摘要
生物体内含有多种活性物质，如活性氧、活性硫、活性氮以及金属离子等，其在体内的表达异常通常伴随着多种疾病的发生发展，因此有必要开发能够灵敏检测这些活性物质的工具，助力研究相关疾病的发生及作用机制。由于具有操作简单、快速检测、分辨率高、可视化时间长、非侵入性、实时成像等优点，荧光探针已被广泛的应用于细胞中目标分析物的检测与成像。因此合成新型荧光探针并用于检测生理和病理过程中细胞及生物体内活性氧、活性硫、活性氮和金属离子的浓度变化有重要的科学价值。 本论文概述了检测过氧亚硝酸盐（ONOO-）、锌离子（Zn2+）、二氧化硫（SO2）和半胱氨酸（Cys）荧光探针的研究进展，这些活性物质在体内表达异常通常伴随着一系列的病变过程，对它们的实时监测在疾病的前期诊断和后期治疗方面都具有重要作用，因此基于香豆素、萘酰亚胺、罗丹明类似物和苯并吡喃嗡荧光团，构建了四个荧光探针用于检测ONOO-、Zn2+、SO2和Cys。通过1H-NMR、13C-NMR和HR-MS确定了探针分子的结构，然后对它们进行了紫外和荧光光谱研究，具体分为四部分: 1.基于香豆素和萘酰亚胺荧光团设计合成了首例可以双通道识别ONOO-和Zn2+的荧光探针H-1。该探针可以实现单激发双发射对ONOO-和Zn2+进行响应，具有选择性好、抗干扰能力强、响应迅速、检测限低、pH适用范围广和细胞毒性低的优点，可以用于检测活细胞外源性和内源性产生的ONOO-和Zn2+。 2.基于罗丹明类似物作为荧光团合成了一例特异性识别ONOO-的荧光探针H-2。该探针合成简单，在10mM PBS缓冲体系（pH=7.4,含50％ DMSO,v/v）中稳定性好，对ONOO-能够特异性识别，且在识别前后溶液颜色由紫色变为浅绿色，可以实现裸眼识别。 3.基于荧光共振能量转移（FRET）机理设计合成了一例用于检测SO2的比率型荧光探针H-3。该探针具有选择性好、抗干扰能力强、响应迅速（15 s）、检测限低（8.24nM）、裸眼检测的优点，在识别SO2前后可以观察到比率荧光的变化。该探针可以制备成探针试纸用于水样中SO2的检测，同时可以用于食品中SO2的定量检测。 4.基于苯并吡喃嗡和香豆素荧光团设计合成了一例可以双通道检测SO2和Cys荧光探针H-4。该探针在10 mM PBS缓冲体系(pH=7.4,含20％ DMSO,v/v)中对两种物质表现出较好的选择性和较高灵敏度。探针响应SO2后，选择590nm作为激发波长，可以检测到635nm处荧光变化;响应Cys后，选择404 nm作为激发波长，可以检测到460 nm处荧光变化，能实现双通道成像。
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