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众所周知,自然界中好氧生物体的生命活动都离不开氧气,人类亦然。在有氧呼吸过程中,会产生一系列的活性物种,例如活性氧(ROS)、活性氮(RNS)和活性硫(RSS)等。超氧阴离子自由基(O2-)、羟基自由基(OH)、单线态氧(1O2)、过氧化氢(H2O2)、次氯酸(HClO)等,是常见的活性氧。一氧化氮(NO)、过氧亚硝酰(ONOO-)等是常见的活性氮。硫化氢(H2S)属于活性硫。这些活性物种与生物体的生理、病理学过程密切相关。它们参与生物体的各种生化反应,调控细胞的凋亡、增殖、分化、信号转导等生理功能。尽管这些活性物种是细胞正常生长所必须的,但当其含量过高时,就会氧化脂质、蛋白质、DNA等生物分子,从而引发各种疾病。这些活性物种在生物体内的含量不高,却影响着人类的身体健康,阐明其具体的生理、病理学机制已成为科学工作者的一个重要研究领域。众所周知,活性物种在生物体内的寿命很短、反应活性高、稳态浓度低,而且生物体中存在着各种各样的还原酶及抗氧化剂,加大了检测的难度。现阶段研究的难点之一是缺乏合适的检测方法。目前检测活性物种的方法主要有电子顺磁共振法(EPR)、高效液相色谱法(HPLC),化学发光法(CL)、电化学方法、荧光法等。其中荧光探针检测灵敏度高、选择性好,操作简单,不需要复杂仪器,与共聚焦显微成像技术结合,可以实现对生物体无损伤的原位可视化检测等,已成为目前检测活性物种的重要工具之一。但是荧光检测方法也有自身的不足之处,如反应速度较慢,激发波长较短时,会受到生物体自发荧光的干扰等。化学发光法虽然受化学发光基团种类,以及专一性的限制,但其无需激发光源,可以降低背景,提高检测灵敏度,而且其反应速率快,可以实现活性物种的瞬时检测,能更真实反应活性物种的信息。本论文结合荧光和化学发光检测方法的优点,开展了以下内容的研究:(一)用于检测超氧阴离子自由基的荧光/化学发光双模式探针的设计合成及细胞、活体成像研究以CLA为识别基团,部花菁为荧光母体,设计合成了一种快速检测O2-的荧光/化学发光双模式探针Indole-CLA.该探针本身的荧光很弱,加入黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶(XA/XO)体系之后,荧光强度增加,并伴随着发光现象。探针的激发波长为480nm,发射波长为554nm。该探针荧光方法检测O2-的线性方程为Y=3411.7+5122.5[O2·-](μM),线性相关系数为0.9934,检测限为4.03nM。用化学发光方法检测,探针的发光波长为554nm,线性方程为Y=11.60+263.90[O2·-](μM),线性相关系数为0.9920,检测限为26.2nM。结合共聚焦成像技术,实现了小鼠巨噬细胞中O2·-的荧光检测。运用多功能酶标仪,实现了小鼠巨噬细胞中O2·-的化学发光检测。此外,我们借助活体成像系统,成功的实验了小鼠体内O2·-的荧光检测。该研究结果发展了一种荧光/化学发光双模式快速检测活性氧的分析方法,具有很好的应用前景。