近年来,半花菁染料因具有优异的光物理性能,被科研人员广泛用于荧光探针的设计。但传统半花菁染料仍存在较明显的溶剂化效应、发射波长较短、光稳定性差等问题,在生物细胞微环境的检测以及Technology assessment Biomedical细胞器靶向定位的应用方面存在局限性。针对以上问题,本论文合成了具有减弱溶剂化效应的新型半菁荧光探针,主要工作内容如下:(1)以富电子的联噻吩基团作为低极性电子供体单元,吲哚啉碘鎓盐、喹啉碘鎓盐作受体单元及线粒体靶向基团,基于Knoevenagel反应合成粘度荧光探针BT-Qu((E)-2-(2-([2,2′-bithiophen]-5-yl)vinyl)-1-ethylquinolin-1-ium)和BT-In((E)-2-(2-([2,2′-bithiophen]-5-yl)vinyl)-1,3,3-trimethyl-3H-indol-1-ium)。基于强的分子内电荷转移作用,BT-Qu和BT-In最大发射波长分别为604 nm和614 nm,在水中的Stokes位移分别为154 nm和112 nm。相对于大多数含有氨基、羟基的粘度探针,BT-Qu和BT-In具有较弱的溶剂化效应,大大提高探针对粘度的检测灵敏度。由于具有经典的D-π-A结构,探针对粘度具有选择性强、快速响应(<1s)、光稳定性好、p H应用范围宽(4-9)等特点。细胞成像表明,两种探针具有低毒性和良好的细胞膜透性,成功用于监测He La细胞和L929细胞线粒体中外源刺激引起的炎症过程中粘度的变化。更重要的是,两种探针可用于检测癌细胞铁死亡过程的粘度变化,成为探索炎症和铁死亡过程中线粒体MG132半抑制浓度粘度的有效工具。(2)在上述工作基础上,以联三噻吩作为低极性电子供体单元,苯并噻唑碘鎓盐、喹啉碘鎓盐作为受体单元,基于Knoevenagel反应合成DNA荧光探针TT-Tz((E)-2-(2-([2,2′:5′,2”-terthiophen]-5-yl)vinyl)-3-ethylbenzo[d]thiazol-3-ium)和TT-Qu((E)-2-(2-([2,2′:5′,2”-terthiophen]-5-yl)vinyl)-1-ethylquinolin-1-ium)。联三噻吩使探针具有更大的共轭结构和刚性平面,selleck NMR一方面减弱了溶剂化效应。另一方面,基于强分子内电荷转移作用,两种探针最大发射波长拓展到近红外光区,分别为684 nm和688 nm,在水中Stokes位移为Δλ_1=172 nm,Δλ_2=200 nm,长波长发射及大Stokes位移可有效降低背景干扰,提高细胞成像分辨率。TT-Tz和TT-Qu能够实现对ct-DNA的特异性识别,具有灵敏度(检测限为20.6 n M和2.09 n M)高、p H应用范围宽(p H=4-9)、光稳定性好、抗干扰能力强等特点。通过磷酸盐与探针相互作用实验和DNA热变性实验,证明当DNA小于1当量时,与探针以静电作用结合为主;当DNA浓度大于1当量时,与探针以嵌插作用结合为主。细胞成像实验证明,探针TT-Tz和TT-Qu具有低毒性及良好的生物膜透性,应用于线粒体中DNA成像检测。