双生物光学窗口的水溶性双光子荧光材料研究及相关核酸探针的探索

目前双光子共焦显微镜在活细胞和组织三维成像检测中缺乏优良双光子荧光探针的现状是一个亟待解决的问题。本项目是有关双光子荧光探针的前期应用基础研究，将开展激发和发射波长均处于生物光学窗口的、具有大双光子荧光活性吸收截面（300GM）的水溶性双光子荧光材料的关键基础理论、材料合成、细胞通透性和染色能力的研究工作。课题从分析已有的大双光子吸收截面双光子荧光材料的共轭体系、推（拉）电子基团、荧光主体结构入手，在适当位置引入水溶性基团设计材料的分子结构。通过量子化学计算预测设计分子的双光子吸收截面，结合量子产率的经验值，优选高双光子荧光活性吸收截面的分子进行合成。测试合成分子在动态和稳态下的单、双光子光学性能。研究材料的水溶性，活细胞通透性、细胞染色能力。从理论和实验两方面探讨材料的双光子吸收截面、荧光量子产率、荧光发射波长的功能化调控规律。制备有一定应用潜力的双光子核酸荧光探针。