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省基金二十周年专题:优秀成果展示（湖南大学 何晓晓）
（10JJ7002 湖南大学 何晓晓）
项目结合生物纳米技术与分子工程技术，系统开展了细胞与活体层面生命活动的表征研究，取得了一系列创新性成果：
1、发展了二氧化硅、半导体量子点、金属纳米颗粒等多种荧光纳米探针和一系列基于介孔硅纳米颗粒的生物小分子、核酸、蛋白等内源响应及光、磁等外源响应的智能可控系统。
2、提出了基于核酸适配体竞争结合构型变化、目标物触发构型变化的激活式核酸探针设计新原理以及等温循环链置换聚合反应、杂交链式反应等信号放大新策略。
3、分别构建了基于生物功能化纳米颗粒的纳米表征技术平台和基于新型生物分子识别探针的纳米表征技术平台；利用上述两大平台开展了从细胞膜到亚细胞器水平的生命活动表征研究。
4、建立了多种基于生物功能化纳米颗粒的肿瘤细胞、病原菌及生命活动参数的分析传感新方法，实现了单细胞pH变化、活细胞溶酶体、肿瘤细胞表面受体和细胞早期凋亡过程等的实时成像和原位监测，并利用荧光标记核酸适配体探针，实时、动态表征了目标蛋白的细胞内化过程；进一步在活体水平开展生命活动表征研究，实时、原位考察了不同表面修饰和不同大小的荧光二氧化硅纳米颗粒在小鼠体内的分布与代谢规律，基于FRET效应的长Stokes位移近红外荧光纳米探针有效消除了活体背景荧光干扰并实现了深层组织成像，基于亚甲基蓝硅纳米颗粒双功能探针实现了活体成像引导下的肿瘤治疗，利用Cell-SELEX技术筛选的核酸适配体开展了活体肿瘤荧光成像研究。
5、提出了“激活式核酸适配体探针”新概念并利用细胞膜蛋白触发构型变化而导致荧光恢复原理设计合成了一种发夹型激活式核酸适配体探针，显著改善了活体肿瘤成像对比度并大大缩短了诊断时间。
围绕细胞与活体层面生命活动的纳米表征研究，近年来研究团队在PNAS、Angew Chem、Anal Chem、ACS Nano、Chem Comm、Adv. Funct. Mater等国际学术期刊发表SCI论文多篇，并受邀为Acc Chem Res、Trend Anal Chem、Analyst等撰写综述。以上述研究组成的部分成果获2009年湖南省自然科学一等奖、2011年国家自然科学二等奖。
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