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pH是衡量溶液酸碱性的尺度,在医学上,人体血液的pH值通常在7.35-7.45之间,如果发生波动,就是病理现象。在化学上,很多化学反应需要在特定的pH下进行。细胞功能与细胞内的pH有紧密关系,这意味着对细胞内pH的精确测定能够为生理和病理过程研究提供非常重要的信息。与其他的pH测定方法相比,例如:NMR,荧光光谱法具有时间和空间上观察pH改变的优势,此外,荧光技术有很高的敏感性,操作简单,而且对细胞无损伤。溶酶体被比喻为“细胞的胃”。溶酶体能够消化过量或磨损的细胞器、食物粒子,能够吞没病毒或细菌。溶酶体膜允许消化酶在pH4.5下发挥作用。临床药物的一种重要性质就是具有溶酶体趋势亲脂弱碱性性质。这种性质能够解释很多药物的药理学特征。通过荧光的增强来进行荧光测量通常会被许多因素所干扰,例如:探针的区域化,探针环境的改变(pH,极性,温度等)。为了降低这些因素的影响,比率检测的荧光探针被利用,它通过记录两个波长的荧光强度和比率来降低上面提到的这些因素的影响。具有能量供体-能量受体骨架的多荧光团的探究能够实现大的斯托克斯位移和荧光的比率变化。由于萘酰亚胺荧光团的发射光谱与罗丹明B的吸收光谱能够有效的重叠,所以这两个荧光团为设计合成基于FRET机理的荧光分子探针提供了一个很好的平台。本文基于FRET机理,利用罗丹明内酯环对pH响应的“开-闭”环效应,设计合成了三例基于FRET机理的pH荧光分子探针RN1、RN2和RN3。它们在常见阳离子、阴离子和生物小分子存在下能够对pH进行专一性的识别;它们对pH的检测具有可逆性,可以实现对pH的动态检测;它们的细胞毒性都非常小,可以用来检测细胞内pH的变化,并且可以用来对溶酶体进行定位。本文通过引入三唑连接基团和改变两荧光团的连接位点,提高了此FRET体系的FRET效率。RN3的FRET效率可达72%,这是目前为止在萘酰亚胺和罗丹明B为荧光团的FRET体系中FRET效率最高的荧光分子探针。