地区：上海市 宝山区
关键词：华东理工大学;大连理工大学;上海第二工业大学;齐齐哈尔大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004509
成果描述：
| 属于应用化学和精细化工领域。由于环境生态和生物医药领域的快速发展和急迫需求，具有分子识别与功能调控作用的新型染料应运而生。设计制备具有色、光、热、生态环境/生物环境敏感性、响应性的专用高性能新型染料，成为化工技术和应用化学的前沿和热点之一。而将传统无识别响应性的“死”染料，变成具有选择性识别响应并且功能可调控的“活”染料，是研究中的难点和前沿。重金属污染对生态环境和生物的危害性极大。在自然环境和活体细胞中的痕量重金属离子检测过程复杂、难度高，实现痕量重金属离子在水性和纯水性溶液中的传感挑战性强，而从水中分离脱除痕量重金属离子则更为困难。一方面，该研究组提出并实施了重金属检测与分离一体化的染料化工技术，这对染料的分子识别、荧光传感、检测分离和重复再生使用等性能提出了很高的要求；另一方面，与重金属污染相关的细胞生物学研究和疾病诊疗需要染料作为技术和工具，也迫切需要新型染料具有生物应用性能、或者生物功能调控作用。项目就该背景，开展了识别和传感过渡和重金属离子的新型染料的系列基础研究，并重点针对该类染料最为关键的高选择性、高灵敏性、生物特异性三个关键科学问题，进行了深入系统的工作，在分子识别受体、荧光传感模式、结构与性能关系和生物应用性能方面取得重要进展和成果。项目实施中，1)发现若干非环开链受体，实现了染料对重金属离子的高选择性和可逆性的分子识别。与这些受体有机结合的染料，在水性或者纯水性溶液中，对不同的过渡和重金属离子（汞、镉、铜、锌等）具有选择性、可逆性结合能力和响应调控能力；2)发现系列新颖的染料荧光传感模式，实现识别响应的高灵敏性；这些模式使得极微量的重金属离子都可以给出强烈的响应。将这些集成了高识别选择性及可逆性的受体、高灵敏性传感机制的新型染料接枝到微纳材料上，实现了对痕量重金属离子的识别传感、去除分离一体化，并可循环再生、重复利用。3)以上述为基础，发现系列能活细胞成像应用染料：2005年国内外首次实现了动、植物活细胞内的汞离子摄取运输过程的可视化成像；2008年首次实现对活细胞内的汞离子实时比率荧光成像和精确定量检测；并发现系列肿瘤细胞诊疗一体化染料，发现其靶向癌肿细胞特异的蛋白质靶标，指示肿瘤细胞微环境、诱导癌肿细胞凋亡，为拓展染料的应用领域奠定了基础。8篇代表性论文的SCI他引2248次，其中7篇列入ESI高被引（1%)论文；20篇主要论文的SCI他引3414次，单篇SCI最高他引438次。获2008年上海市自然科学一等奖、2015年CASE Award (7th Catalysis and Sensing for our Environment Symposium, Dublin)。获发明专利15项。过渡和重金属离子的染料荧光识别传感与分离循环使用一体化技术已经转让企业。成果被美国乔治亚理工Bunz、韩国国立庆尚大学Jung、意大利Catania大学Gulino等在JACS、Chem. Commun.等的跟踪应用。应邀在第24届世界杂环化学大会等国际会议作大会或特邀报告10次。作为主席或者主席之一，创立了国际上系列的International Conference on Molecular Sensors and Molecular Logic Gates,主办了第13届亚洲化学大会传感化学会议等国际会议4次。 |
