课题基金 / 基金详情

能同时区分检测多种活性氧分子的聚合物纳米探针研发

批准号:
22065026
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
41.0 万元
负责人:
盛家荣
依托单位:
学科分类:
医用材料化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
盛家荣

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
研究表明不同的生物活性氧物种(ROS)在诱发、调控某些生理或病理过程中是相互作用、共同促进的,因此对多种ROS分子的同时区分检测意义重大。但由于ROS分子普遍具有反应活性高、半衰期短等特点,开发能同时区分多种ROS分子的荧光探针仍然颇具挑战。本项目拟使用聚甲基丙烯酸甲酯-共甲基丙烯酸(PMMA-MA)包覆多种黑洞猝灭剂(BHQs)构建新型纳米荧光猝灭平台,并优化该纳米平台的荧光猝灭性能和表面修饰方法。设计合成系列具有不同荧光团、能够对不同的ROS分子进行专一检测的小分子荧光探针P1-5,研究P1-5与不同ROS分子的反应性能,优化其分子结构。将优化的探针分子P1-5同时修饰至纳米荧光猝灭平台表面,构建目标纳米探针,并表征其结构。系统测试该纳米探针对多种ROS分子的区分检测性能,研究其对不同药物刺激产生的细胞内源性ROS及小鼠药物性肝损伤(DILI)模型中的ROS分子的区分成像。
英文摘要
Growing evidence has suggested that different reactive oxygen species (ROS) may work together in regulating some important physiological processes as well as in causing some critical illnesses. As a consequence, the simultaneous differentiation of various ROS is of great importance. Unfortunately, the development of fluorescent probes that can simultaneously distinguish various ROS species reminds challenge due to the intrinsic features, such as high reactivity and relatively short half-life time, of most ROS species. In this research project, we try to construct a novel black hole quencher (BHQs)-loaded polymeric nanoquencher platform by using poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid) (PMMA-MA) as the coating matrix. The fluorescence quenching efficiency as well as the surface modification chemistry of this polymeric nanoquencher platform will be optimized. Next, a series of small molecular fluorescent probes, P1-5, which equipped with distinct fluorophores and ROS-specific recognition groups will be rationally designed and synthesized. The sensing properties of P1-5 in response to different reactive oxygen species (ROS) will be investigated. Finally, the optimized small molecular fluorescent probes, P1-5, will decorate to the surface of the above polymeric nanoquencher platform to get the final nanoprobe. This nanoprobe will be characterized by DLS, Zata potential, SEM and TEM, and its sensing properties for simultaneous detection of various ROS will be examined. Significantly, utilizing this nanoprobe to visualize endogenous ROS in living cells or in the liver of drug-induced liver injury (DILI) model mice will be further investigated.
研究表明生物体内的活性氧物种(ROS)在诱发、调控某些生理或病理过程具有重要的生理意义,实现对活性氧物质的高灵敏监测意义重大。本项目从染料分子的结构创新和优化入手,尝试建立具有优异性能的新型ROS探针,并探索其生物应用。主要的研究内容包括:1)以具有大空间位阻的高金刚烷与四氢奎喔林杂合的高金刚烷并四氢奎喔林基团为电子供体,通过进一步固定可自由旋转的侧链,抑制其分子内扭转电荷转移(TICT),设计合成了系列单侧链固定的高金刚烷并四氢奎喔啉香豆素SFHTC1-5。该系列染料展现出较经典香豆素染料和商品化染料罗丹明6G更为优异的Stokes位移和光稳定性(其在1 W 515 nm激光光源的连续照射60 min下,其吸光度依然能够保留90%以上)。选取其中稳定性最好的染料SFHTC3为母体发展了探针SFHTC3-SO,利用该探针可实现对细胞内源性HClO进行长时间的追踪与成像;2)基于探针与HClO与谷胱甘肽/半胱氨酸顺序响应策略,并通过以邻苯二胺为连接基团,将还原亚甲基蓝与派诺宁进行连接,成功合成了首例能够同时以三个不同的荧光信号通道(发射峰分别为541,620和690 nm)响应线粒体内HClO的探针分子MBP。MBP对HClO具有较低的检测限(最低可至9 nM),较快的响应时间(约15 s)及良好的选择性,利用MBP可成功实现对细胞线粒体内源性HClO的多通道成像,从而可有效克服基于单一荧光通道HClO荧光探针易受环境因素干扰,信号输出稳定性差的缺陷;3)以吩噻嗪为电子给体,合成了系列吩噻嗪氧杂蒽染料。该系列染料对HClO具有极快的响应速度(最快可达15 s)、超强的选择性、极高的灵敏度(低至25.8 nM)等突出的响应性能。该染料分子可实现对正常小鼠与PD小鼠脑切片的区分成像。项目能够为HClO生理意义的研究提供有效的分子工具,为其它活性氧物种探针的研发提供一定的策略依据和思路借鉴。
PDT疗效系统增强型硫代尼罗蓝光敏剂的构建及其抗恶性实体瘤研究
  • 批准号:
    22368036
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    盛家荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金