基本信息
- 项目名称：
- 罗丹明类荧光探针分子在细胞内Cu2+可视化成像检测中的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 合成一种新的高选择性Cu2+荧光探针分子，在调节测试条件基础上，该探针检出限为3 nmol Cu2+，并且该探针分子可以实现细胞内铜离子荧光成像检测。
- 详细介绍：
- Cu2+是人体必需微量元素之一。但是，过量的Cu2+会对人体带来严重危害。当前由于工业发展，大量含Cu2+废水的排放，造成环境Cu2+污染，给人类的生活生存带来极大的影响。因此，Cu2+的检测是当前研究热点之一。当前，Cu2+的检测手段诸如原子吸收/发射光谱、电感耦合等离子体质谱等存在仪器维护费用高、操作复杂等缺点，尤其是不能用于生物体内检测，应用受到极大的限制。荧光探针技术由于具有高灵敏性、高特异性、高精确性等特点，尤其是可以实现生物体内检测，对生物体破坏小甚至没有影响，从而在众多检测手段中脱颖而出，并已成为生命科学领域研究的热点。当前报道的Cu2+探针分子大多具有选择性差、受背景干扰大、水溶性差等缺点，难以实现实体中Cu2+的检测。基于以上考虑，在查阅大量文献基础上，我们通过自主设计合成一种新的高选择性铜离子探针分子，在优化测试条件基础上，实现探针分子在细胞内Cu2+的荧光成像检测。实验结果表明，该探针分子选择性好、灵敏度高、线性响应范围宽，能实现细胞内Cu2+的荧光共聚焦成像检测。该工作为早日实现生物体内Cu2+以及其它金属离子的检测提供了宝贵的经验并打下了坚实的基础。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：环境Cu2+污染严重，对生物的生存造成极大影响。因此，生物体内Cu2+的检测是当前研究重点和难点。荧光探针分子法具有对生物体损伤小的特点，本工作借以合成新的荧光探针分子实现生物体内Cu2+的检测。基本思路：在大量文献调研基础上，挑选合适的发光团罗丹明B，然后对其进行相应的修饰，使其达到对Cu2+的专一选择；在优化实验条件基础上，进而实现细胞内Cu2+的共聚焦荧光成像检测。
科学性、先进性及独特之处
- 本工作是在大量文献调研基础上进行的，具有理论依据和科学性；当前重金属离子生物体内共聚焦成像检测是当前研究热点，与报道文献对比，本工作中采用探针分子达到世界先进水平；本工作独特之处在于自主设计合成探针分子，自主在优化实验条件基础上实现Cu2+的细胞内共聚焦荧光成像检测。
应用价值和现实意义
- 实际应用价值：具体体现在该探针分子能用于环境及细胞内Cu2+的检测，可以进行地区水体环境Cu2+排放是否超标评估。现实意义：通过自主设计合成的荧光探针分子成功实现Cu2+的细胞内荧光共聚焦成像检测，为生物体内其它金属离子的检测打下了基础并提供了参考经验，该工作在环境化学、环境医学以及检验医学等方面都具有重要的现实意义。
学术论文摘要
- 合成一种新的高选择性Cu2+荧光探针分子，在调节测试条件基础上，该探针检出限为3 nmol Cu2+，并且该探针分子可以实现细胞内铜离子荧光成像检测。
获奖情况
- 1. Yu CW, Zhang J, Wang R, et al. Highly sensitive and selective colorimetric and off-on fluorescent probe for Cu2+ based on rhodamine derivative. Org. Biomo. Chem., 2010, 8: 5277-5279. 2. 张军，季玉祥，刘洁，李娜，吕刚.罗丹明类荧光探针分子在细胞内Cu2+ 可视化成像检测中的应用. 海南医学院学报. 2011, 17(2)：145-147.
鉴定结果
- 重金属检控及检测是国家十二五规划重点课题。该工作利用自主设计合成的探针分子实现Cu2+细胞内荧光共聚焦成像检测具有很重要的科学价值和现实意义。另外该工作内容充实，工作量大，参与人员具有一定的科研实力。
参考文献
- 1. J.J.Du, J.L.Fan, X.J.Peng, P.P.Sun, J.Y.Wang, H.L.Li and S.G.Sun,Org.Lett., 2010,12,476. 2. J. Liu and Y. Lu, J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 9838
同类课题研究水平概述
- 当前国内外该领域的研究重点及难点在于如何实现生物体内的重金属离子成像检测，已有一定数量的文献发表。研究重金属集中在：Hg2+、Cu2+、Zn2+等以及其它一些重金属离子。研究水平多集中于生物体外金属离子的检测，少部分用于细胞内重金属离子的共聚焦荧光成像检测，极少数应用到小白鼠以及蝌蚪体内重金属离子的检测。
