染料分子激发态释能调控与功能强化

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21136002
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    300.0万
  • 负责人：
    彭孝军
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    B08.化学工程与工业化学
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2016-12-31

项目摘要

我国染料生产以大宗纺织染料为主，高新技术染料大都被国外垄断。与大宗染料注重基态性质不同，高新技术染料更依赖染料激发态的性能，如染料对激光反复扫描的耐光稳定性、染料荧光对客体和微环境的选择性响应等。本项目通过染料分子结构的设计，采用分子内电子转移、分子内基团扭曲振动等方法，调控染料分子内激发态的能量释放，从而实现如下三个重要的染料分子功能的强化：①引入电子受体或可转动基团，使染料激发态产生快速的内转换而释放能量，避免光氧化发生，实现染料分子优异的耐光性能；②设计智能染料母体，在激发态时能根据金属离子和质子与其分子内配体结合后产生的化学位区别，来调控电子转移的选择性，解决质子干扰难题，得到与老年神经退化疾病相关的酸性溶酶体内锌离子定量检测的荧光可视化染料；③通过转动基团的设计及其激发态粘性抑制的研究，得到血红细胞内粘度荧光染料探针，为血浆粘度增大和心血管疾病早期预警提供可行性依据。

结项摘要

随着生物、信息等技术的发展，染料在生物医学、信息等诸多领域的展现出重大应用前景。但与传统印染相比，新领域应用要求染料具有新的功能，成为染料科学研究的挑战。. 项目从染料分子激发态释能关键科学问题入手，通过研究染料激发态分子内电子转移释能行为，提出了释能调控新机理，研制了系列新结构染料，获得了肿瘤细胞荧光识别的荧光探针，强化了染料耐光性能，实现了新染料在血液细胞分析和耐紫外喷墨打印中的规模应用。.（1）提出将染料和酶抑制剂组成电子转移折叠结构，构建了多个肿瘤细胞特征酶荧光探针。以肿瘤高尔基体内高表达的COX-2酶抑制剂作为识别基团，研制出COX-2酶荧光染料探针，“点亮了肿瘤细胞高尔基体”，可裸眼区分肿瘤、炎症与正常组织，为临床手术中寻找肿瘤和确定边界提供了简易方案。.（2）发现环境极性可以改变激发态电子转移的方向和强度，由此得到生物微环境极性荧光探针。设计出随微环境极性增加、基团给电子能力降低的染料探针体系，研制出比率识别细胞内极性的荧光探针，观察到癌细胞线粒体极性低于正常细胞特异现象，可望成为肿瘤细胞检测的新判据。.（3）提出激发态寿命的调控新策略：“增强型光诱导电子转移”使之降低、单∕三重态共振使之延长。将增强电子电子转移策略用于构建荧光探针，实现了癌细胞内基底次氯酸的检测和成像；应用于喷墨打印染料设计，猝灭单线态氧，提高了染料的耐光性能；而通过使单线态和三线态共振，可延迟寿命近千倍，为提高光动治疗中单线态氧产率提供了新手段。. 研究成果发表论文83篇（IF>10的11篇），授权国内外发明专利45项（包括国外专利20余项），在国际国内学术会议做邀请报告49次。形成了特色的染料激发态调控的新理论和新方法，荧光识别染料及其应用获2013年国家自然科学二等奖；解决了多个应用性能难题，其中耐候性喷墨打印染料和血液细胞分析染料得到规模化产业应用。

项目成果

期刊论文数量（79）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Dual mode monitoring probe for mitochondrial viscosity in single cell
单细胞线粒体粘度双模式监测探针
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2013.09.062
  • 发表时间：
    2014-01-01
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Jiang, Na;Fan, Jiangli;Peng, Xiaojun
  • 通讯作者：
    Peng, Xiaojun
Optical Pd2+ sensing by rhodamine hydrazone ligands: different stoichiometries in aqueous/nonaqueous environments
罗丹明腙配体的光学 Pd2 传感：水/非水环境中的不同化学计量
  • DOI：
    10.1016/j.tetlet.2013.05.094
  • 发表时间：
    2013-08
  • 期刊：
    Tetrahedron Letters
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Cao, Jianfang;Zhu, Hao;Fan, Jiangli;Peng, Xiaojun
  • 通讯作者：
    Peng, Xiaojun
A novel fluorescent sensor for detection of highly reactive oxygen species, and for imaging such endogenous hROS in the mitochondria of living cells
一种新型荧光传感器，用于检测高活性氧，并对活细胞线粒体中的内源性 hROS 进行成像
  • DOI：
    10.1039/c2an36030f
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    ANALYST
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Liu, Fei;Wu, Tong;Peng, Xiaojun
  • 通讯作者：
    Peng, Xiaojun
Fluorescence Discrimination of Cancer from Inflammation by Molecular Response to COX-2 Enzymes
通过对 COX-2 酶的分子反应来荧光区分癌症和炎症
  • DOI：
    10.1021/ja4085308
  • 发表时间：
    2013-11-20
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子：
    15
  • 作者：
    Zhang, Hua;Fan, Jiangli;Peng, Xiaojun
  • 通讯作者：
    Peng, Xiaojun
Biosensors and chemosensors based on the optical responses of polydiacetylenes
基于聚二乙炔光学响应的​​生物传感器和化学传感器
  • DOI：
    10.1039/c2cs35055f
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    CHEMICAL SOCIETY REVIEWS
  • 影响因子：
    46.2
  • 作者：
    Chen, Xiaoqiang;Zhou, Guodong;Yoon, Juyoung
  • 通讯作者：
    Yoon, Juyoung

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其他文献

双光子吸收截面自动化测量系统研究
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  • 作者：
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电荷调节剂的研究现状与进展
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  • 发表时间：
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    彭孝军
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  • 通讯作者：
    彭孝军
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    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
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  • 作者：
    张同艳;孙世国;彭孝军;陶彬彬;ZHANG Tong-Yan1,SUN Shi-Guo1*,PENG Xiao-Jun1*,TAO;2.Zhejiang Runtu Co.Ltd.,Shangyu 312368,China)
  • 通讯作者：
    2.Zhejiang Runtu Co.Ltd.,Shangyu 312368,China)
可见光响应光催化降解甲基红溶液
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  • 作者：
    朱秀华;穆军;彭孝军;万全利;于洪全;张蓉;王炜
  • 通讯作者：
    王炜

其他文献

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彭孝军的其他基金

非常规激发染料的构效调控及产品工程科学基础
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
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染料非常规激发机理及分子设计
  • 批准号：
  • 批准年份：
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酶导入型高灵敏DNA杂交荧光探针研究
  • 批准号：
    20472012
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相似国自然基金

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  • 批准号：
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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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