基于氮桥头芳杂五环并吡啶-罗丹明的比率型荧光探针的设计合成与细胞成像

Looking for new fluorescent dyes has been a difficult and hot spot in the field of fluorescent imaging. This study intends to design and synthesize series of novel fluorescent dyes based on N-bridged heterocycles using the newly found tandem reaction. In combination with the rapid response, high specitivity, and high sensitivity of rhodamine probe, herein, N-bridged heterocycles (energy donor) modified by rhodamines (energy acceptor) will be developed as new ratiometric fluorescent probes for monitoring some special analytes in living cells.

寻找性能优良的新型荧光染料一直是荧光成像领域的难点和热点。本研究拟采用我们先前发现的新型串联反应，合成系列结构多样的新型氮桥头芳杂五环并吡啶类荧光染料。将此类新染料作为荧光共振能量传递体系中的供体，选取罗丹明作为受体，构筑新型、多样化的比率型荧光探针，通过经典的罗丹明“开-关”光学性质，实现对某些具有生理功能化学物种的高灵敏、高准确性的比率发光检测，并最终实现在细胞层次上的发光成像检测。

寻找性能优良的新型荧光染料一直是荧光成像领域的难点和热点。在本课题执行期间，研究工作围绕构建新型比率荧光探针的科学问题展开，采用我们先前发现的新型串联反应，合成了系列结构多样的新型氮桥头芳杂五环并吡啶类荧光染料。将此类新染料作为供体，罗丹明作为受体，构筑了比率型荧光探针，有效地提高成像的信噪比，并在细胞层次上，实现对铜离子、汞离子、次氯酸、二氧化硫以及pH等化学物种的高灵敏、高准确性的发光成像检测。重要结果包括：（1）构筑了新型的反应型比率荧光探针（2）比率探针能有效降低背景干扰，成功地用于活细胞内特定活性物种荧光成像检测。.本课题系统研究了基于氮桥头芳杂五环并吡啶类化合物的比率荧光探针在细胞成像和检测中的应用，共发表SCI论文29篇，其中中科院一区论文11篇，圆满完成了预定研究计划，实现了课题研究目标。该研究为该领域的发展提供了大量新型荧光材料，为下一步的实际应用研究积累了经验，打下了理论与实验基础。