线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,被称为“细胞动力工厂”,它参与了细胞的分化、信息的传递、细胞凋亡、自噬等过程。细胞内微环境尤其是线粒体微环境,如温度、极性、酸度、粘度和乏氧等,对细胞功能的发挥至关重要。其中线粒体粘度与细胞内物质的传递、化学信号的运输和生物大分GSK126价格子相互作用的过程密切相关;乏氧程度会影响放疗、化疗等癌症治疗的效果,甚至会导致肿瘤产生耐药性。线粒体微环境异常与许多疾病,例如心力衰竭、肝损伤、癌症的发生发展密切相关。因此,开发能够实时检测细胞粘度和乏氧水平变化的方法,对于了解细胞功能和阐明相关疾病发生发展机制具有INCB28060核磁重要意义。荧光成像方法具有检测灵敏度高、识别选择性好,非侵入式检测,对细胞损伤较小等优点,是原位实时研究细胞及活体内生物事件的理想方法。本论文以线粒体粘度和乏氧微环境为研究对象,设计合成了系列近红外荧光探针,用于细胞及小鼠活体内粘度和乏氧的原位实时成像监测。具体的研究内容如下:1、基于二氢氧杂蒽(DHX)染料Military medicine,以吡啶盐为电子受体基团偶联不同的供电子基团,通过增强分子内电荷转移(ICT)和引入更多的分子转子,设计合成系列近红外(NIR)粘度探针。筛选出对粘度响应信噪比高,识别选择性好,并具有良好的线粒体靶向性和锚定能力的探针DHX-V-3。利用探针DHX-V-3,实现了对脂多糖(LPS)或制霉菌素刺激下对He La细胞粘度变化的实时成像。此外,基于NIR探针优良的组织成像深度,DHX-V-3被成功应用于炎症模型小鼠体内粘度变化的可视化。2、以生物素为肿瘤靶向基团、对硝基溴苄为硝基还原酶响应基团,设计合成了一个用于检测肿瘤细胞内硝基还原酶水平以评估细胞乏氧程度的近红外荧光探针DHX-Bio-NO_2。探针DHX-Bio-NO_2对硝基还原酶具有良好的线性响应,检测不受常见生物活性物种的干扰,并具有较低的细胞毒性;细胞成像实验结果表明,探针DHX-Bio-NO_2能够特异性靶向肿瘤细胞,具有定量测定肿瘤细胞内硝基还原酶的能力。利用该探针,根据乏氧程度的差异,还实现了正常细胞和肿瘤细胞的区分。