硫杂蒽酮类延时荧光探针的设计及其用于荧光寿命成像的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21673265
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0306.光化学与光谱学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Thioxanthone, Cu(I) complex, and eosin derivatives can produce distinct delayed fluorescence because of their small singlet-triplet energy gap and high reverse intersystem crossing. Since the velocity constant of reverse intersystem crossing in the delayed fluorescence process is much larger than the quenching constant of active oxygen, the disturbance from active oxygen can be eliminated in the process of delayed fluorescence, which can theoretically overcome the most disadvantageous of phosphorescent probes. Delayed fluorescence-based probes are also expected to show longer lifetime, and fluorescence intensity / lifetime dual mode for detection, and higher selectivity and sensitivity, etc. Therefore, delayed fluorescence-based probes are very suitable for fluorescence lifetime imaging (FLIM). However, delayed fluorescence, as a normal photophysical phenomenon, has not been used for the design of fluorescent probes and fluorescence lifetime imaging till now. In view of the catalysis reaction of glutathione reductase, in this project, a series of delayed fluorescence probes based on thioxanthone, Cu(I) complex, and eosin derivatives have been developed on the basis of photophysical principles. The decay processes in the excited state and the interaction with the guest species will be studied in detail. We are expected to find some universal rules that affect the selectivity and sensitivity of delayed fluorescence-based probes, which will instruct us to further design more useful delayed fluorescence-based probes.
硫杂蒽酮、一价铜配合物、以及曙红类化合物具有较小的单重态-三重态能差和较高的反向系间穿越速率,能产生明显的延时荧光。由于产生延时荧光的反向系间窜越速率常数远大于磷光速率常数和活性氧淬灭常数,因此延时荧光可以消除活性氧干扰,从理论上克服了磷光传感器的最大缺陷。延时荧光探针还具有较长的荧光寿命、可用荧光和寿命双重检测模式,基于延时荧光为传感机制的荧光探针可能具有更高的选择性和灵敏度,因此特别适合于荧光寿命成像技术。然而,延时荧光过程还未被用作新的光物理传感机制来设计荧光探针,也未用于荧光寿命成像。本项目拟针对谷胱甘肽还原酶催化反应的特点,结合光物理的基本原理,设计出一系列硫杂蒽酮、一价铜配合物、以及曙红类延时荧光传感分子,并利用光物理原理对其激发态衰变以及与谷胱甘肽还原酶的相互作用过程的机制进行详细的研究。这不仅有利于揭示这些过程的本质,也为更有效地设计该类延时荧光探针提供必要的理论指导。

结项摘要

苯并噻二唑-芴基衍生物、一价铜双膦配合物具有较小的单重态-三重态能差和较高的反向系间穿越速率,能产生明显的延时荧光。由于产生延时荧光的反向系间窜越速率常数远大于磷光速率常数和活性氧淬灭常数,因此延时荧光可以消除活性氧干扰,从理论上克服了磷光传感器的最大缺陷。延时荧光探针还具有较长的荧光寿命、可用荧光和寿命双重检测模式,基于延时荧光为传感机制的荧光探针可能具有更高的选择性和灵敏度,因此特别适合于荧光寿命成像技术。然而,延时荧光过程还未被用作新的光物理传感机制来设计荧光探针,也未用于荧光寿命成像。本项目拟针对针延时荧光分子的特点,结合光物理的基本原理,设计出一系列苯并噻二唑-芴基衍生物DAD电子转移化合物、一价铜配合物等延时荧光传感分子,用于荧光探针和荧光寿命成像。利用光物理原理对其激发态衰变以及与客体分子互作用过程的机制进行详细的研究,并在以下工作取得进展:1)基于一价铜双膦配合物的延时荧光材料;2)苯并噻二唑-芴基DAD分子内电子转移化合物用于延时荧光探针的设计及其时间分辨荧光成像;3)苯并噻二唑类延时荧光分子用于靶向特定细胞器的研究。本工作所设计合成的一系列苯并噻二唑-芴基D-A类型的分子内电荷转移化合物,分别连接生物相容性较好的功能基团,如:线粒体靶向基团三苯基磷,溶酶体靶向基团吗啉,修饰后的分子仍然表现出具有较好的延时荧光性质,溶液中具有较长的荧光寿命,并能产生很好的时间分辨的荧光成像。通过对各种不同结构的延时荧光分子的光物理性质研究,本质上了解延时荧光分子探针分子设计的基本要求与规律。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Natural-Origin Hypocrellin-HSA Assembly for Highly Efficient NIR Light-Responsive Phototheranostics against Hypoxic Tumors
天然来源的竹红菌素-HSA 组装,用于针对缺氧肿瘤的高效近红外光响应光治疗学
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b18345
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zhang Chuangli;Wu Jiasheng;Liu Weimin;Zheng Xiuli;Wang Pengfei
  • 通讯作者:
    Wang Pengfei
Hypocrellin Derivative-Loaded Calcium Phosphate Nanorods as NIR Light-Triggered Phototheranostic Agents with Enhanced Tumor Accumulation for Cancer Therapy
负载竹红菌素衍生物的磷酸钙纳米棒作为近红外光触发光治疗剂,可增强肿瘤累积,用于癌症治疗
  • DOI:
    10.1002/cmdc.201900512
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ChemMedChem
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wang Hongyi;Jia Qingyan;Liu Weimin;Nan Fuchun;Zheng Xiuli;Ding Ying;Ren Haohui;Wu Jiasheng;Ge Jiechao
  • 通讯作者:
    Ge Jiechao
A colorimetric and ratiometric fluorescent probe for highly selective detection of glutathione in the mitochondria of living cells
用于高选择性检测活细胞线粒体中谷胱甘肽的比色和比率荧光探针
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2018.05.017
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Qi, Sujie;Liu, Weimin;Wang, Pengfei
  • 通讯作者:
    Wang, Pengfei
Multifunctional sonosensitizers in sonodynamic cancer therapy
声动力癌症治疗中的多功能声敏剂
  • DOI:
    10.1039/c9cs00648f
  • 发表时间:
    2020-06-07
  • 期刊:
    CHEMICAL SOCIETY REVIEWS
  • 影响因子:
    46.2
  • 作者:
    Son, Subin;Kim, Ji Hyeon;Kim, Jong Seung
  • 通讯作者:
    Kim, Jong Seung
Near-Infrared Probe Based on Rhodamine Derivative for Highly Sensitive and Selective Lysosomal pH Tracking
基于罗丹明衍生物的近红外探针,用于高灵敏度和选择性溶酶体 pH 追踪
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.6b04417
  • 发表时间:
    2017-02-07
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Niu, Guangle;Zhang, Panpan;Wang, Pengfei
  • 通讯作者:
    Wang, Pengfei

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能源塔波纹填料间气液两相热质交换模拟
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴慧华;曹琳;吴加胜
  • 通讯作者:
    吴加胜
自然通风开口流量系数影响因素探
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    暖通空调,2006,36(12):42-45,核心
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周军莉*;张国强;吴加胜;许艳
  • 通讯作者:
    许艳

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吴加胜的其他基金

用于高灵敏检测磷酸水解酶的新型荧光探针的设计
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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

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          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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