細胞中內源性信號分子及作用的動態光聲光譜特徵研究

《細胞中內源性信號分子及作用的動態光聲光譜特徵研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王素華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：細胞中內源性信號分子及作用的動態光聲光譜特徵研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王素華
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

內源性信號分子在調節心血管系統、神經系統和免疫系統等的生理功能中起著重要作用。跟蹤和監測細胞中信號分子的動態變化及其之間的相互作用，對於深入理解生命化學過程具有重要的科學意義，也是目前面臨的難題。本項目以細胞中氣體信號分子的光譜特徵和相互作用為研究對象，探索和發展光聲光譜技術在生命科學研究中套用的原理和方法，為深入理解細胞內各種信號分子的生理機制提供新的光譜分析手段。首先設計研製用於細胞原位光聲光譜獲取的高性能光聲池，並研究信號分子在不同溶液介質中的光聲光譜特徵，建立生理溶液和細胞內信號分子光聲信號的解析方法，實現對信號分子在細胞內的產生、作用和消亡過程的光譜跟蹤，得到它們隨著細胞生命過程的動態光聲特徵並建立相關的監測識別模式，這是進一步深入探索信號分子間的相互作用與相互制約機制的理論與實驗基礎。本項目對促進光聲光譜方法在活體細胞研究中的套用具有重要的科學意義，也可能激發新的科學發現。

結題摘要

本項目針對細胞中氣體信號分子的光譜特徵和相互作用，根據光聲效應的原理，研製了適用於固體顆粒、粉末、以及渾濁液體分析測試的光聲光譜儀系統及組件。設計研製了用於細胞原位光聲光譜獲取的高性能光聲池，並研究信號分子如NO和H2S在不同溶液介質中的光聲光譜特徵。為了實現對光聲光譜目標信號分子的跟蹤檢測，我們從電子和共振能量轉移的原理和機制出發，結合納米化學和納米顆粒表面的分子設計與修飾，利用納米技術、表面修飾技術和電沉積技術發展出新的功能化納米體系，合成製備了具有較強藍色發光的氧化石墨烯。通過其與螢光量子點的組合，以及雙發射功能化量子點的構建，建立了基於螢光比色的新型可視化納米探針，實現了對超痕量目標分子的快速分析檢測。部分研究成果在高影響力國際期刊如《分析化學》，《納米技術》，《材料化學》等雜誌上發表論文7篇，並申請了發明專利4項。這些研究為進一步深入探索信號分子間的相互作用與相互制約機制打下了良好的理論和實驗基礎。