获奖项目简介
2025年中国分析测试科学奖二等奖:高性能D-A型荧光分子开发及功能化调控与应用
完成单位:川北医学院,成都师范学院,四川中久国峰科技有限公司
完成人:刘军,邓国伟,周黄,罗荧萍,苏蓉川,陈虹羽,冯娇,张成华,聂旭凤,张仕禄
成果简介:在医疗卫生领域中,疾病诊疗精准度较低、院内交叉感染率高和医疗废物对环境的污染等问题仍广泛存在。相关技术发展有利于改善整个医疗生态和保障人们生命健康。本项目利用光在使用中无可比拟的优势,从易于调控的小分子光学分子设计和构建出发,围绕其在以上应用中存在的多个难点和科学问题,开发了两类D-A型分子并分别进行性能调控,实现了其应用。根据应用场景需要,材料性能分别涵盖了对可见光、 近红外光或太阳光等全波长光的利用。该项目成果实现了以上多方面技术提升。
创新点及科学价值:
1.围绕体外诊断荧光探针开发缺乏可见光高性能荧光团的难点,开发了D-A型三芳基硼类小分子,通过激发态对微环境的敏感响应构建生物荧光探针,利用其分子结构诱导的荧光变化,提出了分析物诱导有限聚集、多步水解、膜通透性转变等机理。成功研发出系列能用于生物物质和肿瘤标志物检测的小分子荧光探针。并将其应用于病理切片染色、体外仪器开发中。
2.围绕光动力应用中需要特殊光源导致不便利的难点,发展了一类具有高光敏性三芳基硼类小分子, 其无需特殊光源,可通过借助照明灯光或自然光实现光动力作用。作为探针,成功应用于选择性诱导癌细胞凋亡并成像。作为染料,成功应用于开发抗菌抗病毒纺织品相关产品。通过与纤维化光热材料结合,成功实现高效利用太阳光抗菌,应用于防止医疗废品污染环境。
3.围绕体内诊疗存在的光毒性问题,开发了一类近红外D?A型分子结构,通过与聚合物结合并引入氢键网络,提升了其形成分子玻璃的稳定性,该技术也应用于发展光学膜相关产品。将该类分子应用于体内光诊疗,通过变换分子结构诱导J聚集体形成,优化诊疗性能,发展了一类聚集诱导光降解分子并在国际上首次提出了聚集诱导光降解概念,解决了近红外小分子光敏剂普遍存在的光毒性问题。
社会经济效益:本项目在Materials Horizons、Biosensors and Bioelectronics、Analytical Chemistry等杂志发表学术论文120篇,培养10余名硕士研究生。利用相关技术进行光学材料开发,产品包括分析检测所用膜材等,获得融资4330万元,实现年销售近3000 万元,估值超过2亿元。与河北瑞诺医疗器械有限公司签订技术转让合同,金额为150万元。于2024年创立了南充高坪区光护生物有限公司进行医疗卫生产品开发。
应用前景:本项目发展光稳定性分子玻璃等的技术或材料能用于光学胶或光学膜相关产品的开发中,三芳基硼类荧光探针可用于生物检测、病理切片染色方面,肿瘤靶向性荧光探针和近红外光诊疗材料可用于体内诊疗方面,高光敏性抗菌抗病毒技术可用于公共卫生或环保领域。