亚细胞定位锌离子比率测量荧光探针的构建

利用荧光探针研究金属离子在生物体内的生理作用是目前国内外化学及生物学领域的研究热点问题。本项目将利用亚细胞定位与比率测量技术相结合的方法，以超分子光化学原理为设计依据，通过有机化学的合成方法，开发一系列以金属离子抑制喹啉共振为识别机理的新型比率测量锌离子荧光探针，努力解决目前荧光探针分子无法精确亚细胞定位及准确测量锌离子分布及浓度的问题，利用现代先进的表征方法及分析测试手段，实现对不同亚细胞结构中内源锌离子的实时分布及浓度的准确检测，为进一步研究锌离子在细胞信号转导乃至生命过程中的作用提供有力工具和可靠手段。

本项目利用亚细胞定位与比率计量技术相结合的方法，以超分子光化学原理为设计依据，通过有机化学的合成方法，开发了两个的新型比率测量型锌离子荧光探针，成功解决了荧光探针分子无法精确亚细胞定位及准确测量锌离子分布及浓度的问题，利用激光共聚焦技术实现了对活细胞线粒体及溶酶体上锌离子的定量检测；另外，完善了基于喹啉发色团质子化-分子内电荷共振的比率计量型探构建的识别机理，并基于此开发了一个镉离子比率计量型探针及一个可定位于溶酶体的pH比率计量型探针；基于新颖的化学反应、物理变化构建了两个可快速检测H2O2及HClO的荧光探针，在反应速率及识别速度方面有了非常明显的提高；鉴于花菁类染料的近红外发光特性探索了近红外比率计量型探针的通用构建方法,并基于此分别开发了近红外比率计量型H2O2和H2S探针,并成功用于细胞内荧光成像。总之，本项目共成功研发小分子荧光探针8个，初步生物成像实验表明大部分探针毒性小，灵敏度高，选择性好适用于生物环境下微量物质的检测，具有非常好的应用前景。