水溶性金属镓Corrole在鼻咽癌细胞中的荧光寿命成像及机理研究

荧光寿命成像显微技术(简称FLIM)是一种将超快时间分辨荧光光谱与显微镜结合起来的新的分子成像技术，将这种技术用于生物医学是目前国内外研究的热点。本项目拟利用中山大学光电材料与技术国家重点实验室在超快激光测量和显微成像技术方面的优势，建立和完善一套FLIM成像系统。采用奇异值分解和全局拟合相结合等方法进行数据拟合。在此基础上，研究新型用于光动力治疗光敏剂水溶性金属镓Corrole荧光探针分子在鼻咽癌细胞内的FLIM成像和荧光动力学过程。在活细胞水平，实时分析金属镓Corrole与载体蛋白分子的超快荧光寿命的空间分布,实时监测水溶性金属镓Corrole与载体蛋白形成复合物在鼻咽癌细胞内的分离时间，深入地探讨金属镓Corrole在活细胞中的代谢机制。同时，分析其代谢过程中释放的Corrole的细胞毒性，为新一代光敏剂Corrole进入肿瘤早期诊断、治疗和疗效评估等的临床实验研究奠定基础。

荧光寿命成像显微技术(简称FLIM)是一种将超快时间分辨荧光光谱与显微镜结合起来的新的分子成像技术，将这种技术用于生物医学是目前国内外研究的热点。本项目在国家基金的支持下，建立了一套FLIM成像系统。着重研究水溶性corrole和钆金磁光双模探针在鼻咽癌等细胞内的荧光寿命成像机理。首先发现：①周边取代的重原子效应能有效提高三重态布居和单线态氧的产率。中心金属鎵能大大提高荧光量子产率。②有关细胞毒性的机理研究表明：corrole 与氧的能量转移有利于单线态氧的产率的提高。而相应的电子转移不利于单线态氧的产生，但有利于羟基自由基的产生。③水溶性阴离子 corrole与DNA的相互作用可导致一个大约500飞秒量级可逆的电子转移过程。因此，不会导致DNA有效断裂。进一步FLIM研究发现：④水溶性corrole无论是否有载体蛋白都对癌细胞具有明显的靶向性。荧光量子产率的实验也进一步证明了这一结果。癌细胞（鼻咽癌，前列腺癌和乳腺癌）内corrole荧光寿命明显减小。⑤研究了新型磁光双模探针Au/Gd@MCM-41在鼻咽癌细胞的FLIM机理。自体荧光团与纳米金等离子体能量转移和磁光相互作用明显增强了探针对癌细胞的灵敏度。