癌症对人类的生命安全具有极大的威胁,而目前对于癌症的诊断和治疗仍是生物医学界的难点和热点之一。近些年来,一些在肿瘤细胞中过表达或低表达的生CH-223191作用物标志物引发研究者们的广泛关注,研究表明,这些标志物通常参与生命循环中的许多通道,与肿瘤疾病的发生、发展和治疗过程息息相关。因此,基于此类标志物的分析检测日益成为了生物研究和临床分析的重点。在现有的许多分析方法中,小分子荧光探针由于其结构的可调节性、检测灵敏度高、无损快速分析和实时检测等优点,已成功应用于各种生物靶标的检测,且在生物活性物质的痕量检测和荧光成像应用方面都表现出了极大的潜力。尤其是波长更长的近红外荧光探针,背景干扰更小、成像性能更优,是活体水平检测生物活性物质的有效途径。NAD(P)H:醌氧化还原酶1(NQO1)是一种重要的酶,一方面,它在细胞的氧化还原和信号通路等方面起着重要作用,能够还原醌类物质的双电子,在正常生命体中可高效缓解醌中毒;另一方面,研究已证实其在许多肿瘤细胞中呈高浓度水平,因此它被认作是癌症标志物。酶对环境敏感、且在疾病早期浓度极低,在不同体系细胞中研究NSingle Cell SequencingQO1的表达水平和在复杂生物体内对NQO1进行高灵敏度的实时活性检测及成像研究对于疾病诊断、临床分析意义重大。H_2S,继CO、NO后的第三种重要信号递质气体分子,也被认作是一种重要的生物标志物。研究已表明其异常浓度与许多疾病如缺血性损伤、阿尔兹海默症、动脉硬化、乳腺癌、肝癌等密切相关,且在不同病理模型中浓度差异较大。H_2S作为人生理学中平衡健康与疾病的关键支点,在疾病模型中的实时活性检测和成像应用对于更好的认识相关疾病和开发药物治疗新途径具有现实的临床意义。本文主要围绕上述两种生物标志物,开展了以下工作:第一章绪论本章对小分子荧MK-2206化学结构光探针的传感机理进行了简单论述,并综述了近几年来靶向NQO1和H_2S的近红外荧光探针在检测、成像和应用于活体组织的研究进展。最后,在此基础上阐述本课题开展的研究意义和内容。第二章NQO1激活型近红外荧光探针用于宫颈癌治疗过程中药物监测的研究基于研究NQO1活性对于癌症发现和治疗具有重大意义,我们依据三甲锁醌丙酸酯基团对NQO1的专一识别能力,选择半花菁骨架为荧光团母体,设计合成了NOQ1靶向激活型NIR探针Cy MT。当被NQO1激活后,Cy MT开启725nm处的NIR荧光,具有灵敏度高、选择性好、稳定性优异等性能。同时,活细胞和体内组织中的NQO1检测,体现了Cy MT优异的成像能力,能够有效区分正常细胞和肿瘤细胞。此外,由于双香豆素药物对肿瘤细胞的杀伤能力,我们通过荧光成像的模式对肿瘤小鼠药疗过程中NQO1的活性水平进行了实时可视化监测,其荧光强度的变化表明治疗过程中NQO1活性的变化,表明了药疗作用的进展,因而证实了Cy MT是活体组织中特异性检测NQO1的有效工具。第三章基于螺环氧杂蒽衍生物的激活型近红外荧光探针用于H_2S检测氧杂蒽类衍生物的螺环结构在不同环境下具有“封闭”和“开环”两种模式,可作为良好的近红外荧光发射团。本章,我们选用螺环氧杂蒽作为荧光团,利用H_2S对叠氮类化合物的还原能力,设计合成了新型NIR探针Rh-N_3以检测肿瘤细胞中的H_2S活性。实验证明,Rh-N_3可被H_2S高选择性激活,发射出720 nm处的高对比度荧光,响应具有快速、灵敏度高(检测限为0.21μM)、Stokes位移大(100 nm)等优点。Rh-N_3在较长时间的激光照射和不同p H溶液环境的监测下,仍能保持稳定,具有良好的光稳定性和耐酸碱性,且对H_2S的响应不受外界温度的影响。此外,该探针可以应用于细胞中外源性和内源性的H_2S成像检测,对于生命体内的H_2S研究具有潜在意义。