一种高灵敏度氟-19磁共振-荧光双模态成像（19F MRI-FLI）造影剂，在微摩尔分子浓度下实现了酸-碱响应性19F MRI-FLI双模态成像，为开发兼具高灵敏度和刺激响应性的双模态造影剂提供了新策略。相关研究成果近日发表在化学类综合性期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。
基于氟化四苯乙烯轮烷的响应性19F MRI-FLI双模态造影剂
双模态成像通过优势互补能为生物医学研究提供更精准、全面的影像信息。例如，FLI适合提供细胞和浅表组织的高灵敏影像，19F MRI适合提供深层组织的量化“热点”影像，而FLI-19F MRI双模态成像能提供从细胞到整体动物的全面精准信息，在疾病的机制与诊断、药物的追踪与疗效监测等领域得到了广泛应用。然而，19F MRI的灵敏度比FLI低1000倍以上，难以实现同一造影分子的双模态成像和精准信息整合。
针对19F MRI灵敏度低的难题，团队巧妙利用轮烷的机械键，高效对称地整合4个氟化冠醚（轮），构建由144个磁等价氟原子组成的超强19F MRI信号源；同时，利用轮烷的互锁结构调控氟原子的弛豫时间，实现了信号的快速采集。这些策略有效弥合了轮烷体系中19F MRI与FLI间的灵敏度差异，在微摩尔浓度下实现了双模态成像。此外，四苯乙烯因运动受限触发了聚集诱导荧光（AIE）效应，利用“轮-轴”间pH响应性的氢键生成和断裂，实现了与“轮的驻停-穿梭”同步的FLI增强和削弱。
通过系统对比轮烷形成前后及其“驻停-穿梭”状态的核磁与荧光信号变化和分子动力学计算，研究团队发现轮烷R5F结构中4个氟化冠醚（轮）均以“C”型构象串在四苯乙烯母核（轴）上，此时“轮-轴”间的氢键和位阻效应、苯环间的π-π作用以及含氟基团间氟碳相互作用共同限制了氟原子和四苯乙烯的运动，显著增强了19F MRI和FLI信号，实现了16 μM分子浓度下的快速19F MRI和pH响应性FLI。该研究不仅发展了目前灵敏度最高的19F MRI-FLI双模态造影分子，也为轮烷类分子机器的动力学研究和结构设计提供了全新视角。
轮烷氢键断裂导致的构象变化（a）；R5F的19F NMR（b）；轮WF、[5]轮烷R5F及R’5F的19F弛豫时间（T1和T2，c）和对应19F MRI（d）；R5F的pH响应FLI（e）
该研究成果以“Mechanical Interlocking of 144 Symmetrical19F and Tetraphenylethylene for Magnetic Resonance-Fluorescence Dual Imaging”为题发表在化学类综合性期刊《美国化学会志》上。精密测量院博士生杨兰、博士后王方和副研究员李昱为文章共同第一作者，研究员江中兴和陈世桢为通讯作者。
该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院先导专项和中国科学院青年交叉团队项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c00429
科研动态
精密测量院基于弛豫调控实现高灵敏19F MRI-FLI分子成像
近日，精密测量院研究团队在双模态分子影像领域取得突破，通过弛豫调控策略开发了一种高灵敏度氟-19磁共振-荧光双模态成像（19F MRI-FLI）造影剂，在微摩尔分子浓度下实现了酸-碱响应性19F MRI-FLI双模态成像，为开发兼具高灵敏度和刺激响应性的双模态造影剂提供了新策略。相关研究成果近日发表在化学类综合性期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。
基于氟化四苯乙烯轮烷的响应性19F MRI-FLI双模态造影剂
双模态成像通过优势互补能为生物医学研究提供更精准、全面的影像信息。例如，FLI适合提供细胞和浅表组织的高灵敏影像，19F MRI适合提供深层组织的量化“热点”影像，而FLI-19F MRI双模态成像能提供从细胞到整体动物的全面精准信息，在疾病的机制与诊断、药物的追踪与疗效监测等领域得到了广泛应用。然而，19F MRI的灵敏度比FLI低1000倍以上，难以实现同一造影分子的双模态成像和精准信息整合。
针对19F MRI灵敏度低的难题，团队巧妙利用轮烷的机械键，高效对称地整合4个氟化冠醚（轮），构建由144个磁等价氟原子组成的超强19F MRI信号源；同时，利用轮烷的互锁结构调控氟原子的弛豫时间，实现了信号的快速采集。这些策略有效弥合了轮烷体系中19F MRI与FLI间的灵敏度差异，在微摩尔浓度下实现了双模态成像。此外，四苯乙烯因运动受限触发了聚集诱导荧光（AIE）效应，利用“轮-轴”间pH响应性的氢键生成和断裂，实现了与“轮的驻停-穿梭”同步的FLI增强和削弱。
通过系统对比轮烷形成前后及其“驻停-穿梭”状态的核磁与荧光信号变化和分子动力学计算，研究团队发现轮烷R5F结构中4个氟化冠醚（轮）均以“C”型构象串在四苯乙烯母核（轴）上，此时“轮-轴”间的氢键和位阻效应、苯环间的π-π作用以及含氟基团间氟碳相互作用共同限制了氟原子和四苯乙烯的运动，显著增强了19F MRI和FLI信号，实现了16 μM分子浓度下的快速19F MRI和pH响应性FLI。该研究不仅发展了目前灵敏度最高的19F MRI-FLI双模态造影分子，也为轮烷类分子机器的动力学研究和结构设计提供了全新视角。
轮烷氢键断裂导致的构象变化（a）；R5F的19F NMR（b）；轮WF、[5]轮烷R5F及R’5F的19F弛豫时间（T1和T2，c）和对应19F MRI（d）；R5F的pH响应FLI（e）
该研究成果以“Mechanical Interlocking of 144 Symmetrical19F and Tetraphenylethylene for Magnetic Resonance-Fluorescence Dual Imaging”为题发表在化学类综合性期刊《美国化学会志》上。精密测量院博士生杨兰、博士后王方和副研究员李昱为文章共同第一作者，研究员江中兴和陈世桢为通讯作者。
该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院先导专项和中国科学院青年交叉团队项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c00429