在过去的数十年间,荧光探针在生物化学、材料科学、药物化学、医疗诊断和细胞生物学等范围内具有举足轻重的作用。分子荧光探针技术俨然成为一种关键的分析工具,已经普遍应用于分子,细胞,甚至生物体的化学及生物医学研究。细胞内粘度可以反映细胞内某些化学物质运输和化学信号的传递过程,因为它会影响生物膜分子间的相互作用和某些代谢产物在活细胞中的扩散。在生物系统中,粘度的变化与许多细胞水平上的疾病和故障有关,溶酶体和线粒体粘度异常可能会导致糖尿病、神经性疾病,甚至癌症等病症的发生。因此,定向检测细胞内的粘度对化学及生物医学都意义重大。本文以2,3,3-三甲基吲哚、2,3,3-三甲基苯并吲哚、吲哚-3-甲醛、1,3-丙烷磺内酯、二甲基苯胺、碘甲烷等为主要原料设计合成了四种粘度荧光探针SY-L1、SY-L2、SY-M1、SY-M2。通过光谱性质对比,比如对粘度的响应、pH稳定性以及是否受溶剂极性的影响等,筛选出SY-L1、SY-M2作为靶向溶酶体、线粒体的荧光探针。荧光测试表明,SY-L1的发射在550nm左右,SY-M2的发射在660 nm左右,两者发射峰重叠很少,可以通过两种颜色的对比,更加清晰地观测到自噬过程。细胞成像结果表明,SY-L1和SY-M2能分别很好的定位溶酶体和线粒体,它们的组合将成为双色标记的强大工具,并已成功应用于活细胞中的线粒体自噬传感,为线粒体和溶酶体开发有效且通用的成像策略提供了很好的思路。甲醛(FA)是最简单的醛,是众所周知的致癌和致突变污染物。细胞内FA的正常水平在认知能力的形成中起着重要作用,过量FA可导致学习记忆障碍,过敏性肺部炎症、哮喘症状、心血管疾病、癌症等病症。因此,在各种环境中,包括生活系统、食物和细胞中检测FA的含量是非常重要的。本文以铁粉、锌粉、氯化铵、四氯化钛、二苯甲酮和4-硝基二苯甲酮等为主要原料,设计开发了一种基于聚集诱导发光(AIE)的FA荧光探针AIE-FA,它是由四苯乙烯和两个胺基组成的。四苯乙烯是一种典型的AIE发光团,具有基本的AIE属性,即在稀溶液中不发射但在聚集状态下有很高的发射。两个胺基基团不仅起到FA的反应基团的作用,而且还增加其水溶性。探针与FA缩合后,胺基转化为席夫碱,导致溶解性变差,形成聚集产物,聚合产物使荧光信号打开,达到检测FA的目的。体外结果表明,探针AIE-FA响应迅速,选择性和灵敏度都很高。活细胞研究表明AIE-FA能够成像活细胞内源性和外源性FA。另外,AIE-FA也被证明能用于内源FA实时成像。这些优势可能会赋予我们的AIE-FA探针在生理系统中的不同条件下,具有长期跟踪FA的浓度的巨大潜力。