荧光共振能量转移介导的荧光探针用于溶酶体pH成像检测的研究

The acidity of lysosomes is essential for a variety of biological functions ranging from autophagy to apoptosis, etc. Aberrant alterations of the lysosomal pH have been implicated in many pathological events, e.g. cancer metastasis, providing motivations to develop noninvasive and accurate methods for imaging of lysosomal pH. Low background and selective staining of lysosomes with pH probes have attracted considerable attention. This project mainly focouses on construction of the new ratiometic fluorescent probes based on fluorescence resonance energy transfer (FRET) to realise the detection of pH in lysosome. The results will not only greatly enrich the development of pH probes, but also suggest the potential utility for studies of lysosome-involved cell biology or evaluation of lysosome-targeted cancer therapy.

溶酶体参与细胞吞噬、凋亡以及癌症发展等过程。溶酶体的这些生理功能与溶酶体的pH密切相关，检测/监测细胞内pH的动态变化对于了解溶酶体的众多生理效应、作用机制等有着重要的意义。因此，发展低背景的、能灵敏检测溶酶体酸度以及标记溶酶体形态与位置的荧光探针技术对研究与溶酶体相关的细胞信号传导以及癌症诊断等有重要的意义。本项目通过自主设计合成的荧光探针，构建基于荧光共振能量转移的比率方法，实现溶酶体内pH的检测。项目研究成果将有助于丰富pH荧光探针的内容，同时也有助于发展利用比率荧光探针测量细胞信号传导中溶酶体酸度变化的简捷方法，为研究细胞内pH 变化调节的生物信号传导提供一种有效研究手段。

项目以设计合成基于FRET介导的荧光探针用于溶酶体pH的研究，工作设计合成了荧光探针，其中筛选出1个用于pH的研究。同时项目设计合成、筛选对金属离子具有选择性的荧光探针以及探针在细胞内目标离子荧光成像检测。筛选出基于罗丹明B为发光团的Cr3+选择性荧光探针，探针对Cr3+的反应是瞬时可逆的。并且在其它金属离子和阴离子浓度很高的情况下也不会对Cr3+的分析检测产生干扰，这一特征使其很好的满足了生物学和环境监测方面的要求；另外项目还对Cu2+、Mg2+、Al3+等离子进行了研究，并将其应用于细胞内成像检测令人满意。