新型高灵敏近红外SERS探针合成及其活体多元成像应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21305157
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

As novel imaging technique and optical nanoprobe,Raman in vivo imaging technique and surface-enhanced Raman scattering (SERS) tags draw a lot of attention owing to the high sensitivity, high spatial resolution and multiplex labeling ability. So far, the study on SERS tags has been mainly focused on the noble metal nanosubstrate. However, the development of Raman reporter, which is another key factor affect the optical quality of SERS tags, is far lagged behind. In this program, we aim to resolve the problem of limit of types and random selection of Raman reporter during the SERS tag synthesis.Novel near infrared (NIR) reporters that suitable for in vivo SERS tag will be designed and screened. Libraries of molecules will be synthesized based on NIR dye core structures of squaraine and cyanine with the aid of combinational chemical synthesis technique, and subject to further reporter screening and preparation of NIR SERS tags with various fingerprt spectra for multiplex in vivo Raman imaging. Furthermore, liposomes with different surface charges will be labeled with SERS tags with various optical fingerprints. Taking advantages of laser Raman system, it will be realized that the simultaneous detection of various types liposomes in tumor node mouse by analyzing the characteristic Raman information of each tag. The acquisition of their tumor targeting features and in vivo pharmacokinetics information will also be achieved. Our investigation will greatly improve the optical performance of SERS tags and promote development of Raman imaging technique toward the direction of high throughput screening and real application.
表面增强拉曼散射 (SERS) 探针具有高灵敏度、高空间分辨率和多元标记等优势,在活体拉曼成像领域引起了极大关注。目前SERS探针研究主要集中于贵金属纳米基底,对其光学品质同样具有重要影响的拉曼报告分子(RR)的开发则严重滞后。本研究拟解决近红外(NIR)SERS探针制备中RR种类局限的根本问题,从SERS机理、探针组装和活体应用所需求的化学结构出发,利用组合化学手段,设计、合成和筛选基于方酸菁和花菁两类荧光染料母核的全新RR,开发具有多种光谱指纹特征、适用于活体多元标记的NIR SERS探针组合。进一步实现对不同电荷脂质体模型纳米药物的标记。通过解析活体小鼠特征组织部位各SERS探针的特征峰信号,实现不同靶向性质脂质体的体内同时监测,进一步获取其体内药动学参数信息。课题的实现将极大提升SERS探针的光学品质,推动拉曼活体成像技术向高通量筛选和实际应用方向发展。

结项摘要

本项目主要研究工作包括新型内标化SERS探针和荧光-SERS二元纳米光学探针的设计和制备;SERS探针标记脂质体方法和报告分子释放行为研究;基于SERS探针的多功能纳米诊-疗平台构建和性能评价。主要成果包括:(1)发展一种新型AuNR@reporter@Ag内标化SERS纳米探针并深入探讨了信号增强机制,该内标化探针展示了优良的体内信号稳定性。(2)探索了Au@Ag/AuSERS探针标记脂质体方法,研究了脂质体内不同报告分子标记SERS探针的环境刺激响应行为,验证了在脂质体内,报告分子的保留依赖于与金属表面和磷脂双层两方面的相互作用。(3)制备了以NaYF4:Yb,Er为上转换发光纳米材料为荧光母核的荧光-SERS二元纳米光学探针,展示了良好的细胞和活体标记能力,在生物组织的检测深度可达7 mm。(4)制备的Ag@SiO2@mTiO2壳核结构荧光-SERS复合探针探同时担载药物阿霉素用于癌症治疗,在肿瘤细胞实验中展现了二元标记和肿瘤治疗的潜在用途;合成的新型卵壳结构的纳米材料AuNR@void@mTiO2同时具有SERS成像和光热-化学复合治疗功能,是一个有实际应用潜力的治疗诊断平台。本项目结果为SERS探针技术在生物医药领域中的应用提供了有意义的实验依据和新的研究思路。发表SCI论文5篇,影响因子均大于7。协助培养研究生5名。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Phospholipid Encapsulated AuNR@Ag/Au Nanosphere SERS Tags with Environmental Stimulus Responsive Signal Property
具有环境刺激响应信号特性的磷脂封装 AuNR@Ag/Au 纳米球 SERS 标签
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b01523
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Su Xueming;Wang Yunqing;Wang Wenhai;Sun Kaoxiang;Chen Lingxin
  • 通讯作者:
    Chen Lingxin
"Elastic" Property of Mesoporous Silica Shell: For Dynamic Surface Enhanced Raman Scattering Ability Monitoring of Growing Noble Metal Nanostructures via a Simplified Spatially Confined Growth Method
介孔二氧化硅壳的“弹性”特性:通过简化的空间受限生长方法动态表面增强拉曼散射能力监测生长的贵金属纳米结构
  • DOI:
    10.1021/acsami.5b01077
  • 发表时间:
    2015-04-15
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Lin, Min;Wang, Yunqing;Chen, Lingxin
  • 通讯作者:
    Chen, Lingxin

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其他文献

基于生存分析的胃肠安方辨证治疗对不可切除性结直肠癌肝转移预后影响的双向队列研究
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  • 期刊:
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  • 作者:
    陶丽;朱莹杰;顾缨;赵爱光;郑坚;杨金坤;王文海;洪庆祥
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    洪庆祥
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
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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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