螢光分子在生物體系中的微環境效應及其影響研究

《螢光分子在生物體系中的微環境效應及其影響研究》是依託陝西師範大學，由苗榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：螢光分子在生物體系中的微環境效應及其影響研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：苗榮
• 依託單位：陝西師範大學

項目摘要

螢光標記是生物研究中的重要手段。生物體系的複雜性和動態可逆性，是制約螢光分子活體成像套用的關鍵因素。微環境效應決定了螢光分子在生物體系中的作用途徑和套用價值。分子間相互作用是微環境效應產生的動力，自組裝行為和光物理性能改變是微環境效應的結果。從分子到分子聚集體再到超分子聚集體的研究，是理解生物體系中螢光分子行為的基礎。然而，目前該方面研究還很少。為此，本課題立足已有工作基礎，合成多個具有特定自組裝能力的螢光分子；考察其在不同生物體系中的光物理性能和自組裝行為；研究光物理性能和自組裝行為間的聯繫；揭示特定螢光分子在生物體系中的微環境效應；探索自組裝體與生物體系間的相互作用；建立研究螢光分子在生物體系中微環境效應的模型。通過考察特定螢光分子在不同生物體系中的微環境效應及影響，研究其中的科學問題，必將有助於拓展生物螢光探針的設計思路，豐富分子自組裝的研究內容，為開發新型高效活體螢光探針奠定基礎。

結題摘要

螢光標記在生物研究中發揮著非常重要的作用，經過多年的努力，科學家在成像技術以及螢光試劑的開發方面都取得了很多標誌性成果。生物體系的複雜性和螢光分子的微環境敏感性，通常會使螢光分子在生物體系中的性能與模擬體系產生偏差，從而導致螢光分子在生物套用中會遇到一些問題。基於此，本項目提出螢光分子在生物體系中的微環境效應研究課題。旨在通過研究特定螢光單元在不同條件下的光物理性能和自組裝行為，歸納螢光單元結構、光物理性能和自組裝行為之間的關係，提出螢光單元與生物體系之間的相互作用模型，為進一步設計滿足實際套用需求的螢光單元提供思路和依據。為實現項目研究目標，依據項目初期提出的研究內容，項目開展過程中主要聚焦於新型螢光單元的設計合成、光物理性能研究、不同溶劑中的行為研究以及生物套用等內容展開。具體而言，主要研究內容分為以下三方面：（1）製備了碳量子點、金納米顆粒、小分子有機化合物等多種不同類型的螢光單元，系統研究了這些螢光單元的光物理行為和自組裝行為；（2）開發了一種新型合成性能優異的微環境敏感型螢光單元的方法，該方法是基於可見光碟機動的光化學反應，其操作簡單，反應效率高，利用此方法，成功製備了22種微環境敏感型螢光分子；（3）基於所獲螢光單元的性能研究結果，探索了這些螢光單元在感測、生物成像等領域的套用。目前，部分研究成果已發表並申請專利，還有部分研究成果還在投稿、整理髮表中。總而言之，經過項目人員三年的努力，目前已基本完成了項目預期的目標，在接下來的兩年里，將進行該項目的延伸和拓展研究，在已獲研究成果的基礎上，以螢光分子結構範圍拓展和反應條件、裝置改進為核心，結合反應機理改進反應裝置，從而獲得一系列高性能螢光分子，探索其套用，為實現項目套用前景奠定基礎。