活性氧(Reactive oxygen species,ROS)是生物系统中与氧代谢密切相关的一类氧化性物质。作为一种高活性ROS,内源性次氯酸(Hypochlorous acid,HOCl)在氧化应激相关的正常生理过程和异常病理过程中均起着至关重要的作用,因此,需要建立能够实时原位监测内源性HOCl细微变化且不受其他活性氧干扰的检测方法。开发具有高特异性、高灵敏度、高时空分辨率的荧光探针是解决该问题的有效途径。本论文发现HOCl可特异性诱导2-吡啶腙生成1,2,4-三氮唑并吡啶。利用该反应,本论文不但报道了HOCl参与的1,2,4-三氮唑并吡啶新合成方法,并且基于该反应设计开发了一系列高灵敏、高选择性、具有良好生物相容性的新型HOCl荧光探针。具体研究内容如下:1.本文首先设计合成了6个2-吡啶腙衍生物N1-N6。随后,N1-N6作为底物与HOCl反应合成了相应的1,2,4-三氮唑并吡啶类产物NT1-NT6。在所构建的底物中,N6是一个含有2-吡啶腙的新型Rhodol类化合物,但因吡啶腙的C=N键异构化而存在荧光猝灭现象。当N6与HOCl发生反应生成刚性的NT6时,荧光得以恢复。因此,N6可作为基于“三氮唑并吡啶生成”新策略的HOCl荧光探针分子。实验结果显示,N6对HOCl的检测具有较高的选择性与灵敏度,检出限仅5.3 n M。此外,N6被进一步成功应用于活细胞和斑马鱼中内源和外源性HOCl的荧光成像。2.线粒体HOCl与线粒体中的氧化还原平衡密切相关,对其进行实时原位靶向检测对HOCl相关疾病的检测和预防具有重要意义。本论文基于上述“三氮唑并吡啶合成”新策略,在包含2-吡啶腙的Rhodol分子骨架上引入三苯基膦作为线粒体定位基团,开发出了一种可实时原位靶向线粒体进行HOCl检测的新型HOCl荧光探针NM1。在体外实验中,NM1可以在数秒内实现对HOCl的检测,检出限低至2.2 n M。在线粒体共定位实验中,NM1和商业化线粒体染料Mito Tracker Green共孵育活细胞成像结果显示皮尔森系数为0.94,说明探针具有良好的线粒体定位能力。NM1进一步被成功应用于脂多糖(LPS)刺激下活Hep G2细胞中和斑马鱼体内产生的内源性HOCl的荧光成像研究。