基于共轭聚合物的复合荧光纳米探针的设计、构建及其应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21173262
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0305.结构化学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2011
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目组将结合申请者在荧光纳米材料的设计、构建及其生物应用的研究经历,通过优化有机小分子功能组份来调控聚芴-苯撑-乙烯撑(PFPV)、聚芴-苯并噻二唑(PFBT)衍生物等共轭聚合物内的光物理过程,进而构筑在特定光物理性能上得到"裁剪"或"修补"的、能满足特定生物分析需要的复合荧光纳米探针和传感器。通过抑制共轭聚合物内的光生空穴极化子和清除三重激发态组份来提高探针的光稳定性和荧光效率;通过诱导从共轭聚合物向小分子刺激-响应组份的应激式放大化能量转移过程来构筑高响应灵敏度的复合荧光纳米传感器;通过将福斯特能量转移过程、激发态分子内质子转移过程和空间限域效应三重因素集成于单一纳米结构单元中,诱导荧光纳米探针中的放大自发射效应;通过对螺吡喃和螺噁嗪光开关化合物的分子结构裁剪和纳米尺度微环境的调控来优化光可开关荧光纳米探针的开关时间常数,在确保荧光成像空间分辨率的情况下进一步提高成像的时间分辨率。

结项摘要

我们依据研究计划,在基于共轭聚合物的荧光探针和传感器的设计构建及其应用方面开展一系列探索性研究,并取得了一系列原创性研究成果。(1)通过优化有机小分子功能组份来调控共轭聚合物内的光物理过程,优化了共轭聚合物纳米探针的抗光漂白能力等特性。(2) 设计合成了具有光稳定性、生物兼容性、增强的磷光寿命动力学范围、可以“自载入”方式进入细胞并对细胞内氧气浓度在0-20%范围内进行精确传感的聚合物纳米探针。(3)设计和构建了具有远红荧光发射特性、能用于对活细胞内铝离子浓度进行传感的共轭聚合物荧光纳米探针。(4)设计构建了基于荧光共轭聚合物的复合荧光纳米探针用于银离子的探测,提出并证实了有别于业已报道的、以协同识别为机制的荧光响应机制。(5)设计合成了基于单发色团的、能够选择性地显示出银离子诱导的荧光增强和汞离子诱导的荧光淬灭效应,因而能够以双通道模式同时探测银离子和汞离子的新型荧光探针。(6)设计构建了基于聚芴-聚噻吩共聚物的pH荧光探针,这类探针能分散在水溶液环境中、其荧光发射特征能对环境pH在4.8到13范围类的变化做出灵敏的响应。(7)设计构建了基于共轭聚合物的、可用近红外光通过双光子吸收过程激发、发射近红外荧光的“近红外光输入-近红外光输出”复合荧光探针;其荧光成像穿透深度可高达1.2毫米、对深置目标及一定厚度的生物样品进行成像具有实用意义。(8)设计合成了一类红细胞膜包覆的、可用近红外光触发的光动力学治疗(PDT)纳米载体;归因于其良好的生物兼容性及隐身能力、优越的氧气通透性及对活性单重态氧的递送能力、可进行程序化递送等特性,这种材料展现出了对小白鼠肿瘤极为有效的光动力学治疗效果,该成果对于肿瘤的光动力学治疗具有重要意义。(9)设计合成了一种基于单发色团的、能够对活细胞内的硫醇类衍生物和氧化还原状态进行时序化探测的双功能荧光探针;验证了其在活细胞内对硫醇和氧化还原状态进行时序化探测的能力。其对半胱氨酸(Cys) 的检测限能够达到0.52微摩。(10)设计合成了一类不具有典型“给体-受体”分子结构特征、但展现出典型溶致变色荧光发射特征的蒽醌类衍生物;确认了其在受光激发后分子内的电荷分离特征,揭示了分子内电荷转移激发态分子受溶剂偶极矩驰豫的影响而表现出溶致变色发射特征。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Controlling micro-phase separation in semi-crystalline/amorphous conjugated block copolymers
控制半结晶/无定形共轭嵌段共聚物中的微相分离
  • DOI:
    10.1039/c4py00498a
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    POLYMER CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen, Ying;Cui, Haijun;Tang, Zhiyong
  • 通讯作者:
    Tang, Zhiyong
Photoswitchable fluorescent nanoparticles and their emerging applications
光开关荧光纳米粒子及其新兴应用
  • DOI:
    10.1039/c5nr05436b
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhang, Yuanlin;Zhang, Kaiquan;Li, Alexander D. Q.
  • 通讯作者:
    Li, Alexander D. Q.
A theoretical study on the competing mechanisms and regioselectivity of the intermolecular radical anion [2+2] cycloadditions of phenyl vinyl sulfone with enones
苯基乙烯基砜与烯酮分子间自由基阴离子[2 2]环加成竞争机制及区域选择性的理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.comptc.2013.11.026
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Computational and Theoretical Chemistry
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Guo Chenchen;Yuan Jianhua;Chen Bo-Zhen;Tian Zhiyuan
  • 通讯作者:
    Tian Zhiyuan
Conjugated polymer nanoparticles with Ag+-sensitive fluorescence emission: a new inght into the cooperative recognition mechanism
具有银敏感荧光发射的共轭聚合物纳米颗粒:合作识别机制的新见解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Particle & Particle Systems Characterization
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fei Huang*;Hongbing Fu*;Debao Xiao;Zhiyuan Tian*
  • 通讯作者:
    Zhiyuan Tian*
Tuning Photoswitchable Dual-Color Fluorescence from Core-Shell Polymer Nanoparticles
调节核壳聚合物纳米颗粒的光切换双色荧光
  • DOI:
    10.1002/ijch.201300015
  • 发表时间:
    2013-05
  • 期刊:
    Israel Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Heng Liu;Baoming Zhao;Zhiyuan Tian*;Alex;er D. Q. Li*
  • 通讯作者:
    er D. Q. Li*

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其他文献

铬铁矿球团焙烧固结特性
  • DOI:
    10.13374/j.issn2095-9389.2016.10.004
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    甘敏;高露;范晓慧;陈许玲;田志远;周训伟
  • 通讯作者:
    周训伟
求解单调变分不等式的投影算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    青 岛 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谷云霞;田志远;纪洪霞
  • 通讯作者:
    纪洪霞

其他文献

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田志远的其他基金

基于对肿瘤微环境光控式重塑的多重机制协同的抗胰腺癌纳米制剂的构建及应用研究
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基于对肿瘤微环境光控式重塑的多重机制协同的抗胰腺癌纳米制剂的构建及应用研究
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  • 批准年份:
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近红外荧光开关与双光子激发荧光探针的设计、合成与生物探测研究
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  • 批准年份:
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相似国自然基金

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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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