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线粒体粘度的异常与许多疾病和细胞方面的功能紊乱相关,如细胞恶性肿瘤,动脉粥样硬化,糖尿病和阿尔茨海默病。因此,精确测量活细胞线粒体内局部微粘度的变化具有重大意义。与其他分析技术相比,荧光成像由于其灵敏度高,无创检测,高选择性以及实时成像等优点,已经成为检测生命系统中生物分子和生物参数的有力工具。本文结合线粒体靶向粘度荧光探针的研究现状,成功设计并合成了增强型、比率型和双检测型三种类型的线粒体靶向粘度荧光探针,并对其光谱性质和生物应用进行了深入的研究。（一）分别以半花菁和咔唑作为受体与供体,设计合成了两种新型线粒体靶向的粘度荧光探针MHC-V1和MHC-V2。由于探针分子在光激发时易形成TICT激发态,使得探针自身荧光很弱,而随着溶液粘度的增加荧光逐渐增强。细胞实验表明,探针具有细胞膜通透性,并且与Mitochondrial-Tracker具有较高的共定位系数,可以对活细胞中线粒体的粘度进行荧光成像。（二）通过两种方式阻碍扭曲分子内电荷转移过程,首次设计并合成了可以对线粒体中粘度和过氧化氢进行分别成像的荧光探针Mito-VH。由于TICT激发态的存在,探针本身几乎没有荧光,随着溶液粘度的增加,探针在607 nm处的荧光逐渐增强。此外,探针可以在绿通道对过氧化氢进行识别,随着H2O2的加入,510 nm处的荧光逐渐增强,细胞实验表明探针Mito-VH可以在活细胞中用不同的荧光信号分别对线粒体粘度和H2O2进行双通道实时检测。（三）通过结合对粘度敏感性不同的两种荧光团,设计并合成了一种新型线粒体靶向双光子粘度荧光探针TM-V,探针两种荧光团的荧光强度比和介质粘度之间具有良好的线性关系,能够对活细胞线粒体的粘度进行定量测量和比率成像,探针已成功用于细胞和组织粘度的双光子荧光成像,并通过单光子和双光子荧光成像证明了过量ROS的产生增加了线粒体的粘度。