近年来,对健康问题的关注迫使人类对环境污染问题更加重视。过氧化氢(H_2O_2)和汞离子(Hg~(2+))是环境中常见的两种有毒有害物质,过量的H_2O_2和Hg~(2+)不仅对生态环境造成损害,还会破坏生物体内氧化还原平衡,导致细胞氧化损伤,或者损害中枢神经系统、消化系统,造成多器官衰竭,引起阿尔兹海默症、肿瘤、心血管疾病、亨廷顿病和帕金森病等多种疾病。因此,精确监测环境中的H_2O_2和Hg~(2+)显得尤为紧迫。本论文针对H_2O_2和Hg~(2+)的仪器分析技术存在的诸如需要昂贵的仪器、复杂的样品前处理程序、检测时间长、无法实现生物成像等缺点,分别设计开发了能用于H_2O_2和Hg~(2+)特异性识别的分子荧光探针HBTH和MTRH,并将其应用于目标物的宏观环境检测和微观内环境生物成像等应用研究。探针具有合成简单、响应迅速、灵敏度高、生物相https://www.selleck.cn/products/sch772984.html容性好等特点,适于环境和人体微环境中H_2O_2和Hg~(2+)选择性检测。首先,基于ESIPT机理,开发了一种具有大Stokes位移的比率型近红外荧光探针HBTH用于H_2O_2的检测。在PBS与乙腈的混合溶液中(7:3,v/v,10 m M,p H=7.4),探针HBTH对H_2O_2具有较高的荧光检测灵敏度(检出限2.9×10~(-8)M)和选择性,其他共存的干扰离子、生物硫醇和活性氧成分不会对荧光检测产生干Ipatasertib使用方法扰;响应迅速,可在15分钟内完成对H_2O_2的检测;较大的Stokes位移有利地降低了荧光自猝灭带来的影响,提升检测准确度。通过高分辨质谱和DFT理论计算,研究了该探针对H_2O_2的识别机理;利用该探针,实现了真实水样中H_2O_2的检测并获得良好的回收率(93.3%～110.5%),相对标准偏差介于(0.55%Experimental Analysis Software～7.50%)。同时,将该探针成功应用于细胞中和斑马鱼中外源性和内源性H_2O_2的荧光成像以及小鼠组织中的H_2O_2成像,说明HBTH作为H_2O_2的特异性检测探针具有较好的应用前景。其次,通过简单的两步反应设计并合成了一种能选择性检测Hg~(2+)的“OFF-ON”型荧光探针MTRH。该探针在纯水体系中对Hg~(2+)表现出良好的荧光选择性和检测灵敏度,检出限达到1.3×10~(-9) M。同时,探针与Hg~(2+)共存体系的颜色从无色变为粉红色,可以实现对Hg~(2+)的肉眼识别;通过Job’s plot曲线和DFT理论计算验证了MTRH对Hg~(2+)的识别机理。在通过MTT细胞毒性实验,验证了MTRH具有低细胞毒性和良好的生物相容性的基础之上,将MTRH成功应用于Hela细胞中Hg~(2+)的成像,证实了MTRH在复杂生物内环境中Hg~(2+)成像的能力。