完成单位：山东大学

完成人：李敏勇、杜吕佩、马朝

成果简介：生物活性可视化分析是药物研究的重要手段。本项目聚焦于荧光、生物发光和化学发光技术的创新，通过设计、合成特异且灵敏的分子探针，对生物大分子和活性小分子的含量、分布和功能进行非侵袭性精准可视化分析，取得良好的社会和经济效益，为现代药物研发提供了新思路、新方法。项目进行期间，完成国家重点基础研究发展计划课题、国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目等省部级以上科研项目7项，相关研究成果在 Anal. Chem., Cell Chem. Biol., J. Med. Chem.等国际重要学术期刊上发表研究论文共计 61 篇，得到了国内外同行的认可和高度评价，在药物分析领域产生了积极的影响。

创新点及科学价值：本项目发展了环境敏感型和光致电子转移型的荧光开关技术，开发了针对肾上腺素能受体、hERG等10余类非酶类蛋白靶标的不同类型的荧光探针，实现了不同层面的各靶标竞争性成像分析，构建了有效的药物筛选和病理分型方法，有效提高了可视化的信噪比，简化操作流程，且对不同蛋白靶标具有良好的普适性；利用“caged”生物发光和化学发光体系创制了靶向6种酶类靶标以及H₂O₂、H₂S等10余种活性小分子的可视化探针，有效地实现了生物体内各靶标分子的活性检测，弥补了荧光可视化技术在外界光源等方面的限制，保障了可视化信号的组织穿透力，适用于不同种类的酶类蛋白靶标、活性小分子和离子的体内外成像分析；开发了针对不同生物发光体系的多系列新型底物和抑制剂，极大地提高了发光体系的多样性和可操控性，有效地拓展了生物发光的应用范围，并为有效避免常规实验中的假阳性现象的发生提供了理论支撑。

社会经济效益：本项目所开发的荧光开关型α₁-肾上腺素能受体探针和Bcl-2小分子探针已成功地在山东第一医科大学附属第一医院开展临床病理切片分析，累积完成700余项测试，为300多余患者的临床用药和个性化治疗提供了指导；创制的新型萤火虫荧光素酶底物cybLuc 已转让给Biosynth Carbosynth公司，该产品作为体内成像研究的理想萤光素，自上市以来已经出口至美国、英国、法国等国家，取得了较好的经济效益；通过cybLuc构建的原位脑瘤评价模型筛选出的Calcineurin-NFAT 抑制剂YZ129已转让给上海培健信息科技咨询有限公司（转化金额110万元），作为神经胶质瘤的潜在治疗药物，预计该产品投产后第五年的销售收入可达到9630.26万元。

应用前景：本项目研究的探针活性可视化新方法在受体、酶等生物大分子以及活性氧、活性硫等活性小分子的体内外可视化分析中具有重大的应用价值，所开发的小分子探针和底物已被成功地应用于药物靶标的体内外成像、活性小分子的检测、化合物库的高通量筛选、以及恶性疾病的分子分型，将极大地促进疾病生物标志物诊断和创新药物的研究。