丝氨酸水解酶(serine hydrolase,SH),作为真核和原核生物中最庞大的水解酶家族之一,广泛参与了细胞中的生理病理过程,包括血管形成、炎症、血液凝固、神经可塑性、肽激素加工和T淋巴细胞介导的细胞毒性等。常见的丝氨酸水解酶包括胰凝乳蛋白酶、丁酰胆碱酯酶和羧肽酶Y等。这几种酶与多种人类疾病具有密切的联系,如胰腺癌、肺气肿、老年痴呆等。因此,精确检测它们的活性及其在细胞内的位置为揭开生物、生理过程中该酶的功能提供了重要的工具,同时也为相关疾病的诊断和治疗提供有效的工具。荧光检测方法由于其灵敏度高、选择性好、所需试样量小等优点,在分析化学,特别是在针对酶的生物分析中占有举足轻重的地位。近年来,小分子荧光探针已经渗透在组织学、微生物学、药学、活细胞标记、活体成像,甚至是肿瘤标记等领域,而且也取得了显著的成就。小分子荧光探针主要由三部分构成,分别为识别基团、连接臂和荧光团。识别基团用于特异性的识别靶标,荧光团是发出荧光信号,最后通过连接臂将识别基团和荧光团设计为一个完整的荧光探针分子。同时,探针分子由于合成简便、成本低等优点而受到广大科研工作者的青睐。一个靶向酶分子的理想荧光探针应该满足以下四个条件:(a)具有良好的脂溶性和水溶性,(b)具有良好的稳定性,(c)可以快速、特异性识别靶酶,且不改变靶酶的三维结构,(d)识别后有荧光信号的变化。本文分别针对胰凝乳蛋白酶、丁酰胆碱酯酶和羧肽酶Y,发展了新的底物型荧光探针,并对这三种荧光探针进行了表征,同时研究了它们在抑制剂筛选、细胞甚至活体上的应用。值得说明的是,我们首次发现了针对胰凝乳蛋白酶和羧肽酶Y的非肽小分子荧光探针,以及首个能够区分乙酰胆碱酯酶的特异性丁酰胆碱酯酶探针。其中,胰凝乳蛋白酶的非肽类小分子荧光探针Ⅱ-3对酶的亲和力约为商品化寡肽AMC-FPAA-Suc的5倍;探针Ⅲ-1可以特异性检测胆碱酯酶中的丁酰胆碱酯酶;探针Ⅳ-2将是首次发现可用于检测羧肽酶Y的非肽类底物型荧光探针。