跨膜多肽共价修饰的稀土配合物的设计、合成及其在生物荧光成像中的应用研究

The unique luminescence properties of lanthanide chelate complexes have been proved their value in the field of biomedical fluorescence imaging in many years. Base on the design principles of biomedical fluorescence imaging agents, a new kind of molecules equipped with rare earth complexes luminescence characteristics may be designed and synthesized with the multi-functions, such as biomedical fluorescence imaging, transmembrane, and target identification. Finally, this type of molecules will be applied to clinical research...In this study, the transmembrane peptide (tat) will be chosen as the main chain of the target molecules. On the side chain, triphenylphosphine ligand will be used as a ligand which can selectively identify mitochondrial and lanthanide chelate complexes with the podands ligand will be selected as the biomedical fluorescence imaging agent. The solid phase peptide synthesis and selective amino protection strategy will be the main technique tools to synthesize target molecules. Firstly, this proposal will explore and optimize the synthetic route of target molecules, study characterization methods, and measure their fluorescence properties; secondly, the toxicity, biocompatibility, and bioluminescence imaging of the target molecules will be done by cell based assays; Finally, comparing the common methods used in the lab, summarizing and finding the advantages and disadvantages that come to our own technology, the further research and development of bioimage will be improved and discussed in the future.

由于稀土配合物具有特殊的荧光性质，多年来一直被生物医学荧光成像领域所关注。本项目将利用稀土配合物的荧光特性，结合生物医学荧光成像探针的设计思路，研究和开发一类同时具有荧光成像，跨膜和靶点识别特性的生物荧光成像分子，为其能在临床检测中得到应用打下理论基础。. 本研究中，将具有良好跨膜性质的多肽（tat）选为目标分子的主链，在多肽的侧链上接入，可以选择性识别线粒体的三苯基膦和以多足体配体配位的稀土配合物。固相多肽合成和选择性氨基保护是目标分子合成的主要技术。本课题首先探索和优化目标分子的合成路线，表征方法及荧光性质；然后，结合细胞实验，探讨目标分子的毒性，生物相容性以及在生物荧光成像中的应用；最后，通过对此方法和现有方法的总结和对比，得出自身方法的优缺点，使之在今后的生物靶点成像的研究中得到改进和发展。

1、.以多肽为配体的稀土配合物的设计、合成与性质研究. 多肽具有非常好的通透性及生物活性、水溶性好、穿透力强、吸收快、利用率高，如果将合成的长链多肽与稀土离子结合起来，合成多肽-稀土配合物，既克服了由传统化学小分子配体所合成的配合物水溶性低，发光性不强的缺点，也可以比较容易地使稀土配合物穿透细胞，为以后研究生物体内检测、抗肿瘤药物、多肽导向药物提供可靠的基础。我们课题旨在设计与合成合适序列的多肽配体，用于结合并敏化稀土离子，从而改善稀土离子的发光性能，并用于研究不同多肽序列的结构、功能、动态，并应用于生物体系中。.2、离子识别类多肽荧光化学传感器的设计、合成及生物成像研究.众所周知，金属离子在当今化学工业和人类生活中扮演着十分重要的角色，如何有效地检测这些金属离子对于生物化学、环境科学以及医学研究等都有着重大的意义。迄今为止，对于这些金属离子的检测，人们已经发展出多种方法，如原子吸收光谱、原子发射谱等。然而，这些方法有着很多缺点，如样品需要预处理、检测不够快速、检测价格昂贵等。因此，在很多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测这些重金属的方法。我们的课题目标是合成出高性能检测金属离子的多肽化学荧光传感器，并使其能应用于纯水环境和生物体系中。首先，通过查阅相关文献，设计出一系列对金属离子有潜在识别作用的多肽序列。其次，利用SPPS合成出多肽化学荧光传感器。最后，通过荧光检测对传感器性质进行检测和筛选，优化出性能优良，合成简单，灵敏度高，选择性好的金属离子传感器，并将其应用于细胞中检测。