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2014年01月14日 星期二  
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大连理工大学精细化工国家重点实验室彭孝军科研团队用荧光染料将生命过程点亮

靠裸眼在紫外灯下就能看见癌细胞

吕东光 本报记者谢小芳

    编者按:

    在1月10日举行的2013年度国家科学技术奖励大会上,大连的科学家大放异彩。不仅中科院大连化物所的张存浩院士获得国家最高科学技术奖,另外还有8个项目获奖。其中,我市科研院所和企业作为第一完成单位的有3项,作为参与单位完成的有5项。科技发展决定中国的未来。这些科学家对当代科学技术前沿的发展作出了突出贡献,他们的科研成果为国家创造了巨大的经济效益和社会效益。本报推出特别报道介绍这些科学家以及他们的科研成果,与读者分享这一份喜悦。

    

    “荧光染料识别与响应调控的理论与应用基础研究”、“长波长菁染料大斯托克斯位移荧光双发射和比例荧光响应”,一般人看到这组词汇,必定一头雾水。前者是大连理工大学精细化工国家重点实验室彭孝军、段春迎、樊江莉、何成等组成的科研团队的研究成果,后者是该研究成果解决的该领域150多年来科研工作者未解决的一个重要问题。研究成果可应用到生命领域和环境领域,在医学癌症诊断上,利用研究成果发明的荧光试剂靠裸眼就能在紫外灯下区别癌细胞和正常细胞;可望用于病灶组织的边界界定;相关的探针分子同样适用于对复杂环境体系中镉、氟、汞等有毒物质的有效检测。

    彭孝军带领的这支科研团队做的研究老百姓可能看不懂,但是研究成果却切切实实贴近地气,服务于社会和百姓。在1月10日举行的2013年国家科学技术奖励大会上,这支团队的科研成果“荧光染料识别与响应调控的理论与应用基础研究”获得国家自然科学二等奖。这是这支团队第二次在国家科学技术奖励大会上获奖——彭孝军的科研团队将染料研究拓展至数码喷墨打印等信息材料领域,所发明的系列染料性能优异,制造工艺简单,显现出强大的竞争力,“大幅面数码喷墨染料及应用”曾获得2006年度国家技术发明二等奖。

    早在2001年,彭孝军的团队便把染料应用瞄准了生命领域,但难度很大。常规的体外依靠荧光增强的方法,不能用于复杂的生命体内。彭孝军说:“生命体内荧光响应的强弱不能反映真实问题,因为体内有很多干扰因素,比如生物本身有荧光、染料在体内的浓度不均匀等。为使染料能够在生命体内的响应具有专一性和可靠性,我们发明了新的方法来产生比例荧光。”研究团队提出通过引入强供电性基团、调控染料激发态分子内电荷转移的方法,解决了如何使荧光染料母体产生大斯托克斯位移和比例发射的理论难题,形成了近红外比例荧光体系构建的平台。目前,与此相关的新型染料荧光探针在国内外涌现,截至2013年1月,全球先后发展起来的相关探针分子累计达到900余种,他们的研究成果为世界各国在该领域进一步发展作出了重要贡献。

    生命的分子是看不见的,染料探针就是通过荧光的产生和变化将生命过程可视化,点亮病毒、癌细胞、病原体等生命体系的生物、化学过程,其中的困难可想而知。研究团队长期研究,将识别基团与染料母体按照特定结构共轭连接,形成了多种比例荧光响应体系。2007年该研究团队获得了国际上第一张活细胞中镉离子的比例荧光成像,解决了镉、锌离子区分难的问题。此外,团队还制得了汞、氟等有毒离子的专一性比例荧光探针。为偏远贫困的贵州等氟中毒严重地区研制的氟试纸成本仅为1元钱,可用于检测饮用水是否超标,帮助当地居民远离氟离子超标的饮用水源。现在,这支团队将研究的应用领域拓展到核酸检测,发明了对核酸荧光响应的染料,打破了国外的垄断,规模化应用于五分类血液细胞分析系统,大大降低了仪器的价格,目前已进行批量生产,销往海内外。

 
   
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