细胞原位单分子探测新方法、联用技术及其应用

细胞是生命活动的基本单位。由于生物组织的不均匀性，同种细胞的大小、形状和生物活性等均有显著差异。细胞群体分析方法获得的信息均为大量细胞统计的平均结果，往往掩盖了单个细胞之间的差异。本项目旨在发展单分子探测新原理、新方法及其联用技术，建立单分子多维探测平台,实现荧光相关光谱、单颗粒跟踪、单分子共振能量转移和激光共聚焦荧光成像等功能，发展单细胞原位分析新方法和新技术，获得单细胞时空信息。发展荧光探针制备新方法，改善荧光探针的稳定性和消除量子点的闪烁行为。基于构建的细胞原位单分子多维探测平台，研究纳米粒子在细胞膜上扩散行为和分布，研究细胞受体与配体分子相互作用。发展原位细胞凋亡分析新方法，研究药物诱导肿瘤细胞凋亡，获得细胞凋亡时空信息。为某些重大疾病（如癌症）诊断、病理研究、药物的筛选提供新方法、新技术。

细胞是生命的基本单位。细胞虽小，但它是一个非常复杂的、非均匀的动态体系。同种细胞状大小、形状和和生物活性等均有显著差异。细胞群体分析方法往往掩盖了单个细胞之间的差异。本项目旨在发展单分子探测新原理、新方法及其联用技术，建立单分子多维探测平台，发展单细胞原位分析新方法和新技术，获取单细胞内生物分子的时空信息。该项目取得研究成果主要包括如下几个方面：.基于激光共聚焦光学构型，构建了单分子多维探测平台（I-型），实现荧光自相关光谱、双色荧光互相关光谱、单颗粒的计数和共聚荧光成像等单分子探测功能。. 基于全内反射光学构型和暗场成像光学构型，构建了单分子探测系统(II-型）。实现空间分辨荧光相关光谱、空间分辨散射相关光谱和单颗粒跟踪等功能。建立了时空分辨相关光谱的理论模型。.开展了荧光量子点（如InP、CdSe、 (Zn)CuInS及钙钛矿(CsPbX3, X = Cl, Br, I)）闪烁机理的研究。系统地研究了量子点的组成、表面配体、壳层已经合成条件等因素对量子点的闪烁行为的影响，发展了荧光量子点闪烁行为的调控方法。.建立了时空分辨散射相关光谱新方法，系统地研究了细胞内纳米粒子的扩散行为，获得了细胞内纳米粒子的扩散和分布规律。为纳米医学如光热和动力学治疗、纳米药物的缓释研究提供原位研究新方法。.发展了离线和原位研究药物诱导细胞凋亡的研究方法。建立了细胞内PTEN蛋白的动力学研究方法。系统地研究了各种因素对细胞内PTEN蛋白浓度分布和扩散的影响。.建立了细胞内p53 蛋白与MDM2相互作用原位研究新方法。系统地研究了p53 蛋白与MDM2的结构、p53的突变体、p53的多聚化以及某些药物等因素对p53 蛋白与MDM2相互作用的影响。我们的研究结果对于某些生理和病理过程的调控以及原位评价药物活性具有重要意义。.建立了离线和原位研究药物分子与靶蛋白分子相互作用新方法。系统地研究了某些药物分子与ABL（酪氨酸激酶）的相互作用，为原位评价药物活性提供了一种新方法。.在JACS，Angew. Chem., Anal. Chem., J. Phys. Chem., Sci. Rep., Chem. Eur. J., Langmuir, Nucleic Acids Res.等杂志发表研究论文41篇, 获得中国发明专利5项, 申报了教育部自然科学一等奖1项（在公示中)。