活细胞内活性氧和功能性阳离子区域定位识别的近红外荧光探针的设计、合成及其可视化成像分析

在细胞内不同区域（重要的不同细胞器内）存在的具有生理活性的功能性活性物种（活性氧和功能性阳离子）的种类和浓度不尽相同，详尽的了解这些差异对于探讨活性物种的产生、分布和生物学作用有着重要意义。利用荧光法研究细胞内活性物种是目前化学和生物学的热点领域之一。本项目通过设计、合成一系列新型近红外荧光探针，能够特异性的识别目标生物活性物种，而且探针分子可以选择性地结合在细胞内的特定区域，实现活细胞不同区域内功能性活性物种的荧光成像分析。研究结果一方面能更加精细地了解活性氧、氢离子、金属离子这些功能性活性物种的产生、转移、作用机制等细胞功能，另一方面为探究细胞的信号转导途径将提供有力的理论指导和实验依据。

本项目采用近红外、高量子产率的荧光分子，基于光诱导电子转移、荧光共振能量转移及其他导致荧光团荧光猝灭的机理以及比率荧光法，利用不同的识别基团，设计合成了一系列高选择性的荧光探针，进行活细胞不同区域内金属离子、活性氧自由基的高选择性、高灵敏度的检测。实现了对线粒体内超氧阴离子自由基、溶酶体内铜离子、亚铁离子、正常及病理条件下心肌细胞内氯离子浓度浮动的荧光成像可视化分析。该项目已经取得阶段性突破，发表SCI论文7篇，研究成果为深入探讨活性氧自由基、金属离子等在细胞不同区域中的生理作用提供了理论依据及实验方法。