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荧光探针是指结合待测物后荧光性质发生特异性改变的物质。荧光探针主要包括有机分子探针、发光纳米颗粒、分子信标等。荧光探针不仅可用于环境检测、毒害物质分析等领域,还在细胞成像、肿瘤成像与疾病诊断等领域有着重要应用。硫化氢(H2S)具有活泼的化学性质,易与矿物离子络合,表现强还原性等。作为生命体中重要的信号分子,硫化氢(H2S)是检测中枢神经系统疾病的重要指标。二氧化硫(SO2)具有抗菌、抑菌作用及抗氧化特性。过量的二氧化硫(SO2)会导致多种呼吸系统疾病。内源性的二氧化硫(SO2)是以HSO3-形式存在。最近研究发现HSO3-在心血管系统中起到信使作用,因此开发一种实时监测细胞内/生物体内SO2及H2S异变的方法显得极为重要。本文设计合成了分别检测生命体内硫化氢及二氧化硫的荧光探针。以下是本文的主要内容:第一章阐述了荧光探针的发光原理、影响荧光性质的因素及发光机理。针对现阶段SO2和H2S检测荧光探针的研究进行了简要概括,并总结了目前荧光探针研究存在的缺限,然后提出了本文的设想及研究思路。第二章介绍了荧光探针(E)-4-(3-formyl-4-hydroxystyryl)-1-methylpyridin-1-ium iodide(FHMI)合成及其相关性质的检测。该探针克服了亲核反应对待测物检测所导致的给电子基脱离共轭体系这一问题。荧光探针FHMI是一种小巧而精致的分子探针,探针由推电子的羟基,拉电子的醛基和吡啶组成。其中醛基充当与SO2反应的基团,吡啶正盐对线粒体有定位作用。SO2存在时,FHMI的醛基与SO2发生反应,改变了三角关系间的推拉,从而引发了荧光的转变。该荧光探针FHMI含有亲水性的羟基,水溶性好。吡啶正盐结构可以使FHMI在线粒体内积累,即对线粒体具有靶向性。荧光探针FHMI具有反应迅速(1 min)、灵敏度高、检测限低(13.1 nM)、毒性小等优点,并且能在细胞体系中进行荧光成像。第三章主要介绍了荧光探针(E)-1-(2-(2,4-dinitrophenoxy)naphthalen-1-yl)-2-(4-nitrophenyl)diazene(PR-H2S)合成及其相关性质的检测。PR-H2S探针由发光效率较高的对位红荧光母体与2,4-二硝基氟苯对接而成,合成方法简单且产率高。此荧光探针的反应基团是2,4-二硝基氟苯——特异性识别硫化氢。2,4-二硝基氟苯中的强吸电子基团硝基,可淬灭对位红自身的荧光,有效消除荧光探针的背景干扰。当体系中存在硫化氢时,2,4-二硝基氟苯会迅速与H2S反应,同时伴随荧光打开。又因H2S的强还原性,使得对位红母体环上的硝基也被还原,从而降低了对位红本身对细胞造成的损伤。此探针具有选择性好、检测限较低、毒性小(细胞存活率达90%以上)等优点,因此可用于活细胞中H2S的荧光成像。第四章介绍了荧光探针(E)-4-(2-(6-(2,4-dinitrophenoxy)naphthalen-2-yl)vinyl)-1-methylpyridin-1-ium iodide(EMII-H2S)的合成及其相关性质的检测。此荧光探针中2,4-二硝基氟苯可与体系中H2S迅速反应,并且此结构中的硝基(强吸电子基团)将EMII的荧光淬灭,消除荧光荧光探针背景的干扰。其中吡啶盐结构可以使EMII-H2S荧光探针对线粒体具有靶向性。荧光探针EMII-H2S具有靶向线粒体、高选择性、反应快、毒性小等优点,因此可用于检测线粒体中H2S含量的变化。第五章对全文内容进行总结。同时强调检测内源性硫化氢与二氧化硫含量与生命系统联系的重要性,以及寻求新型荧光探针检测内源性硫化氢与二氧化硫的必要性。