[01130089]荧光探针对具有纳米结构光纤探头表面修饰及功能研究

本课题由国家基金委2011年立项,立项号：21103061,研究周期：2012年1月至2014年12月。项目基于修饰光纤进行荧光传感研究在检测和诊断方面的研究,具有很大的应用价值。 在生物体中,自由基起着非常重要的作用,它不仅参与各种生命活动,而且其浓度的变化也会导致许多疾病的发生。将自由基荧光探针与光纤传感结合起来,进行荧光传感和监测是非常有意义的。在国家自然科学基金青年项目的资助下,我们开展了“荧光探针对具有纳米结构光纤探头表面修饰及功能研究”,对金属离子和自由基的荧光传感进行了研究,并取得了一些阶段性成果。 荧光光纤传感器的信号传递是在光导纤维中进行,具有很强的抗干扰能力和较高的精度,适于在复杂环境和微环境中进行在线监控,在生物检测和医学诊断方面具有很大的应用价值。对光纤探头进行表面纳米结构改造,可以进一步提高其荧光激发和采集效率。在项目中先利用化学蚀刻法制备锥形单根光纤探头,利用正硅酸乙酯在探头表面产生纳米二氧化硅微球在光纤探头表面产生纳米结构,增加探头比表面积。同时用硅烷偶联剂在表面产生化学活性基团,利用表面支化反应及高效的官能团转换,实现自由基荧光探针在探头表面的大量共价修饰。用点光源系统和光纤光谱仪,探索获得高灵敏荧光响应单光纤探头的制备和修饰方法,实现修饰光纤探头对生物组织内的荧光响应与信号提取。在项目研究中,主要完成的研究内容包括两个方面： （1） 新型自由基荧光探针的合成：设计合成了含香豆素功能基、喹啉功能基的自由基荧光探针,利用核磁和质谱等手段确定了其结构,利用紫外、荧光和荧光显微镜等方法研究了其对羟基自由基及NO自由基的识别效果。 （2）光纤的表面修饰及传感研究：在石英材料表面进行了纳米化,而后对其进行修饰,荧光显微镜实验结果表明经纳米化后进行修饰,该材料的荧光响应效果有了明显的提高。相关成果的研究水平达到国内领先水平。 以上研究取得了一些阶段性成果,已在Spectr℃himica Acta Part A： Molecular and Biomolecular Spectroscopy,Supramolecular Chemistry,Chinese Journal of Chemistry等一些重要刊物上发表学术论文3篇。申请国家发明专利4项,其中3项已获得授权,并且相关成果被河南维诺生物科技有限公司,江西盛祥电子材料有限公司应用,所涉及的产品产值1.3亿元,利税1200万元,产生了300余就业岗位,经济和社会效益显著。当然相关成果需要继续进行深入研究,最终实现在生物体内的实时在线低浓度活性分子的检测。