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超极化磁共振（MR）能够实时测量活体系统中的代谢通量，但由于每次超极化过程通常只能探测单一生物学条件，因此在基于细胞的研究中仍难以推广应用，这限制了实验通量、重复性研究和纵向实验的开展。在此，我们提出了一种可部署的微流控平台，利用标准MRI仪器实现并行和纵向的超极化 ^13C 代谢表型分析。通过将微流控技术与空间分辨磁共振波谱成像相结合，该平台可将一次超极化制备转化为多个相互独立的代谢测量，而无需专用射频接收阵列或专门仪器。我们证明，该平台能够可重复地区分代谢活跃与代谢不活跃样本，解析细胞类型特异性的代谢表型，量化生化和药理学扰动，并从并行样本中恢复代谢交换动力学。除提高通量外，该平台还能够对同一循环灌流的三维细胞培养体系进行重复、无损的代谢检测，从而实现对活体构建体的纵向表型分析，而非对独立样本进行终点比较。在本研究中，仅利用44次极化事件即获得了186次HP-MR测量，对应于实验通量约提高4倍；同时，通过随时间跟踪相同构建体，纵向监测使生物样本制备需求降低了5倍。通过降低超极化代谢成像的技术门槛，并同时实现并行和纵向代谢表型分析，该平台为药物发现、微生理系统和患者来源模型提供了一个易于获取的应用框架。
用于并行与纵向超极化磁共振代谢表型分析的可部署微流控平台 | bioRxiv
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用于并行与纵向超极化磁共振代谢表型分析的可部署微流控平台
David Gomez-Cabeza，Lluis Mangas-Florencio，Gergo Matajsz，Marc Azagra，Alba Herrero-Gomez，James Eills，Irene Marco-Rius
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.738913
David Gomez-Cabeza IBEC 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本作品依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 提供。
返回顶部 上一篇 下一篇 发布于 2026 年 7 月 17 日。
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David Gomez-Cabeza，Lluis Mangas-Florencio，Gergo Matajsz，Marc Azagra，Alba Herrero-Gomez，James Eills，Irene Marco-Rius
bioRxiv 2026.07.16.738913； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.738913
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用于并行与纵向超极化磁共振代谢表型分析的可部署微流控平台
David Gomez-Cabeza，Lluis Mangas-Florencio，Gergo Matajsz，Marc Azagra，Alba Herrero-Gomez，James Eills，Irene Marco-Rius
bioRxiv 2026.07.16.738913； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.738913
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.16.738913v1?rss=1
🏷️ 超极化磁共振 微流控平台 代谢表型分析 纵向监测 三维细胞培养