荧光探针具有高灵敏性、高选择性、可视化和操作简易等优点,已广泛应用于生物样本的检测。值得一提的是荧光探针可用于无创活体检测,因此在医学、生物学、临床诊断和药物研发等研究领域受到广泛关注。但是,诸多荧光探针的激发和发射波长均小于600 nm,导致其组织穿透性差、机体自发荧光干扰大和组织损伤等问题,进而限制了它们的活体成像应用。令人欣喜的是发射和激发波长处于600-900 nm的近红外荧光（NIR）探针能够很好地克服上述问题。例如,1,3-二氯-7-羟基-9,9-二甲基-2（9H）-吖啶酮（DDAO）具有激发波长可调（600-650 nm）、近红外发射（660 nm）、水溶性较好、较低的酸解离常数（pKa?5）等特质。因此,本文基于DDAO母核设计并合成了比率型（ratiometric）过氧化氢（H₂O₂）的NIR荧光探针和“点亮”型（trun on）α-葡萄糖苷酶荧光探针,并对其性质和活体成像进行了系统研究。目的:本研究旨在为疾病的诊断与病理研究提供可靠的化学工具,主要分为以下两部分:1)合成新型灵敏性高、特异性好、背景干扰小的荧光探针,用于检测细胞内和活体中H₂O₂的水平;2)合成新型高灵敏性α-葡萄糖苷酶荧光探针,用于诊断庞贝氏综合征和高通量筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂。方法:分别选择硼酸酯和α-葡萄糖为报告基团,通过自分解链将报告基团与荧光母核DDAO相连接,合成得到两个新型荧光探针AB1和AG。通过核磁共振波谱、高分辨质谱、高效液相色谱确定探针的结构及纯度。紫外分光光度法确定探针的激发波长。荧光分光光度法确定探针的发射波长,溶液条件下荧光探针对待测化合物的响应性。MTT法测定探针对细胞的毒性,激光共聚焦成像确定探针在细胞内对待测化合物的响应性。小动物活体成像技术验证探针在活体水平上对待测化合物的响应性。结果:设计合成了两个以DDAO为母核的新型荧光探针。第一章汇报了检测过氧化氢的荧光探针AB1的合成与性质表征:探针AB1的激发波长480 nm,发射波长620 nm,在无水乙醇中的量子产率为0.28,DDAO的激发波长600 nm,发射波长660 nm,量子产率为0.39,该探针满足比率型荧光探针的要求;探针AB1在600 nm波长激发下,660 nm处有极弱的荧光,与过氧化氢反应后,660 nm处荧光明显增强,探针也符合“点亮”型荧光探针的要求。因此,我们分别通过“点亮”型和比率型两种方式研究了探针对H₂O₂的响应性,在其他活性氧、活性氮、金属离子及各种氨基酸存在下,探针AB1展示出了对H₂O₂的特异响应性,并测出探针对H₂O₂的检测限为0.42μM。激光共聚焦成像结果证明了探针AB1可以实现比率型检测细胞内H₂O₂的含量,比率型荧光探针提高了细胞内定量的准确性。小动物活体成像证实了探针可用于活体检测H₂O₂。第二章汇报了检测α-葡萄糖苷酶的荧光探针AG的合成与性质表征:探针AG在600 nm波长激发下,660 nm处基本没有荧光,与α-葡萄糖苷酶反应后,660 nm处荧光显著增强,探针符合“点亮”型荧光探针的要求。体外实验确定了探针AG对α-葡萄糖苷酶的响应性,细胞实验证明了探针可以检测到细胞内产生的α-葡萄糖苷酶,活体实验证实了探针可用于活体检测α-葡萄糖苷酶,并通过组织匀浆实验进一步验证了α-葡萄糖苷酶在机体内的分布情况。结论:以DDAO为母核,设计合成的两个新型荧光探针AB1和AG均可以用于活体成像,实现活体水平检测H₂O₂和α-葡萄糖苷酶,探针AB1可作为比率型荧光探针,提高了细胞内检测过氧化氢的准确性。为后期荧光探针的开发提供了新的研究思路。