纳米簇中金属混合价态和细胞内氧化还原电对的偶联及荧光成像研究

基本信息
批准号:21675023
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:姜晖
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘璇,陈芸,李金成,韩善颍,陈雷锋,姜雪瑞,刘浏
关键词:
荧光成像混合价态谷胱甘肽氧化还原电对金属纳米簇
结项摘要

Changes in intracellular redox state is always intimate with the important transition points of the cell cycle, such as proliferation, differentiation and senescence. The well-accepted quantitative description method of intracellular redox state is to determine the concentration ratio of intracellular redox pairs, such as GSH/GSSG. The traditional method for determination of GSH/GSSG is based on fluorescent proteins probes prepared by tedious procedures, which show a diffusion process-limited fluorescent response to redox pairs due to the large sizes of proteins. Metal nanoclusters (NCs), composed of several to tens of metal atoms, show small size, good photostability and biocompatibility. Our previous work has shown that it may be also effective to detect GSH/GSSG redox pairs in virtue of the fluorescent responses induced by the changes of metal mixed valence states inside NCs. However, the mechanism is still unclear. In this project we intend to investigate the coupling processes of GSH/GSSG redox pair and metal mixed valence states of NCs and its regulation on the fluorescence efficiency of NCs to explore the interaction mechanisms. This allows the rational design and screening of efficient and simple NCs probes for intracellular GSH/GSSG redox pairs, and offers important scientific tools for low-cost and sensitive imaging of redox states in living cells.

细胞内氧化还原状态的变化始终与细胞生命循环的重要过渡阶段如增殖、分化和衰老密切相关。对细胞内的氧化还原状态公认的定量描述方法是测定细胞内GSH/GSSG等关键电对的浓度比。目前定量GSH/GSSG等电对基本采用荧光蛋白类探针,其制备过程复杂;而且探针尺寸很大,荧光响应易受扩散过程制约。金属纳米簇由几个到数十个金属原子组成,具有尺寸小、光稳定性和生物相容性好等特点。我们的前期工作表明,借助纳米簇内金属混合价态变化导致的荧光变化,也可能有效检测GSH/GSSG等氧化还原电对,但其机制还不清楚。本项目我们拟考察GSH/GSSG等电对与纳米簇的金属混合价态电对的偶联过程及其对纳米簇的荧光效率的调控,探索其作用机理,设计筛选高效、简便的细胞内GSH/GSSG等电对的纳米簇成像探针,为低成本、高灵敏的活细胞氧化还原状态成像提供重要的科学工具。

项目摘要

细胞内氧化应激与增殖、衰老和癌变等重要生理过程密切相关,对该水平的检测与调控将直接影响细胞的命运。本项目围绕金纳米簇等与细胞氧化还原环境的相互作用,发展其高灵敏生物检测、荧光成像及肿瘤诊疗应用,取得一系列成果:1)建立了细胞内氧化应激水平的有效评价方法。设计硫醇类氨基酸/小肽、核苷酸等保护的金簇探针,通过配体特异性交换等特性,实现细胞内谷胱甘肽等分子的快速成像和高灵敏检测。2)构建了基于氧化应激介导的多药耐药细菌抑杀新方法。通过金簇及其复合物破坏原核细胞膜、损伤基因组DNA和过氧化物模拟酶效应联合来抑杀多药耐药细菌。3)提出了基于细胞氧化应激微环境的肿瘤诊疗一体化途径。利用氧化应激微环境触发金纳米结构的级联聚集和可控释放,结合光声成像和近红外光热疗策略,实现了肿瘤诊疗一体化。相关工作在Chem, Small, Chem. Mater.等期刊上发表SCI论文42篇(含中科院1区论文12篇),EI论文1篇。研究成果引起国际同行的广泛关注,已被Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等权威期刊他引200余次。项目资助申请了国家发明专利4项,获国家发明专利授权1项。相关工作作为代表性成果获江苏省科学技术二等奖和三等奖各1项。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
4

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
5

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016

姜晖的其他基金

相似国自然基金

1

适于细胞内氧化还原态可逆成像的双光子比率型纳米荧光探针

批准号:21405048
批准年份:2014
负责人:朱安伟
学科分类:B0404
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

混合价态氧化钨量子点的可控制备及高效调控荧光开关应用研究

批准号:51902004
批准年份:2019
负责人:顾洪溪
学科分类:E0207
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

混合价态铁基金属有机骨架薄膜的制备与价态连续调控研究

批准号:21701012
批准年份:2017
负责人:周俊文
学科分类:B0102
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

混合价态四氧化三锰微纳米结构生长过程及性质的掺杂效应研究

批准号:21163001
批准年份:2011
负责人:王凡
学科分类:B0305
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目