Gd-DOTA-DBCO，二苯并环辛炔-大环螯合剂-钆离子，二苯并环辛炔-DOTA-Gd，二苯并环辛炔-螯合单元-Gd³⁺

中文名称：二苯并环辛炔-大环螯合剂-钆离子

英文名称：Gd-DOTA-DBCO

一、化学定义

Gd-DOTA-DBCO是一种集成了磁共振成像（MRI）对比增强功能与生物正交连接功能的先进杂合分子。从化学结构上看，它由三个关键模块共价连接而成：Gd（钆离子） 作为顺磁性信号源；DOTA（大环螯合剂） 作为稳定封装钆离子的载体；以及DBCO（二苯并环辛炔） 作为特异性连接手柄。这三个单元通过设计精密的连接臂组合，形成一个完整的、功能可预测的化学实体。其产品常标识为 Gd-DOTA-DBCO 或 Gadolinium(III)-DOTA-Dibenzocyclooctyne Conjugate。

二、核心物理化学特性

该化合物的特性源于其各模块的协同作用。Gd-DOTA 部分具有极高的热力学与动力学稳定性，能有效防止有毒游离钆离子释放，同时提供优异的水溶性和高弛豫效能（r1值），这是实现明亮T1加权MRI对比度的物理基础。DBCO 基团则赋予分子独特的反应活性，它作为一种高应变环炔，能够在无金属催化剂、生理相容的条件下，与叠氮基团发生快速、特异且高效的“点击化学反应”。整个分子因而兼具了生物稳定性与反应特异性。

三、主要应用领域与作用机制

Gd-DOTA-DBCO的核心作用是作为 “模块化探针前体” ，在化学生物学和生物医学成像领域实现精准标记。其应用遵循一个通用策略：首先，将叠氮基团（-N₃）通过代谢工程或化学修饰引入到目标生物分子（如抗体、细胞表面糖类）或纳米材料上；随后，将Gd-DOTA-DBCO作为“即用型”标记试剂加入体系，其DBCO基团会与预置的叠氮发生生物正交点击反应，从而将高弛豫效能的Gd-DOTA单元共价、特异性地“锚定”在目标靶点。

这一机制使其广泛应用于：

活体细胞追踪与成像：标记特定细胞类型并在MRI下进行无创、长效监测。

靶向性肿瘤MRI：构建抗体或肽靶向的磁共振对比剂，提升肿瘤显像的特异性与信噪比。

多模态探针构建：作为MRI模块，与荧光基团等其他报告模块结合，构建能提供互补信息的探针。