一、课题背景
分子成像可以在分子和细胞水平上无创地检测活体中感兴趣的生物目标，已经成为生物学研究和临床诊断的一种通用技术。各种成像方式，如光学成像、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、计算机断层扫描(CT)、超声成像和光声成像已被开发出来，其中包括光学成像、核磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、计算机断层扫描(CT)、超声成像和光声成像；这些方法允许以高灵敏度或高空间分辨率测量活体中的分子靶标。其中，光学成像技术，包括荧光成像、生物发光成像和化学发光成像，由于其成本低、不受放射性照射、灵敏度高、操作简单、信号获取快等突出特点，在化学生物学研究中特别具有吸引力。它能够实时显示活细胞和整个动物内酶的空间分布，并测量它们的活性。在目前用于GGT分析方法中，荧光探针因其高灵敏度和时空分辨能力备受关注。特别是近红外荧光探针非常适合。近红外光区域的荧光成像具有独特的优势,可以有效避免生物分子对激发光和荧光信号的吸收和散射，增加生物体内的组织穿透深度；可以降低生物组织背景荧光的干扰，得到高信噪比的图像；采用长波长、低频率的近红外光作为激发光源，对生物组织的光损伤也比较小。
- 要解决的问题
1.熟悉并掌握基于荧光探针的合成设计及反应机理。
2.研究并了解基于肝毒性评价的近红外小分子荧光探针的光学性质。
- 可行性分析
gamma;-谷氨酰转肽酶（GGT）是一种细胞膜结合酶，参与各种生理和病理过程，催化裂解谷胱甘肽或gamma;-谷氨酰基化合物中的gamma;-谷氨酰基，产生半胱氨酰-甘氨酸，可以将其进一步水解为半胱氨酸和甘氨酸的二肽酶。这种GGT触发的过程可能为肿瘤细胞生长和生存带来优势，是一种重要的肿瘤相关生物标志物，在几种肿瘤细胞中过表达，对其的精确检测可用于早期癌症诊断。血清中gamma;-GGT水平常常被视为肝疾病的重要指标。此外，一些药物的过度使用，导致肝脏中毒，引起gamma;-GGT水平升高。因此，gamma;-GGT常作为临床前和临床肝中毒的生物标记物。根据已报道的GGT荧光探针，我们采用DCM类近红外荧光探针，并引入吡嗪基团，延长其共轭结构，使其获得较强的ICT能力，较宽的斯托克斯位移，并且具有高荧光量子产率和稳定性。选择Boc-L-谷氨酸-1-叔丁酯引入特异性识别基团，干扰ICT发光过程，诱导荧光淬灭，当探针分子经GGT催化作用后，断裂探针分子的gamma;-谷氨酰胺键，释放出荧光染料分子，从而恢复ICT发光过程，增强荧光，因此能够准确检测GGT活性，精确地区分正常组织和肿瘤组织，对恶性肿瘤的疾病诊断和耐药预测具有重要意义。
- 研究方法和内容
1. 探针合成的技术路线：
2.对所有新化合物进行合成和表征。
包括核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、高分辨质谱。
