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生物标志物(Biomarker)是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标。生物标志物覆盖一个很广泛的生化实体,例如核酸、蛋白质、酶、糖类、活性分子以及体内发现的肿瘤细胞。生物标志物常常被用于对疾病的诊断,以及对药物疗效、毒性等性质的评估。因此,建立准确、灵敏、简便、特异性的疾病标志物的检测方法将对疾病诊断和治疗起到重要的作用。在众多检测技术中,荧光检测法因其具有操作简单、灵敏度高、选择性好、实时快速分析、时空分辨率高等优点,而被广泛应用于生物检测分析、光学成像等领域。其中,基于化学反应的小分子荧光传感器对标志物的识别和特异性诊断已成为研究热点。因此,在本研究中,我们设计并合成出三例新颖的小分子荧光传感器,分别实现了对A型单胺氧化酶(MAO-A)、硫化氢/一氧化氮以及γ-谷氨酰转肽酶(GGT)等标志物的快速、灵敏、选择性的荧光检测和/或细胞(或活体)成像。首先,基于分子内电荷转移(Intramolecular chage transfer,ICT)原理,我们设计并制备了以1,8-萘酰亚胺为荧光团的比率型MAO-A荧光探针Mito-NG。MAO-A催化水解断裂探针分子的丙胺基醚键,使得1,8-萘酰亚胺4号位的取代基由烷氧基变为酚羟基,导致酶促反应前后探针的荧光光谱性能发生显著的改变。该比率型MAO-A荧光传感器具有良好的水溶性、较好的选择性和较低的检测下限(LOD=0.15μg/m L);同时,该检测体系还可以在较宽的pH值范围内对MAO-A进行检测。其次,利用萘酰亚胺和罗丹明能量传递平台,基于ICT、FRET原理,我们设计合成了首个能同时识别H2S和NO的单分子逻辑门荧光探针Naph-RhB。该探针与H2S,NO和H2S/NO响应后具有三组不同的荧光输出信号模式:“1-0-0”,“0-0-1”和“0-1-1”。另外,通过激光共聚焦荧光成像,该探针成功应用于同时识别活细胞中的H2S和NO。我们还制备了一种对生物体系中GGT具有灵敏和高选择性识别的双光子荧光传感器DCM-GA。GGT催化断裂探针分子的γ-谷氨酰酰胺键,使得双光子激发下的DCM分子的荧光得以恢复。该传感器不仅可以测定来自病人和健康人血清中GGT水平,而且还能够对细胞内源性的GGT进行成像。更重要的是,该传感器能够检测和追踪由药物诱导肝损伤引起斑马鱼中内源性GGT水平升高情况。