林伟英教授课题组在有机荧光探针的合成及其化学生物学应用上取得重要进展

在国家自然科学基金和教育部新世纪优秀人才计划等课题的支持下，我校化学化工学院林伟英教授课题组在有机荧光探针的合成及其化学生物学应用上取得了系列新进展。

林伟英教授课题组设计合成了一类新颖的近红外荧光染料。该近红外荧光染料被研究人员命名为长沙近红外荧光染料(Changsha NIR Fluorophores)。这是首次利用长沙市名所命名的荧光染料。长沙近红外荧光染料不仅保留了经典罗丹明染料通过“开-闭”环结构来调控荧光“开-关”的特点,而且具有最大吸收和发射波长都在近红外区的优点。研究人员通过理论计算对长沙近红外荧光染料的构-效关系进行了研究。在此基础上，研究人员开发了新型HClO近红外荧光探针，其被进一步应用于活动物中HClO的近红外荧光成像。长沙近红外荧光染料可为开发近红外荧光探针和生物影像剂提供平台，有望在活体生物成像领域得到重要的应用（J. Am. Chem. Soc.2011, DOI: 10.1021/ja209292b）。

过氧化氢（H₂O₂）和一氧化氮（NO）是生物体内非常重要的两种信号分子，二者之间有非常复杂的相互作用。林伟英教授课题组通过合理设计，合成了新颖的荧光探针分子FP-H₂O₂-NO。FP-H₂O₂-NO在细胞内与H₂O₂、NO和H₂O₂/NO作用后能产生三组不同的荧光信号。这个独特的优点使FP-H₂O₂-NO可以作为一个强有力的分子工具来研究生物体中H₂O₂和NO的相互作用（J. Am. Chem. Soc.2011,DOI: 10.1021/ja2100577）。

鉴于荧光功能染料在荧光探针、荧光标记等领域的广泛应用，而经典荧光染料的斯托克斯位移较小的问题，林伟英教授课题组设计合成了一类大准斯托克斯位移的香豆素-罗丹明荧光功能染料作为通过键能量传递（TBET）的平台,并在此基础上构建了具有大准斯托克斯位移的的pH荧光探针（Angew. Chem. Int. Ed.2010,49, 375-379)。此外，林伟英教授课题组还合成了香豆素-卟啉-联吡啶能量传递体系，揭示了钴离子与探针分子作用后降低卟啉部分的摩尔吸光系数而改变能量传递效率的能量调控机制，由此实现了对钴离子的比率测定（Adv. Funct. Mater.2008,18, 2366-2372.）。该论文被美国科学院院士Timothy Swager在评述期刊Synfacts作为研究亮点专题介绍(Synfacts2008,11, 1167-1167.）。