覃文武教授課題組主要研究方向為發光材料的制備及應用,包括有機分子熒光傳感器和納米發光材料。疾病的診斷與酶的活性有關,酶在生命過程中參與眾多的生理和病理過程,常作為生物標志物用于臨床上疾病診斷、治療以及預后評價。COFs納米材料具有高穩定性、可重復利用、高靈敏度和可調節孔徑的優點,然而,由于嚴重的π-π堆積效應,COFs材料的發光不強,提高COFs的發光性能是將其用于檢測的重要前提。研究者近年來一直致力于酶的活性檢測及疾病診斷以及改進COFs的發光能力的研究,近幾年內所獲得研究成果在Analytical Chemistry, Acs Sensor,Chem. Commun.,Journal of Hazardous Materials,Sensors and Actuators: B.Chemical,Analytica Chimica Acta,ChemSusChem等刊物已發表論文30多篇。
相關成果:
一、 熒光探針DCDHFNH2-dpp4在糖尿病早期診斷中的作用
糖尿病是一種由高血糖引起的代謝性疾病。患者經常患有高血壓和動脈硬化,甚至可能演變為肝臟疾病、腎臟疾病和其他糖尿病并發癥。二肽酶IV(DPP-IV)在調節血糖水平中起著重要作用,是糖尿病診斷和治療的靶點之一。我們設計并合成了一種檢測DPP-IV的長波長比率熒光探針DCDHFNH2-dpp4(Anal.Chem.2021,93,11461-11469,圖1)。DCDHFNH2-dpp4用于檢測健康、荷瘤和糖尿病小鼠的DPP-IV,只有糖尿病小鼠顯示出強烈的熒光信號。在器官成像中,發現DPP-IV在糖尿病小鼠的肝臟中相對豐富。此外,DCDHFNH2-dpp4在糖尿病小鼠的血清中也顯示出顯著的比例熒光信號。因此,熒光探針DCDHFNH2-dpp4在糖尿病的早期診斷中顯示出巨大的潛力,有望應用于實際的臨床醫學。
圖1. 用于DPP-IV檢測的DCDHFNH2-DPP4探針機理設計。
二、 一種由β-葡萄糖醛酸酶激活的新型熒光探針策略輔助肝癌手術切除
肝臟在機體的解毒和代謝過程中起著關鍵作用。肝癌是對人類健康的嚴重威脅長期以來,它是一種發病率和致死率都很高的惡性腫瘤。因此,設計一種早期發現和早期治療肝癌的方法將為患者的康復帶來幫助。在這項工作中,構建了一系列熒光探針用于β-葡萄糖醛酸酶(GLU)的實時精密檢測。其中的探針DCDNO2可準確用于肝癌細胞、HepG2異種移植后形成的小鼠肝組織以及小鼠各器官中GLU活性的光譜檢測。DCDNO2在肝癌腫瘤小鼠的檢測成像中也表現出高選擇性的長波長熒光特性。此外,在肝癌小鼠模型局部噴灑DCDNO2的熒光成像中,DCDNO2可以準確輔助和指導肝癌腫瘤的手術切除。(Anal.Chem.2022,94,7012?7020,圖2)。
圖2. 探針DCDH、DCDCH3、DCDOCH3 和 DCDNO2 用于GLU活性測試的機制。
三、不同比例OMe/OH摻雜的共價有機框架作為熒光和比色傳感器
提高共價有機框架(COFs)的發光特性一直是一個重要的問題。在這里,設計并合成了一系列具有不同OMe和OH比例的COFs(ChemSusChem, 2022, 15(11), 202200100, 圖3)。由于聚集誘導發射 (AIE)、分子內電荷轉移 (ICT) 和激發態分子內質子轉移 (ESIPT) 效應的協同作用,[OMe]x-TzDa 發生顯著變化。[OMe]2-TzDa,其中包含OMe/OH 的2/1 比例,在水中表現出最強的熒光發射和最佳的pH 檢測線性關系,可檢測pH、HCl 和NH3氣體,對 N2H4也表現出良好的響應。
圖3. 通過摻雜不同比例的OMe和OH,COF的發光性能得到改善。
參考資料:https://chem.lzu.edu.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=215&id=8529
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