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一类新型双光子核酸荧光探针在固定及活细胞中显微成像性能的研究的开题报告

开题报告

一类新型双光子核酸荧光探针在固定及活细胞中显微成像性能的研究

研究背景及意义：

荧光探针是利用分子特性和化学结构设计的成像分子，可以用于细胞生物学和医学研究中。荧光探针在生物分析、病理学和药物筛选等方面有极其重要的应用。在细胞生物学和医学显微成像领域，由于发光量大、信号比较稳定、探测灵敏可调等优势，双光子显微镜比荧光显微镜更适用于深层次细胞活体成像，并逐渐成为研究生物分子、细胞和组织结构的重要工具。

核酸作为基本生物大分子，广泛应用于生物学、医学等多个领域。目前大部分核酸荧光探针都是基于传统的荧光性质进行设计和研究，而双光子荧光探针设计相对较少，尤其是在固定和活体细胞显微成像应用方面的研究更为缺乏，因此有必要开展相关研究。

研究目的：

本次研究旨在开发一类新型双光子核酸荧光探针，探究其在固定及活细胞中显微成像的性能，为细胞生物学和医学显微成像提供新的材料支持。

研究内容及方案：

1.合成新型双光子核酸荧光探针。

采用化学合成方法，首先设计出双光子核酸荧光探针的化学结构和性质。然后进行有机合成，通过合成和纯化得到目标化合物，并进行物理化学性质和荧光性质表征。

2.默认癌细胞中荧光探针的显微成像。

采用人类乳腺癌细胞（MCF-7）作为研究对象，先用荧光探针的单元分子进行固定细胞成像，然后将新型双光子核酸荧光探针与固定好的细胞共同染色，在激光反射显微镜或激光共聚焦显微镜上进行双光子显微成像，观察荧光信号强度和稳定性，并与传统的单光子荧光显微成像进行比较。

3.默认癌细胞中荧光探针的活细胞成像。

将新型双光子核酸荧光探针引入MCF-7细胞培养基中，通过细胞内转染等技术将荧光探针染入细胞中，然后观察活体细胞中的荧光信号强度，探究荧光探针在活体细胞中成像的适用性。同时，与传统的单光子成像进行比较。

预期研究结果：

1.成功合成出新型双光子核酸荧光探针。

2.探究双光子显微镜在固定及活体细胞成像领域的应用性能。

3.对比新型双光子核酸荧光探针与传统单光子荧光探针的显微成像性能，并对双光子荧光成像技术的发展提供思路。