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基于小分子的荧光传感器在生物及化学传感领域得到了广泛的关注和研究。具有优越性能的吡咯并吡咯二酮类(Diketopyrrolopyrrole, DPP)小分子荧光探针引起人们的关注。因此,本文主要就如何设计结构简单而性能高效以及灵敏度高的小分子吡咯并吡咯二酮(DPP)荧光探针展开研究,研究设计思路如下：(1)通过与1,3-茚满二酮的缩合反应合成具有迈克尔加成反应位点的新型DPP1化合物,提高其对氰基负离子及半胱氨酸的反应选择性；(2)通过DPP和1,3-茚满二酮的共同强拉电子作用,提高了迈克尔加成反应的活性,以及缩短了反应的时间,提高探针的灵敏度；(3)利用氰基负离子和探针DPP1反应后,1,3-茚满二酮片段会与DPP核形成类似三明治夹层状的结构,设计通过激基缔合物原理来检测氰基负离子；(4)利用半胱氨酸(Cys)和探针DPP1的双键发生迅速反应后,探针的π共轭体系会减小,其光物理性质(紫外和荧光)发生变化来检测半胱氨酸。实验结果表明,DPP1对氰基负离子具有高选择性和响应迅速的特点,可实现荧光增强和比色检测：在紫外-可见光谱表现为552 nm和339 nm处吸收峰下降,并且552 nm处的吸收峰蓝移到480 nm处；荧光发射光谱上表现为484 nm和572 nm处的荧光增强,检测限为0.36μM。同时DPPl对半胱氨酸的检测也具备高选择性,响应时间少于2分钟,其具体表现为：在紫外-可见光谱表现为552 nm和339 nm处吸收峰下降,并且552 nm处的吸收峰蓝移到484 nm处；荧光发射光谱上表现为485 nm处的荧光增强,并且667 nm处的荧光强度基本不变。探针DPP1对半胱氨酸的检测限为1.21μM。此外,探针DPP1在牛血清蛋白的应用中(对Cys34标记)显示出响应时间短(5分钟),溶液体系颜色变化明显的特点：由紫色变黄色。与此同时,这些结果与检测Cys的结果是一致的：紫外-可见光谱上552 nm处的吸收峰蓝移到480 nm,荧光发射光谱上表现485 nm处的荧光增强。最后,其在细胞成像结果表明,具有低毒性和良好的生物相容性的DPPl主要集中于细胞质内。