含螺环“开-关”结构氟硼二吡咯类荧光染料的构建、可逆荧光“开-关”性能调控及应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21871006
  • 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:
    B0112.功能分子/材料的合成
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Fluorescent dyes with reversible switching“on-off” fluorescence properties have found wide applications in the design of fluorescent probes and in super-resolution fluorescent imaging areas. Among those, boron dipyrromethene (BODIPY) dyes have found wide applications in chemistry, enviroment and biomedicine areas due to their excellent photophysical properties, including high extinction coefficients, excellent fluorescence quantum yields, good photostability, and relatively long emission wavelengths. In this project, we will develop several new types of BODIPY derived spiro-complexes with reversible ring opening-closing properties, investigate their efficient synthesis, and the new mild efficient methods to regulate the reversible "opening-closing" of the spiro structure and the "off-on" fluorescence properties of these dyes. We will also investigate the effects of the conjugation pathway of the dye, the electronic and steric effects of substituents and the type/position of spiro ring on the reactivity and effeciency of the reversible ring opening-closing transformation reaction and the "off-on" fluorescence properties. Based on the structure-properties relationship investigation, several novel BODIPY spiro probes and super-resolution fluorescent imaging dyes with excellent reversible switching “on-off” fluorescence properties will be developed and their application will be investigated. The success of this project will promote the further applications of BODIPY and related organo-boron complexes in biomedicine areas as fluorescence imaging and probes. It will also provide valuable theoretical support for the further development of new types of switching "on-off" fluorescent dyes.
具有可逆荧光“开-关”效应的荧光染料在高灵敏度荧光探针的构建和超高分辨荧光成像等领域具有重要应用。氟硼二吡咯类染料具有优异的光物理化学性能,且易于修饰衍生,在化学、环境和生命科学等领域中得到广泛应用。本项目旨在1)发展系列含螺杂环”开-关“结构氟硼二吡咯类新型染料骨架,发展其高效合成方法;2)发展温和调控其螺杂环结构“开-关“转换及可逆调控其荧光”开-关“性能的新方法;3)研究染料共轭路径,取代基效应(空间和电子效应)和螺环种类及位点对温和调控染料可逆螺环化反应及可逆荧光“开-关”效应的影响规律,分析构效关系;发展几种在分子离子检测和超高分辨率生物成像领域适用的可逆荧光开关分子。该项目研究将会推动氟硼有机染料在荧光探针和生物医学领域的进一步应用;发展新型具有可逆荧光“开-关”效应的设计新思路和合成新方法也为进一步有效设计具有可逆荧光“开-关”效应的有机染料提供理论支撑。

结项摘要

随着荧光技术的广泛应用以及生命科学的不断发展,荧光成像由于具有非物理接触、良好的时间控制性和以及对生物干扰小等优势,广泛应用于荧光免疫,荧光探针,细胞染色等领域,成为获取蛋白、细胞、乃至活体动物等信息的重要手段。因而对高效的活细胞内特异性或可激活性荧光探针有强烈的需求。氟硼二吡咯类染料具有优异的光物理化学性能,已在化学、环境和生命科学等领域中得到较广泛应用。针对活细胞内特异性荧光标记与超高分辨荧光成像领域亟待解决的问题,项目发展了一系列高效修饰衍生氟硼二吡咯类染料的新方法,合成了一系列2,6 -/3,5 -/4-和8-位含不同吸电子能力基团的氟硼二吡咯类衍生物, 构建了系列含螺杂环”开-关“结构氟硼二吡咯衍生物,研究其随pH变化的荧光“开-关”性能及结构和性能的构效关系,发展了几种性能优异和具有超高分辨率生物成像能力荧光分子探针。迄今为止,本项目培养毕业研究生10名,毕业本科生15名;项目共资助发表SCI收录研究论文53篇,获授权国家发明专利2项。本项目的成果进一步推动了氟硼二吡咯染料在荧光成像等生物医学相关领域的应用。

项目成果

期刊论文数量(54)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Bright near-infrared α-tetraphenyletheneBODIPY nanoprobes with high aggregated state emission quantum yields in aqueous system for lipid droplet-specific imaging†
明亮的近红外α-四苯乙烯BODIPY纳米探针在水系统中具有高聚集态发射量子产率,用于脂滴特异性成像匕首
  • DOI:
    10.1039/d1qm00067e
  • 发表时间:
    2021-03-12
  • 期刊:
    MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Guo, Xing;Tang, Bing;Jiao, Lijuan
  • 通讯作者:
    Jiao, Lijuan
Aryl-Boron-Substituted BODIPYs: Direct Access via Aluminum-Chloride-Mediated Arylation from Arylstannanes and Tuning the Optoelectronic Properties
芳基硼取代的 BODIPY:通过氯化铝介导的芳基锡烷芳基化直接进入并调节光电性能
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.2c04184
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Organic Letters
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wang Zhaoyun;Guo Xing;Kang Zhengxin;Wu Qinghua;Li Heng;Cheng Cheng;Yu Changjiang;Jiao Lijuan;Hao Erhong
  • 通讯作者:
    Hao Erhong
Syntheses, characterizations, and properties of 1,4-phenylene and 4,4'-biphenylene bridged BOBPY dimers
  • DOI:
    10.1142/s1088424622500936
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Journal of Porphyrins and Phthalocyanines
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Jun Wang;Huiquan Zuo;Qinghua Wu;Erhong Hao;Lijuan Jiao
  • 通讯作者:
    Lijuan Jiao
Toward the most versatile fluorophore: Direct functionalization of BODIPY dyes via regioselective C-H bond activation
迈向最通用的荧光团:通过区域选择性 C-H 键激活直接功能化 BODIPY 染料
  • DOI:
    10.1016/j.cclet.2019.08.004
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    CHINESE CHEMICAL LETTERS
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Sheng, Wanle;Lv, Fan;Jiao, Lijuan
  • 通讯作者:
    Jiao, Lijuan
FeCl3-promoted regioselective synthesis of BODIPY dimers through oxidative aromatic homocoupling reactions
FeCl3促进通过氧化芳香族自偶联反应区域选择性合成BODIPY二聚体
  • DOI:
    10.1039/d1cc04098g
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Kang Zhengxin;Wu Qinghua;Guo Xing;Wang Long;Ye Yin;Yu Changjiang;Wang Hua;Hao Erhong;Jiao Lijuan
  • 通讯作者:
    Jiao Lijuan

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一种新型α-甲氧基甲基吡咯的合成
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  • 作者:
    焦莉娟;王文剑;赵青杉;曹建芳
  • 通讯作者:
    曹建芳

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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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