基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针的任务书.docx

基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针的任务书
一、研究背景
细胞极性是维持生命物质运输、生物信号传导和细胞形态变化的基础。在细胞中，极性结构，如溶酶体的位置和方向，在细胞功能中起着重要的作用。溶酶体是一种能够降解细胞产生垃圾的细胞器，在一些生物学过程中，如细胞凋亡、胶原蛋白降解和生长因子分泌等方面都有着非常重要的作用。然而，在某些情况下，溶酶体的位置和数目可能会发生变化，如细胞分化和癌症等病理状态。因此，准确、可靠、高效、灵敏的检测溶酶体极性变化的方法是很有必要的。
近年来，双光子荧光探针作为一种新型的分子影像方法，在生命科学中应用越来越广泛。这种方法通过使用非线性光学与化学荧光标记结合来获得更清晰的细胞成像。然而，由于现有分子探针的种类有限，有效地将它们应用于研究生命系统中的关键机制仍然困难重重。
迄今为止，已有研究表明萘酰亚胺可以作为细胞成像探针，但由于它们的荧光发射信号变化微弱、与DNA拖拽补偿不足等诸多问题，导致其在实际应用中的局限性很大。因此，设计一种基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针是一个非常有意义而具有挑战性的任务。
二、研究目的及研究内容
本研究的目的是通过开发一种基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针，实现在细胞显微成像中实现低细胞毒性、高选择性、生物学透明度和荧光信号强度的细胞成像。
本研究具体内容及步骤：
1、荧光探针设计
萘酰亚胺与激发态荧光发射信号具有很强的波长依赖性。因此，本研究将基于萘酰亚胺的类似物合成，防止荧光发射信号的波长依赖性，并实现细胞成像检测。
2、生物成像实验
使用各种生物测试方法，如IC50值测试、细胞成像检测、细胞毒性检测和动物实验证实细胞成像生物学透明度、选择性和荧光信号强度等参数。
3、探测溶酶体极性变化
将合成的探针与溶酶体染色药物应用到细胞成像检测实验中，并监测溶酶体数量和分布的变化。
三、研究意义
1、通过基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针的设计研究，将有助于开发一种能够实现细胞成像检测的新型生物影像分子探针。
2、该研究可为溶酶体极性变化相关的细胞生物学，以及呈现在溶酶体位置不正常的情况，如肿瘤和神经退行性疾病的分子成像、特征识别和药物研发，提供新的研究方向。
3、该研究将推动双光子成像的发展，进一步提升生物成像技术的水平，开辟新方法、新目标和新路线，更好地研究生命系统中的重要过程和机制。
四、研究方案
1、探针合成步骤。
（1）准备萘酰亚胺的类似物原料。
（2）制备基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针。
2、细胞成像检测实验。
（1）选取肺癌细胞A549和正常肺细胞HLF-A进行荧光成像。
（2）评估探针的荧光成像选择性和荧光信号强度。
3、溶酶体极性变化检测。
（1）以探针与溶酶体染色药物相比较，观察其探测溶酶体极性变化的能力。
（2）评估探测敏感性并测定探针的极性测量误差。
五、研究计划及时间表
时间节点2019年6月~2019年9月2019年10月~2020年1月2020年2月~2020年6月
步骤
荧光探针设计√
生物成像实验√
探测溶酶体极性变化√
稿件撰写与投稿√
备注：不断完善研究方案，具体时间如有调整以实际情况为准。
六、预期成果
1、完成基于萘酰亚胺的靶向定位检测溶酶体极性变化的双光子荧光探针的设计及合成工作，实现细胞显微成像检测。
2、评估探针的荧光成像选择性和荧光信号强度，探究其探测溶酶体极性变化的能力。
3、提交研究成果报告，撰写相关学术论文并投稿相关国际权威期刊。