香豆素及其衍生物属于天然存在的多酚类化合物在药物化学和合成有机化学方面具有重要意义。而香豆素类染料基于其好的光稳定性、高的荧光量子产率、可调的发射波长等优势而被广泛开发为荧光探针工具参与临床诊断和生物成像。脂滴是储存和供应脂质的重要细胞器,癌细胞因为需要不断地掠夺周围的营养物质,不可避免地吸收储存在脂滴中的多余的脂肪和胆固醇。因此,细胞内LD_S(Lipid droplets)含量的检测也可能成为肿瘤治疗和监测的一种潜在方法。而极性、黏度等微环境参数同样是维持生命系统中正常生理活动的关键因素。荧光分析技术因其时效性和便捷性已经成为科学研究、分析检测、疾病预防和辅助治疗领域内理想化的工具之一。因此利用具有天然优势的香豆素化合物构建更多种类的新型荧光传感器和功能分子具有重要的意义。本论文利用香豆素染料平台分别构建了对极性敏感且具有溶剂变色效应,对黏度敏感且灵敏检测SO_2,具备优良水溶性且实现动态监测细胞内脂滴的三种功能性分子。具体内容如下:利用分子设计策略发展了一种新型的具有3-吡二腈-香豆素衍生物杂化结构的荧光化学传感器,可以有效地标记细胞内的脂滴。由香豆素衍生物和1,4-二甲基-3-氰基-6-羟基吡啶-2-酮组成的ATOP-LD分子探针具有很强的推-拉式电子性质。3-吡啶甲腈-香豆素衍生物的这种杂化结构赋予了探针良好的环境敏感度和良好的光稳定性。此外,探针本身的亲脂性香豆素支架不仅提高了对脂滴的敏感度,而且扩大了π的偶联度,增强了分子内电荷转移(ICT)过程。通过设计特殊的D-π-A化学结构并引入二乙胺官能团,该探针不仅表现出有效的脂滴可视化,而且具有正溶剂变色性和极性敏感特性。基于香豆素荧光分子构建了一种对黏度和二氧化硫双重敏感的荧光探针Cou CN-V&S。我们设计了一种具有大发射波长间隙(135 nm)的双色通道对SO_2(<1s)和黏度具有双重响应效果。利用丙二腈与苯乙酮协同作用形成强吸电子基团,与香豆素荧光平台上的醛基团反应,构建了D-A-D型功能探针。二氧化selleck抑制剂硫衍生物(SO_3~(2-)/HSO_3~-)易与不饱和C=C基团发生迈克尔加成,进而破坏原有探针分子的共轭体系使得探针发生荧光颜色的转换。烯烃双键的旋转会抑制探针分子内的电荷转移效率,而在黏性系统中,这种旋转可以被抑制,从而导致荧光发射强度成倍增加而实现响应的效果。基于香豆素衍Imidazole ketone erastin研究购买生物作为发光母体,与低毒、高亲水性端羟基聚乙二醇共聚,得到了水溶性探针P(Cou-PEG-LD)。探针P(Cou-PEG-LD)具有较好的生物相容性、抗干扰性和光稳定性。此外,该探针对脂滴具有EMR electronic medical record极佳的靶向性,并成功地应用于He La细胞中脂滴水平的动态监测。另外,该探针能够灵敏地区分细胞内的脂滴含量从而使饥饿和正常细胞能够得到辨别。