荧光蛋白纳米颗粒的制备及其在生物成像分析以及药物运输中的应用

Because of great biocompatibility, fluorescent protein nanoparticles are widely applied in biological imaging studies and drug delivery as an excellent nanocarrier. Therefore, development of stable optical properties and high fluorescent quantum yield protein nanoparticles will have significant and valuable applications. However, there is still lacking of effective method to synthesize fluorescent protein nanoparticles. In this proposal, we plan to utilize bovine serum albumin (BSA) to prepare different sizes, high quantum yield and fluorescent protein nanoparticles. Then we try to conjugate cell penetrating peptides to these nanoprobes. With fluorescence microscopy, we are attempting to explore the interaction mechanism between peptides functionalized nanocargos and cell membrane, the entry pathway and movement inside the cytosol. Besides, we try to couple the functionalized nanoprobes with drug and study targeted drug delivery and release mechanism.

荧光蛋白纳米颗粒作为优秀的纳米载体，以其良好的生物相容性被广泛应用于生物医学成像分析以及药物运输等领域。因此，探索开发出光学性质稳定、高量子产率的荧光蛋白纳米颗粒具有极为重要的研究及应用价值。但是，目前还缺乏有效的化学合成方法来直接制备荧光蛋白纳米颗粒。本项目拟以牛血清白蛋白分子为原料，合成出尺寸可调、高量子产率且具有荧光特性的蛋白纳米颗粒，继而将该颗粒与信号肽分子结合，开发出功能化的荧光蛋白纳米颗粒探针。采用荧光显微分析方法，在活细胞体系中探讨该类荧光探针与细胞膜表面的作用机理、进入细胞的途径以及在细胞内的运动行为。此外，将该纳米材料进一步嫁接上药物分子，研究其作为载体在药物的靶向定位和可控释放过程中的作用等。

荧光蛋白纳米颗粒作为重要的纳米发光载体材料，以其具有良好的光学稳定性、高量子产率及优秀的生物相容性被广泛地应用于生物化学及医学等领域。因此，探索开发出新型的荧光蛋白纳米材料具有重要的研究及应用价值。本项目利用牛血清白蛋白分子为制备前体，合成出尺寸可调、具备荧光特性的球形牛血清白蛋白纳米材料和光学性质稳定的荧光碳纳米材料。通过对该类荧光纳米材料进行功能化修饰，在细胞水平上探讨以该类荧光探针材料为模型的纳米探针对细胞内微环境（PH值， 温度）的实时、原位变化表征，研究作为运输载体在细胞内的作用机制及运动行为，作为光学探针检测实际样品中的金属离子等。这些成果为荧光蛋白纳米材料作为灵敏的光学纳米探针及优异的成像介导的纳米载体的研究提供有价值的依据。