郭志前-朱为宏课题组科研成果 |新型高性能喹啉腈(QM)系列荧光染料

高保真生理过程的活体荧光监测在疾病诊断和生物学研究中至关重要,但由于聚集引起的猝灭(ACQ)和短波荧光,它面临着极大的挑战。高性能、长波长聚集诱导发射(AIE)荧光团的发展对精确光学生物成像提出了更高的要求。

发色团-喹啉-丙二腈(喹啉腈,QM)是近年来出现的一种新型AIE结构单元,具有红外到近红外(NIR)发射、高亮度、良好的光稳定性和生物相容性等显著特征。他们的可饰性强,易功能化,可作为发展荧光标记和荧光探针的理想染料母体。

喹啉腈(QM)染料由华东理工大学郭志前-朱为宏课题组自主开发,拥有自主知识产权。相关的研究成果已获得国家自然科学二等奖、上海市自然科学一等奖等多项奖励。

经过近十余年的研发,该类产品不断丰富,目前已发展有三十余种。百灵威独家销售郭志前-朱为宏教授研发的喹啉腈(QM)产品:

产品信息
品名:
QM-FN-SO3,NIR Amyloid-ß Plaque Imaging Dye, 95%
QM-FN-SO3,Amyloid-β近红外成像试剂
货号:9230967
产品描述:
吸收波长: 500 nm;发射波长: 720 nm
应用:

对Aβ斑块的近红外高保真原位成像(图1);

图1 QM-FN-SO3对Aβ斑块的近红外高保真原位成像(b,c)野生型小鼠和(d,e)APP/PS1小鼠静脉注射QM-FN-SO3后20分钟荧光图像的比较。[1]

阿耳茨海默症是一种严重的中枢神经系统变性病。研究表明,大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块的形成和沉积在AD的神经病理学中扮演着极为重要的角色,被认为是该疾病早期诊断和治疗的重要病理学标志。目前已知的市售金标染料硫黄素ThT/ThS受限于(1)发射波长较短(主要位于400-600 nm区间);(2)聚集淬灭引起荧光信号失真;(3)结合蛋白前“always-on”的背景噪音干扰;(4)无法穿透血脑屏障(BBB)等固有缺陷。

与前述染料相比,QM-FN-SO3具有:

  • 结合背景噪音最小化和保真度信号放大实现超高的信噪比(S/N);
  • 对Aβ斑块显著的结合能力和BBB穿透性能;
  • 近红外可激活的AIE发射波长和优异的光稳定性。
品名:
QM-β-Gal, 95%
货号:9233837
应用:
β-半乳糖苷酶活性检测试剂。β-半乳糖苷酶在衰老细胞和原发性卵巢癌细胞中活性会明显升高,可以作为一种重要的生物标志物。

QM-β-Gal具有:

  • 细胞内滞留能力强(12 h,图2),能原位监测细胞中内源性β-gal,对卵巢癌细胞进行长时间荧光标记和示踪;
  • 优良的水溶性;
  • 响应速度快(35 min);
  • 细胞毒性低、可渗透性好。
图2 QM-β-Gal在高分辨率长期监测β-gal过度表达的SKOV-3细胞中的适用性。[2]
品名:
QM-SO3
水溶性喹啉腈磺酸盐母体
CAS:1800102-18-4
货号:9230961
产品描述:

吸收波长:420 nm 发射波长:520 nm

授权专利:ZL201410512468.9

外观:橙黄色固体

品名:
QM, 95%
喹啉腈母体
CAS:1402299-58-4
货号:9230960
产品描述:

吸收波长:420 nm 发射波长:520 nm

授权专利:ZL201210199278.7; ZL201410512468.9

外观:橙黄色固体

郭志前

教授,博士生导师;国家优秀青年基金获得者,青年长江学者。

主要从事精细有机化工领域的相关研究,致力于突破染料在生物医药、信息材料、环境生态等交叉领域革新应用中的关键技术瓶颈,聚焦近红外染料理性设计及功能强化,开展高性能、精细化、可产品化的近红外染料前沿基础研究。迄今,以第一或通讯作者在JACS,Angew、Nat. Comm. Nat. Protoc.发表论文100余篇,他引8000余次,H指数46. 注重产业化应用转化,申请发明专利18项,已授权10项,替代市售传统探针试剂,高性能喹啉腈染料、荧光微球商品化销售;发展高端荧光诊断试剂实现阿尔茨海默症Aβ蛋白斑块检测。曾获得2019年国家自然科学二等奖(2/5);上海青年科技杰出贡献奖等。

朱为宏

现任华东理工大学副校长、精细化工研究所所长。国家杰出青年基金获得者(2013年),中组部万人计划科技创新领军人才(2016年)、国务院特殊津贴(2018年)、教育部新世纪优秀人才(2007年)、上海市学术带头人(2015年)。

主要从事化学产品工程研究,方向为染料功能化及产品化,包括荧光染料、光致变色染料、敏化染料。迄今已发表 SCI论文310余篇,共被SCI引用1.8万余次, H指数为73。申请中国发明专利36项,其中28项已授权,曾获国家自然科学奖二等奖两项、上海市自然科学奖一等奖两项、上海市科技进步奖一等奖(2020)、上海市牡丹奖等。入选2018、2020年度科睿唯安化学领域“高被引科学家”。担任中国化工学会染料专委会副主任委员、中国化工学会精细化工专业委员会常务委员、中国化学会光化学专委会副主任委员、中国感光学会第八届理事会常务理事,并担任《Green Chemical Engineering》副主编、《过程工程学报》副主编、《影像科学与光化学》常务副主编、Science China Chemistry编委、ACS Applied Bio Materials (ACS-ABM) 编委等。

参考文献:
  1. W. Fu, C. Yan, Z. Guo, J . Z hang, H . Z hang, H . T ian, W. H. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 3171 – 3177.
  2. K. Gu, W. Qiu, Z. Guo, C . Y an, S. Zhu, D. Yao, P. Shi, H. Tian, W. H. Zhu, Chem. Sci. 2019, 10, 3 98 – 4 05.
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