荧光探针材料及生物检测应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

环境科学、生命科学领域的快速发展推动了荧光探针的进展。尤其是在检测有毒有害物质与细胞成像方面。分子成像研究突飞猛进，高分辨的巧光成像屡获诺贝尔化学奖，检测技术的突飞猛进带来的是更加实际的应用问题。化工生产与环境监测领域需要对有毒有害物质含量严格把控，细胞内生物活性物质对细胞功能调节与生理状态维持有着重要作用，因此检测与实时示踪有毒有害物质与细胞内的生活活性物质具有重要意义。

化学生物传感是获取生物体系内重要化学生物信息以探索各类化学反应过程与生命现象本质的关键技术手段。而作为化学生物传感基石的荧光探针，由于与荧光成像技术结合能够方便地用于生物体系中目标分子及其生物过程的原位实时无损检测和监控，日益成为现代生命科学和疾病诊断等领域不可或缺的分子工具。然而当前科学技术的进步与发展，对传感技术提出了全新的挑战和更大的需求。近年来,各种具有出色性能的新型材料（共轭聚合物、小分子染料和上转换纳米材料等）的涌现为制备新型的荧光生物探针用于细胞内的生物分析提供了坚实的基础和可能。因此建立基于新型材料的荧光生物探针,实现对细胞内生物分子的高灵敏和高特异性检测,必将为生命科学的研究提供强有力的支持。荧光探针尽管近年来发展迅速且应用广泛，但在应对上述挑战和需求时，其表现却渐现疲态，在实际应用时暴露出一些较为棘手的难题。新型荧光探针的设计与应用研究仍有大量的工作有待去开展，其中的关键是必须与时俱进地提升荧光探针性能，使其能适应时代的快速发展和应对层出不穷的挑战。

2. 研究内容和预期目标

荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性,在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。

该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测，这种技术的基本特点是具备高度灵敏性和极宽的动态时间响应范围。

荧光探针材料由于其特殊的光致发光特性在化学、生物检测领域有着广泛的应用。

3. 研究的方法与步骤

由于传统荧光染料分子荧光特性的限制(如:荧光光谱较宽、量子产率低、易漂白等),远远不能适用于高通量的生物大分子专一标识。

作为荧光探针,与传统的在生物体系荧光探针相比,量子点具有激发光谱宽,且连续分布,而发射光谱呈对称分布且宽度窄,颜色可调,并且光化学稳定性高,不易分解等诸多优点。

因此本课题拟采用量子点作为生物荧光探针，以量子点作为生物分子的标记。

4. 参考文献

[1]张献. 新型双光子材料的设计、合成、表征及在光聚合和生物荧光探针中的应用[d]. 山东大学, 2006.

[2]王士婷, 叶松, 王德平. 稀土掺杂的荧光探针在生物标记领域中的研究进展[j]. 材料导报, 2012, 26(9):65-68.

[3]陈海燕, 胡琴. 量子点作为荧光探针在生物样品检测中的应用及进展[j]. 中国医药工业杂志, 2015, 46(2):207-211.

[4]陈启凡. 量子点生物荧光探针的制备及应用[m]. 东北大学出版社, 2007.

5. 计划与进度安排

2022/12/25-2022/3/16 毕设准备工作：①学生选题；②导师讲解课题背景、研究内容以及预期结果，并布置毕业设计完成的基本要求，包括实验工作量、实验规范、人员管理以及论文撰写等方面的具体要求；③学生根据导师以及课题的要求，自行查找相关文献资料，学习实验或论文撰写中所需要的相关知识，并通过和导师讨论自行设计实验方案，并根据实验方法购买相关的药品或仪器，为实验的开展做好一切准备。

2022/3/19-2022/4/13 毕设实验工作（一）：根据前期准备内容与导师任务书，完成开题报告；根据拟定的实验方案及预期结果制定实验计划，并严格按照实验计划推进进度；每周至少与导师讨论汇报一次，并在每月月底进行一次全组汇报；每周需要保证40小时以上的实验室工作量。

2022/4/16-2022/5/18 毕设实验工作（二）：总结前期实验结果，完成中期检查工作；并根据前期实验进度的具体实施情况对之后的实验计划进行合理调整，再按照计划继续推进实验。在本阶段实验部分的工作需基本完成。

2022/5/21-2022/6/8 论文撰写工作：根据查阅的文献资料以及实验结果进行论文的撰写，并根据撰写过程中发现的问题再进行实验数据的补充；再完成论文的同时也需完成答辩ppt的制作；毕业论文与答辩ppt在提交前必须提交导师审阅，通过后方可提交系统申请答辩。