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新型双自由基氧化还原探针的开发及性能研究
结题报告
批准号:
21572161
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘阳平
依托单位:
学科分类:
B0701.生物体系分子探针
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋玉光、候静丽、尚曼、王兆龙、李秀岚、刘文波、谈小莉、聂江平、刘辉强
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中文摘要
电子顺磁共振(EPR)持有对检测体系无创性、灵敏性、特异性及合适的磁场穿透深度等特质,是目前氧化还原态活体检测与成像的重要方法。高性能探针开发能有效增强EPR及相关技术的生物医学应用。四硫取代三苯甲基(trityl)自由基拥有优越的EPR波谱性质和高度的生物稳定性,是一类深受EPR领域关注的新兴探针,但在检测和成像氧化还原态方面却鲜有报道。因此,本项目拟利用trityl的稳定性,将其作为“报告基团”,同时开发对超氧阴离子自由基、生物巯基或整体氧化还原态敏感的trityl或氮氧自由基作为“传感基团”,通过二者的共价连接构建高灵敏、高选择且以谱线比例方式检测氧化还原态的双自由基探针;通过分子内连接PEG链和穿膜小肽LMWP赋予探针透膜性,并增强其活体应用潜质;在细胞和活体层面阐明双自由基探针用于检测与成像组织细胞内氧化还原态的潜质,并建立小鼠心肌缺血再灌注损伤与组织氧化还原微环境变化的相关性。
英文摘要
Owing to the noninvasive nature, sensitivity, specificity as well as reasonable magnetic field depth of penetration in animals, electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy/imaging has been established as an important technique for the in vivo measurement and mapping of redox status. The development of stable radical probes can effectively expand biomedical applications of EPR and related techniques. Tetrathiatriarylmethyl (trityl) radicals have accepted intense attention in the field of EPR owing to their outstanding EPR spectral properties and high stability. However, the applications of trityl radicals in the measurement and mapping of redox status were limited due to their relative inertness to biological reductants and oxidants. Therefore, this project will focus on the development of highly stable trityl “reporting” groups as well as superoxide radical-, biothiol- or total redox status-sensitive “sensing” groups. These two kinds of groups will be covalently conjugated to afford highly sensitive and selective biradical probes for ratiometric measurement of the redox parameters. Then, the modification of the probes with PEG chains and the cell penetrating peptide LMWP endows them with cellular permeability and enhance their in vivo application potential. Finally, these cell-permeable biradical probes will be used to measure redox parameters in cellular and in vivo systems and further investigate the correlation of the change of the redox microenvironment with the myocardial ischemia-reperfusion injury in mice.
大量研究表明,诸多疾病与机体氧化还原态失衡密切相关。精准检测机体内氧化还原物质以及整体氧化还原态是准确揭示相关疾病发生发展的必要条件。本项目基于电子顺磁共振(EPR)技术,以开发新型双自由基氧化还原探针为目标,以期推进生物巯基分子和以超氧自由基为首的活性氧物质以及整体氧化还原态的精准检测技术在生物医药领域的深入应用。鉴于此,我们开发了能够作为“传感基团”的对超氧自由基、生物巯基或整体氧化还原态敏感的trityl自由基或氮氧自由基;合成得到的高水溶性trityl母核化合物TFO和OX063将为拓展“传感基团”的构建提供了更广阔的研究空间;详尽研究了“传感基团”与“报告基团”连接链的长短以及刚柔性对trityl-trityl双自由或trityl-nitroxide双自由基性能的影响;建立了简单易行的trityl自由基透膜策略以及细胞或大鼠离体心脏体系的缺血-再灌注模型。在项目执行期间,共发表相关SCI学术论文14篇(包括Outside Front Cover 论文2 篇、Inside Front Cover 论文1 篇和 VIP 论文1 篇),其中IF>10的论文1篇,IF>5的论文7篇,并申请国内发明专利 3项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Diastereoisomers of l-proline-linked trityl-nitroxide biradicals: synthesis and effect of chiral configurations on exchange interactions.
L-脯氨酸连接的三苯甲基氮氧双自由基的非对映异构体:手性构型的合成及其对交换相互作用的影响
DOI:10.1039/c8sc00969d
发表时间:2018-05-21
期刊:Chemical science
影响因子:8.4
作者:Zhai W;Feng Y;Liu H;Rockenbauer A;Mance D;Li S;Song Y;Baldus M;Liu Y
通讯作者:Liu Y
Thiol-Dependent Reduction of the Triester and Triamide Derivatives of Finland Trityl Radical Triggers O-2-Dependent Superoxide Production
芬兰三酯和三酰胺衍生物的硫醇依赖性还原三苯甲基自由基触发 O-2 依赖性超氧化物产生
DOI:10.1021/acs.chemrestox.7b00086
发表时间:2017
期刊:CHEMICAL RESEARCH IN TOXICOLOGY
影响因子:4.1
作者:Tan Xiaoli;Chen Li;Song Yuguang;Rockenbauer Antal;Villamena Frederick A.;Zweier Jay L.;Liu Yangping
通讯作者:Liu Yangping
A mitochondria-targeted nitric oxide donor triggered by superoxide radical to alleviate myocardial ischemia/reperfusion injury.
由超氧自由基触发的线粒体靶向一氧化氮供体,可减轻心肌缺血/再灌注损伤。
DOI:10.1039/c8cc07304j
发表时间:2019
期刊:Chem Commun (Camb)
影响因子:--
作者:Hou Jingli;He Haiyan;Huang Saipeng;Qian Meng;Wang Jie;Tan Xiaoli;Han Guifang;Song Yuguang;Xu Zhelong;Liu Yangping
通讯作者:Liu Yangping
Synthesis and Characterization of PEGylated Trityl Radicals: Effect of PEGylation on Physicochemical Properties
聚乙二醇化三苯甲基自由基的合成和表征:聚乙二醇化对理化性质的影响
DOI:10.1021/acs.joc.6b02590
发表时间:2017-01-06
期刊:JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY
影响因子:3.6
作者:Liu, Wenbo;Nie, Jiangping;Liu, Yangping
通讯作者:Liu, Yangping
Synthesis and Characterization of the Perthiatriarylmethyl Radical and Its Dendritic Derivatives with High Sensitivity and Selectivity to Superoxide Radical
对超氧自由基具有高灵敏度和选择性的全硫三芳基甲基自由基及其树枝状衍生物的合成与表征
DOI:10.1002/chem.201800134
发表时间:2018
期刊:Chemistry - A European Journal
影响因子:--
作者:Tan Xiaoli;Tao Shanqing;Liu Wenbo;Rockenbauer Antal;Villamena Frederick A;Zweier Jay L;Song Yuguang;Liu Yangping
通讯作者:Liu Yangping
基于trityl/nitroxide多自由基的高场动态核极化剂研发及其生物应用研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    刘阳平
  • 依托单位:
交换相互作用和弛豫时间可调的杂化双自由基的设计合成与高场动态核极化性能研究
  • 批准号:
    21871210
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘阳平
  • 依托单位:
基于TAM自由基的靶向细胞内EPR分子氧探针的开发及性能研究
  • 批准号:
    81201126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘阳平
  • 依托单位:
国内基金
海外基金