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氧化还原过程与信号传导、衰老、疾病等生理过程密切相关,具有重要的研究意义。本论文基于PeT、ICT等荧光探针设计机理,针对活性氧次氯酸、肿瘤细胞的氧化还原过程相关客体,设计合成了几类荧光分子探针。光谱性质及离体水平测试结果表明,这些探针能高灵敏、高选择性识别氧化还原过程相关客体。1.次氯酸根荧光探针：以4-氨基苯酚为受体、1,8-萘酰亚胺为荧光团,设计、合成了两个次氯酸根荧光探针PA和HA。体外荧光测试表明,探针PA是荧光增强型次氯酸探针,而双荧光发射的探针HA可用于活细胞内应用研究。探针HA可通过双峰/单峰发射区分次氯酸根、活性氮以及其它活性氧。活细胞影像结果表明,探针HA具有很好的细胞膜渗透性、低毒性,可用于HeLa细胞中的CIO-检测和成像。2.近红外硝基还原酶及乏氧荧光探针：以尼罗蓝染料为荧光团、对硝基甲酸苄酯为受体,设计、合成了新型近红外乏氧荧光探针NBP。酶水平测试结果表明,探针NBP在NADH存在下可被硝基还原酶催化还原释放荧光团NBF,荧光明显增强。与其它内源性还原物质的竞争性实验进一步证实探针NBP对硝基还原酶的高选择性。NBP透膜性较好,能够对肿瘤细胞A549的乏氧环境进行荧光检测和成像,对实体瘤的早期诊断具有潜在应用价值。3.近红外荧光发色团及pH荧光探针：以半菁染料为荧光团,设计合成了两个新型近红外荧光染料H1和H2。探针HI的pKa为6.1,在pH3.5～7.0范围内紫外响应灵敏。HI在470nm和630nm处实现比色检测,可用于酸性环境pH的检测。探针H2的pKa为5.7,在pH5.0～7.0范围内荧光响应灵敏。酸性条件(pH<5.0)下,探针H2在690nm处有强荧光发射。作为近红外荧光探针,探针H2的pKa与肿瘤细胞或酸性细胞器相匹配,具有活细胞荧光成像的潜在应用价值。4.手性二酸荧光探针：以1,1-联萘为手性识别基团、1,8-萘酰亚胺为荧光团,选用乙二胺或(S,S)-环己二胺为连接臂,设计、合成了两个新型手性荧光探针SP1和SP2。该类探针在500nm处有荧光发射峰。针对手性羧酸,探针SP1和SP2的荧光强度变化不同,其检测手性二酸的潜在应用价值在进一步研究中。