癌症是一种侵略性极强的疾病,癌细胞会进行无法控制的生长和分裂。癌症面向的发病人群广、死亡率高。因此,对癌症的早期诊断以及治疗研究一直备受关注。荧光检测具有灵敏度高、特异性强、响应迅速等独特优势,在很多领域都表现出应用潜力且受到广泛关注。本文选择光物理性能好、光谱易修饰和连接靶向基团便捷的1,8-萘酰亚胺为荧光母体,进行萘酰亚胺类荧光染料的设计合成及其对肿瘤识别和抑制的应用性能研究。以硝基还原酶(nitroreductase,NTR)为靶点,设计合成了一例以萘酰亚胺为荧光母体的染料分子NP-Mito-NTR。在细胞环境下,染料分子NP-Mito-NTR结构中的季鏻盐结构可以使其定位在细胞质内的线粒体上;萘环上的硝基基团能够在硝基还原酶和辅酶NADH的帮助下特异性地还原为氨基,ICT作用恢复,最大发射波长从425 nm红移到544 nm,荧光增强25倍。由于硝基还原酶在癌细胞/组织中的低氧环境下过度表达,因此染料分子NP-Mito-NTR通过检测硝基还原酶实现癌症识别。以Wnt信号通路中的Dvl蛋白为靶点,设计合成了一例以萘酰亚胺为荧光母体、以Wnt通路的抑制剂舒林酸为识别基团的染料分子SLN。分子对接模拟显示染料分子SLN能够以完全展开的构象与Dvl蛋白结合;染料分子SLN与舒林酸原药相似,与Dvl蛋白的PDZ结构域内的精氨酸(R322)形成氢键,SLN结构中的荧光团在与Wnt通路中Dvl蛋白结合时发出荧光信号,实现对肿瘤的识别,SLN能够在5 min的染色时间内快速进入癌细胞/组织,染色深度达到80 μm,可用于荧光手术导航。同时,SLN与Dvl蛋白的结合能抑制其下游蛋白β-catenin的表达,给药组β-catenin表达下降为对照组的1/2左右,即抑制肿瘤增殖。活体抑制肿瘤增殖实验中,舒林酸组的平均瘤体积为对照组的29%,染料分子SLN组的平均体积为对照组的43%,舒林酸组的平均瘤重为对照组的42%,染料分子SLN组的平均瘤重为对照组的60%,结果表明SLN与原药舒林酸相似,都能够在一定浓度下抑制肿瘤的增殖。染料分子SLN具有癌症识别和抑制双重功能。以COX-2蛋白为识别靶点,设计合成了一例以萘酰亚胺为荧光母体、以COX-2蛋白的抑制剂布洛芬为识别基团的染料分子IBLN。染料分子IBLN与COX-2蛋白结合时发出荧光信号,实现肿瘤识别,信噪比达4.6。活体抑制肿瘤增殖实验结果表明,通过化学预防的方式给药个别给药组无肿瘤形成,布洛芬组的平均瘤重为对照组的20%,IBLN组的平均瘤重仅为对照组的4%。染料分子IBLN具有癌症识别和抑制双重功能。