获奖项目简介
2021年CAIA奖二等奖:基于探针的生物活性分子荧光成像与调控研究
完成单位:山东师范大学
完成人:王栩,解希雷,李勇,焦晓云,张建
成果简介:细胞内生物活性分子浓度低、寿命短、对环境敏感,导致难以对其浓度变化进行准确检测,造成对生物活性分子及其生物学效应的理解存在疑问和争议。本项目以荧光成像分析为核心,针对生命分析中的高灵敏度、高选择性、高时空分辨以及精准定量的具体要求,构建了在细胞以及活体水平上活性分子的高灵敏、实时、原位的成像新方法,获取了活性分子在疾病发生发展过程中动态变化信息;研制了细胞内微环境激活的活性分子光控释放剂,实现了对细胞内活性分子的精准释放与调控。项目为研究生物活性分子的病理生理学功能提供了原位成像方法和分析工具,为相关疾病的诊断和治疗提供了研究方法和理论依据。
相关研究成果在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Anal. Chem.等学术期刊上发表,得到了国内外同行的广泛认可与较高评价;所设计的探针得到国内外研究人员广泛关注,被直接应用于细胞内活性分子的荧光成像检测;所发展的新型识别基团被借鉴应用于多种功能分子的结构设计。
创新点及科学价值:
(1)通过研究新的识别反应机制,构建了高选择、高灵敏的新型识别基团,制备了新型荧光探针,实现了细胞及活体内活性分子浓度变化的高选择、高灵敏成像,为探针研制提供了新思路和新方法。
(2)发展了双模式发光检测细胞内活性分子的策略,研制了发射光谱完全分辨的双色分子探针,实现了活性分子波动的精准定量与解析。
(3)发展了光激活释放策略,研制了荧光响应型活性分子光控释放剂,实现了对细胞内活性分子的精准调控和干预。
社会经济效益:本项目针对生物活性分子精准检测和精准调控问题,研制出一批在生物环境中高选择、高灵敏、定量检测生物活性分子的荧光探针,为研究生物活性分子的病理生理学功能提供了原位成像方法和工具,有望应用于医养健康等领域。
应用前景:本项目是围绕我国医养健康产业的基础性研究,研究成果在探索疾病发生发展的分子机制,评估药物安全性和新药研发,筛选新型诊断标志物等方面具有应用前景。