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在环境以及生理体系中,金属离子、阴离子、氨基酸等生物相关分子离子扮演着极其重要的角色,因此对其检测和监控具有重大的意义。基于荧光团的小分子荧光探针与荧光成像技术相结合,可实现对环境及生物体系中相关分子离子的原位无损伤检测,并可用于监控活体细胞中生物相关分子离子极其生物过程。而基于有着特殊结构的瓜环与不同小分子之间通过主客体相互作用形成的超分子荧光探针,能在水溶液对一些分子离子具有很高的选择性。因此,探针在生物和医学等领域具有很高的应用前景。本论文主要对以三(2-氨基乙基)胺化合物为结构平台,修饰了两种荧光基团的三角架荧光探针1、探针2的识别性质进行了研究;及对以邻菲罗啉为母体合成的钳型分子Guest的超分子探针构建及其性质进行了研究,利用光谱、核磁、等温量热滴定等测试手段获得了配合物的相关信息。对三角架荧光探针1、探针3~7进行了PC3活体细胞中识别特定离子的成像研究。(1)探针1是由两个芘和一个罗丹明两种荧光基团修饰得到的三角架荧光探针,研究表明该探针可基于FRET机制实现对Hg2+、Al3+、Fe3+的识别检测,还可通过目视比色区别检测Hg2+、Al3+和Fe3+,颜色辨识度高;探针2是由两个丹酰氯和一个萘酰亚胺两种荧光基团修饰得到的三角架荧光探针,研究表明该探针可选择性识别检测Hg2+;以及通过比率吸收、荧光增强和目视比色检测F-离子。(2)Guest是以邻菲罗啉为母体合成的,其手臂具有一定柔性的钳型结构分子。研究表明,Guest与Q[7]、Q[8]都可通过主客体相互作用形成摩尔比为1:1的配合物,Guest@Q[8]能在水溶液中选择性检测苯丙氨酸。(3)对以三(2-氨基乙基)胺化合物为结构平台,修饰了一种或多种荧光基团的三角架荧光探针1、探针3~7进行了活性PC3细胞中特定离子的成像研究,并对探针3和探针6进行了毒性测试研究。研究表明探针1可实现细胞内跨通道检测Al3+,Hg2+,Fe3+;探针3对细胞无毒性,且可通过细胞内红色荧光增强检测Hg2+,绿色荧光增强检测Cu2+,红色、绿色荧光同时增强检测Fe3+;探针4能通过细胞内红、绿色荧光增强分别检测Hg2+、Cu2+;探针5能在红色通道检测Hg2+、Zn2+;探针6对细胞无毒性,检测Al3+、Cr3+呈蓝色荧光成像,检测Zn2+呈绿色和红色荧光成像;探针7在细胞内检测Zn2+时呈绿色和红色荧光成像,检测Al3+时呈红色荧光成像。