基于核苷酸分子识别的近红外分子荧光传感器的合成及活体成像研究

With the development of fluorescent detecting techniques, the research of near-infrared fluorescence sensing and fluorescence imaging for some important biology small moleculars has been an active research are in recent years. For the fluorescence nucleotide sensors, the problems, such as interferences from the moleculars with similar structures, difficulties of the design of new fluorophores and limits of the biological applications in vivo, can not be ignored. Therefore, we plane to develop 4-6 near-infrared fluorescent nucleotide sensors based on cyanine or dicyanomethylene-4H-chromene with high sensitivity and high selectivity. Meanwhile, we plan to design 1-2 new near-infrared fluorophores and 3-5 derivatives based on them. Based on the single-cell fluorescence recording, the exploration of the biology applications of these fluorescence sensors to realize the records in vivo and the dynamic imaging are our goals. Through all these efforts, we wish we could promote the developments of the research of near-infrared fluorescence sensing and near-infrared fluorescence imaging.

随着荧光识别及检测技术的不断发展，利用近红外荧光探针对于一些重要生物小分子的识别研究逐渐成为近期的研究重点。但是目前基于核苷酸分子识别的近红外荧光探针研究中，普遍存在信号响应时结构相似化合物间干扰严重，自主设计的新结构荧光团少及生物活体测试研究不够深入等问题。因此，我们计划设计合成4-6种新型基于花菁荧光团及苯并吡喃荧光团对核苷酸具有选择性识别功能的近红外荧光传感器，实现专一性强，灵敏度高，检测极限低的检测目标；并计划自主设计合成1-2种新型近红外荧光团，在此基础上制备3-5种对核苷酸具有选择性识别功能的近红外荧光探针，力争在分子结构设计及性能上有所突破创新；深入开展该系列近红外荧光传感器分子的生物活体成像应用研究，实现生物体活体荧光成像及全过程动态成像检测。

本项目以开发基于核苷酸分子识别的近红外分子荧光传感器为主要研究目标，结合荧光探针多样性的结构、可调控的光谱性质及其对识别物具有高选择性、高灵敏度响应等特点，开发了系列对于核苷酸及其他重要小分子具有识别作用的多功能分子，并研究了该系列化合物的相关性质，取得了丰厚的科研成果。如成功开发了系列对于核苷酸、重要细胞器溶酶体、酶识别的荧光探针，对于环境污染物汞离子识别、对于重要阳离子锌离子识别的荧光探针，对于硫醇识别的系列荧光探针化合物。与此同时，开展了系列具有近红外光谱性质的小分子的生物活体成像实验，并探索了其作为具有原位释放药物功能的药物前体在诊疗一体化中的进一步应用。在本项目资助期间，本项目负责人以第一作者或通讯联系人身份，在国外SCI检索主流化学期刊中发表论文18篇。其中包括Journal of Controlled Release，Anal. Chem.，Chem. Communications等知名期刊，其中部分研究成果在同行内得到了较高评价也具有较高的引用率。项目负责人本人在项目执行期间获得云南省中青年学术技术带头人称号，在项目执行期间共培养毕业硕士研究生9人，8人在读。其中多名研究生由于科研成果突出获得国家级、省级研究生奖学金。