[00122913]纳米光学及表面效应的药物分析新方法

本项目属于纳米光学与药物分析的交叉领域。在863 计划、国家自然科学基金和博士学科点专项科研基金等十余个项目的支持下,针对药品中痕量有害残留检测、药物在活细胞中代谢机制及其代谢产物的实时监测和中药微量药效物质富集分析所面临的困难,开展了以纳米光学及表面效应探针为基础的药物分析方法研究。围绕痕量快速检测、活细胞药代动力学和中药药效物质选择性分离中的关键科学问题,发展了纳米光学效应和表面效应相结合的纳米敏感材料体系,建立了基于表面增强拉曼散射光、多色荧光光谱和表面分子印记探针的痕量药物/有害物高灵敏、快速分析方法,取得了一系列创新性成果,主要发现点如下： 1. 发现了金属纳米粒子表面壳层厚度依赖的表面拉曼增强效应,显著提升了拉曼光谱在痕量药物杂质/有害物残留探测中的光谱敏感性。创新性地提出了结构选择性表面增强拉曼响应的药物杂质/有害物分子识别新策略;揭示了“智能”银包金纳米粒子（Au@AgNPs）探针对药物杂质/有害物具有超强的表面吸附能力和拉曼增强效应新机制。为痕量药物过敏性杂质/人体有害物残留的快速检测开辟了一条新途径 （Biosensors and Bioelectronics, 2014;南京医科大学学报（自然科学版）,2017） 。 2．提出了表面增强拉曼光谱对抗癌药物在单个活细胞中代谢过程的实时影像分析新方法。设计出高效拉曼增强的纳米探针,发展了单细胞拉曼成像和光谱分析方法,建立了拉曼指纹光谱成像方法,首次实现了对抗癌药物代谢过程的实时影像分析。该项成果解决了细胞水平的药物代谢过程的研究方法一直是药代动力学所面临的难题,对新药的研发和药效学评价具有重要的推动作用 （Analytical Chemistry, 2014） 。 3．首次发展了基于纳米荧光光学效应的快速可视化分析试纸,实现了对中药材中重金属残留的快速可视化分析。设计构建出系列新型非等比双发射荧光比率探针,并将最佳比率探针通过喷墨打印机印刷到一片滤纸/滤膜上,得到具有剂量区分能力（7种颜色变化）的荧光试纸,实现了对痕量重金属残留物的快速超敏感检测。为中药材中重金属残留现场快速检测提供了一种新方法 （Analytical Chemistry, 2016） 。 4．率先运用分子组装和仿生合成手段,发展了表面分子印记的方法原理,创新地建立了纳米粒子表面分子印记的高效色谱分离材料新体系。实现了对中药药效物质的高选择性、高灵敏检测,解决了传统分离材料对目标分子的结合能力低、动力学慢和选择性差等问题,开拓了表面分子印记探针在中药痕量药效物质分析研究领域新方向,同时为药物分析复杂样品前处理提供了一种新技术 （中国中药杂志, 2015）。 上述发现获得授权国家发明专利9项,相关研究成果在Anal. Chem. （8篇）等著名刊物上共发表论文60余篇。本项目所列5篇代表性论文,受到国内外同行的广泛引用和高度评价。表面增强拉曼光谱领域著名专家Shuming Nie教授在综述文章Chem. Rev.中把我们的工作单独作为一节进行阐述。本项目研究成果代表论文1纳入全国高等院校药学类创新型系列“十三五”规划教材《药物分析》中。第一完成人为江苏省“六大人才高峰”入选者,获江苏中医药科学技术奖二等奖 1 项。