在生物医学领域,荧光探针分析技术相较于传统的分析技术,具有实时检测,耗时少,费用低,可以直接对生物组织内的小分子物质进行检测,而不需要破坏细胞等优点被越来越多的人所喜爱。常见的用作荧光探针的染料有许多,罗丹明就是其中之一。罗丹明及其衍生物具有荧光信号强,波长长而对组织损伤较小等特点。因此,本文的主要研究内容是利用罗丹明染料,将其在特定的位点进行修饰,合成一些性能优良,可以检测生物体分子、离子的荧光探针。细胞中活性小分子之间存在着复杂的关系。在细胞器水平上,活性小分子对于维持细胞器的功能起着重要的作用。为了研究亚细胞组分中分子的关系,开发一种能够在细胞器内追踪两种及两种以上的相关生物分子并发出多种荧光信号的检测工具是非常必要和重要的。目前,符合这一要求的探针很少,这至今仍然是一个难以突破的挑战。在此,我们提出了一种新型的单个荧光探针（Lyso-HA-HS）,它可以检测细胞器（溶酶体）中的氧化物质（HOCl）和还原物质（H₂S）。Lyso-HA-HS探针与HOCl和H₂S的反应对溶酶体内氧化和还原性物质产生不同的信号响应,分别显示在显微成像仪的红色和蓝色通道中。同时,对于细胞内代谢产生的次氯酸和硫化氢,合成的Lyso-HA-HS荧光探针在溶酶体中,利用共聚焦显微镜可以进行双通道的成像。此外,探针Lyso-HA-HS所具有的高选择性、良好的膜渗透性和溶酶体富集能力等优良的特性,可用于揭示溶酶体中HOCl与H₂S的关系。钯离子尽管在有机体含量较低,但在生物体内富集,对其产生很大程度的伤害。因此,开发一种能够对活细胞中的Pd²⁺进行比例成像的分子工具是非常必要且重要的。在此,我们开发了一种新型的基于FRET机理的荧光探针（CR-Pd）,通过实验证实了该探针仅对二价态的钯离子进行响应,而对其他价态的钯离子几乎不反应。CR-Pd探针引入两个荧光基团,分别充当能量给予体和能量接受体,该探针可以具体测定活细胞中Pd²⁺含量。细胞实验结果显示,细胞内在仅添加该探针分子时,共聚焦显微镜下仅有香豆素产生的蓝光,当钯离子与CR-Pd结合后,罗丹明羰基部分与钯离子络合,分子内电荷发生重排,螺内酯环被打开,蓝色荧光减少,红色荧光出现。同时,CR-Pd可作为线粒体中Pd²⁺比值可视化的探针。生物体内小分子、离子处于动态平衡中,任一分子含量过高或过低都会引起机体动态平衡的紊乱。因此,细胞内HClO含量过高或过低均会使生物体组织损伤,诱发多种疾病^[1]。基于以上内容,我们研制了一种可以检测HClO的荧光探针CR-HA,该探针合成步骤简单。通过计算香豆素与罗丹明两个的荧光强度的比值与浓度的关系,得出拟合曲线,以此求出HClO的含量,这种方法可以避免许多误差,例如因探针的浓度、激发强度等因素对测试结果的干扰。此外,探针具有双光子性质,避免了因激发波长短而对待测样的组织损伤,很大程度避免成像时对生物细胞的伤害。光谱实验结果表明,该探针选择性好,适用酸碱性范围广泛,与HCl O反应迅速。荧光成像结果表明,CR-HA探针用于检测活细胞中HClO,同时该CR-HA探针还可以检测到活组织和斑马鱼中的HClO。