摘要
细胞生理功能的正常运行离不开活性物质的参与，同时也受到细胞微环境的影响。半胱氨酸（Cysteine，Cys）、同型半胱氨酸（Homocysteine，Hcy）、谷胱甘肽（Glutathione，GSH）、二氧化硫（Sulfur dioxide，SO2）、硫化氢（Hydrogen，H2S）是细胞内重要的活性硫物质（Reactive Sulfur Species，RSS），粘度是细胞内重要的微环境参数，它们影响着机体氧化还原平衡相关的信号传导过程。但是，它们的异常表达可能会导致机体功能紊乱进而引起许多疾病。目前，荧光探针技术结合生物成像技术是研究细胞功能和结构的重要手段之一。因此，设计新型的荧光探针去检测细胞内RSS和粘度的水平对于相关疾病的研究具有重要意义。 本文主要分为三部分，第一部分是基于苯并吡喃鎓盐和7-硝基苯并氧杂恶二唑基团(NBD)设计合成了一个双反应位点荧光探针；第二部分是基于苯并吡喃鎓盐和4-氯苯并恶二唑磺酰基团(SBD)设计合成了一个特异性识别Cys的荧光探针；第三部分是通过对二氰基异氟尔酮结构进行修饰，设计合成了一个能够监测粘度和Cys的荧光探针，并系统研究了它们各自的光学性质和生物应用，具体研究内容如下： 1.基于苯并吡喃鎓盐和NBD基团设计合成了一个双荧光团，双反应位点的荧光探针2-1。NBD和活性双键为识别位点，利用不同RSS的亲核性和空间位阻差异实现了RSS的区分识别。细胞实验证明该探针具有良好的线粒体靶向性（皮尔逊相关系数为0.86）和低细胞毒性。通过探针与不同的RSS产生不同的荧光发射信号来区分识别RSS，Cys/Hcy为黄色和红色，GSH为绿色和红色，H2S为红色，SO2为绿色，并且实现了在HeLa细胞和斑马鱼中RSS的荧光成像。 2.基于苯并吡喃鎓盐和SBD基团设计合成了一个荧光探针3-1，SBD为Cys特异性识别位点，利用Cys对SBD的亲核-重排反应机制实现了Cys的特异性检测。光谱实验表明，3-1对Cys显示比色型和比率型荧光响应。细胞实验证明该探针具有良好的线粒体靶向性（皮尔逊相关系数为0.90），并且实现了在HeLa细胞中对Cys的荧光成像。 3.基于久洛尼定共轭的二氰基异佛尔酮衍生物构建了Cys和粘度荧光探针4-1，丙烯酸酯为反应位点。利用Cys对丙烯酸酯的特异性响应和共轭双键的分子内自由旋转来实现Cys和粘度的同时检测。细胞实验证明该探针具有良好的内质网靶向性（皮尔逊相关系数为0.93），并且实现了在HeLa细胞和斑马鱼中Cys和粘度的荧光成像。
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