2021年CAIA獎二等獎：基于探針的生物活性分子熒光成像與調控研究
完成單位：山東師范大學
完成人：王栩，解希雷，李勇，焦曉云，張建
成果簡介：細胞內生物活性分子濃度低、壽命短、對環境敏感，導致難以對其濃度變化進行準確檢測，造成對生物活性分子及其生物學效應的理解存在疑問和爭議。本項目以熒光成像分析為核心，針對生命分析中的高靈敏度、高選擇性、高時空分辨以及精準定量的具體要求，構建了在細胞以及活體水平上活性分子的高靈敏、實時、原位的成像新方法，獲取了活性分子在疾病發生發展過程中動態變化信息；研制了細胞內微環境激活的活性分子光控釋放劑，實現了對細胞內活性分子的精準釋放與調控。項目為研究生物活性分子的病理生理學功能提供了原位成像方法和分析工具，為相關疾病的診斷和治療提供了研究方法和理論依據。
相關研究成果在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Anal. Chem.等學術期刊上發表，得到了國內外同行的廣泛認可與較高評價；所設計的探針得到國內外研究人員廣泛關注，被直接應用于細胞內活性分子的熒光成像檢測；所發展的新型識別基團被借鑒應用于多種功能分子的結構設計。
創新點及科學價值：
（1）通過研究新的識別反應機制，構建了高選擇、高靈敏的新型識別基團，制備了新型熒光探針，實現了細胞及活體內活性分子濃度變化的高選擇、高靈敏成像，為探針研制提供了新思路和新方法。
（2）發展了雙模式發光檢測細胞內活性分子的策略，研制了發射光譜完全分辨的雙色分子探針，實現了活性分子波動的精準定量與解析。
（3）發展了光激活釋放策略，研制了熒光響應型活性分子光控釋放劑，實現了對細胞內活性分子的精準調控和干預。
社會經濟效益：本項目針對生物活性分子精準檢測和精準調控問題，研制出一批在生物環境中高選擇、高靈敏、定量檢測生物活性分子的熒光探針，為研究生物活性分子的病理生理學功能提供了原位成像方法和工具，有望應用于醫養健康等領域。
應用前景：本項目是圍繞我國醫養健康產業的基礎性研究，研究成果在探索疾病發生發展的分子機制，評估藥物安全性和新藥研發，篩選新型診斷標志物等方面具有應用前景。
