【摘 要】
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钌（Ⅱ）配合物因具有Stokes位移大、可见光激发、抗光漂白能力强、生物相容性好等优点,被广泛用于发光分子探针的设计开发以揭示生理活性组分在体内和体外的作用功能。此外,由于钌（Ⅱ）配合物荧光分子探针通常具有较长的发光寿命,使其可用于时间分辨发光分析,极大地提高了其在生化分析中的应用性能。本学位论文的研究工作成功设计合成了四种可用于生理活性组分特异性检测的新型钌（Ⅱ）配合物磷光分子探针,并考察了其在
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钌（Ⅱ）配合物因具有Stokes位移大、可见光激发、抗光漂白能力强、生物相容性好等优点,被广泛用于发光分子探针的设计开发以揭示生理活性组分在体内和体外的作用功能。此外,由于钌（Ⅱ）配合物荧光分子探针通常具有较长的发光寿命,使其可用于时间分辨发光分析,极大地提高了其在生化分析中的应用性能。本学位论文的研究工作成功设计合成了四种可用于生理活性组分特异性检测的新型钌（Ⅱ）配合物磷光分子探针,并考察了其在生化分析中的应用效果。基于“双钥匙-锁”的设计策略,构建了一种用于甲醛特异性识别的新型钌（Ⅱ）配合物磷光探针Ru-FA。由于分子内光诱导电子转移（PET）作用的存在,该探针的磷光较弱。只有在微酸性环境中,Ru-FA才能与甲醛发生特异性反应并产生磷光响应,被成功用于细胞溶酶体内甲醛的精准磷光成像分析。基于钌（Ⅱ）配合物的长发光寿命,Ru-FA被用于时间分辨模式下复杂生物样本中甲醛的定量检测。此外,该探针还被成功用于肿瘤组织衍生的甲醛磷光成像分析,为肿瘤的临床早期诊断和可视化研究提供了一种有用的检测手段。设计合成了一种在谷胱甘肽（GSH）存在时,可用于特异性识别谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）的钌（Ⅱ）配合物磷光探针Ru-GST。由于存在分子内的强PET作用,该探针的磷光很弱,用于GSTs的识别后,生成具有较强磷光的Ru-SR。基于探针Ru-GST在生物样本中GSTs的时间分辨定量检测及磷光成像分析中的优异表现,该探针被成功用于药物导致小鼠急性肝损伤过程中,小鼠肝脏及血清中GSTs含量变化的监控。该研究不仅为生物样品中GSTs的时间分辨定量检测及原位实时分析提供了有用的方法,也为药物性肝损伤的临床诊断提供有价值的参考。设计合成了一种可用于生物硫醇区分检测的新型钌（Ⅱ）配合物发光探针Ru-NBD。由于探针中Ru（Ⅱ）配合物到NBD的PET作用及NBD的4位取代“O”醚键使得Ru（Ⅱ）配合物及NBD发光均被猝灭。Ru-NBD与GSH反应后,生成具有长寿命红色磷光的Ru-OH和不发光的NBD-SR;与半胱氨酸（Cys）/同型半胱氨酸（Hcy）反应后,除生成Ru-OH外,还生成具有短寿命绿色荧光的NBD-NR。时间分辨发光模式下,NBD-NR的短寿命荧光被有效的去除,使得探针Ru-NBD与三种生物硫醇反应后只收集到Ru-OH的长寿命磷光信号,可以实现对生物硫醇总量的测定。稳态发光模式下,利用探针与两类生物硫醇反应后产物发光颜色的不同,可实现对GSH与Cys/Hcy的区分检测。该研究中将分子探针用于多模式光谱分析进而实现多种检测物有效检测与区分的设计思路,为多组分区分识别型发光探针的设计合成提供了一种有价值的研究策略。设计合成了一种可用于硫化氢比色/磷光双信号传感的新型钌（Ⅱ）配合物分子探针Ru-PNBD。在磷光识别方面,由于探针中Ru（Ⅱ）配合物到NBD的PET作用,使得Ru（Ⅱ）配合物的磷光被猝灭,与硫化氢发生亲核取代反应后,NBD基团离去,生成具有较强磷光的Ru-PH,从而实现硫化氢的磷光识别。比色识别方面,探针本身为淡黄色液体,与硫化氢反应后,除生成淡黄色的Ru-PH外,还生成红色的NBD-SH,从而实现硫化氢的比色识别。探针Ru-PNBD用于溶液中硫化氢比色和磷光检测过程中均表现出良好的选择性、较高的灵敏度,被成功用于实际水样、细胞、大型虽及斑马鱼体内硫化氢的检测。
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