G-四链体是由富含鸟嘌呤碱基的DNA或RNA序列通过Hoogsteen氢键作用形成的一种特殊的核酸二级结构。其广泛存在于原癌基因和人端粒DNA的启动子区域。G-四链体因其结构的特殊性,使其具有潜在生物学价值,因此设计和发展G-四链体荧光探针尤其是适用于活细胞中G-四链体检测探针,对生物医学方面仍然具有巨大意义。围绕靶向G-四链体荧光探针设计及其应用研究,主要包括以下方面:设计并合成了一款特异性识别G-四链体的新型菁染料探针SCY-3。通过紫外-可见光谱和荧光光谱等方法表征了它能够特异性地与DNA G-四链体作用,而与其它DNA结构和其它生物活性分子几乎不作用。同时利用Job Plot和荧光淬灭实验证明了其与DNA G-四链体的结合模式为:SCY-3通过末端堆积的方式1:1的结合在G-四链体的5′端。利用菁染料SCY-3能够对G-四链体特异性识别的性质,将其应用到细胞中,并实时监测溶酶体自噬。该探针能够对经过细胞自噬后从线粒体经过内吞作用进入溶酶体中的线粒体G-四链体进行特异性识别,随着细胞自噬的进行,SCY-3的荧光强度逐渐增强,由此实现了对溶酶体自噬的实时监测。利用菁染料MTC对G-四链体的特异性识别的性质,以寡核苷酸形成的G-四链体结构作为模板,用半胱氨酸作为引发剂来调节MTC超分子的聚集状态,根据MTC转化过程中其吸收、手性和荧光强度的变化设计了一款多途径半胱氨酸检测探针。图65幅;表8个;参145篇。