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乏氧是动物和人实体瘤中的一种普遍现象。实体瘤乏氧程度越高，对放疗及某些抗癌药物的敏感性越差，肿瘤恶化的可能性也越大。但由于肿瘤内外氧水平存在差异，而且乏氧程度与肿瘤大小没有确定联系，所以不可能预测单个病人肿瘤的乏氧程度。本论文以硝基被选择性还原后具有结合乏氧细胞内大分子的能力为基础，以氨基喹喔啉、苯并咪唑异喹啉酮等为荧光母体，设计合成了一系列的新型生物还原型乏氧特异性荧光探针，并对其光谱及乏氧/有氧的指示能力进行了系统的研究。
设计合成了萘酚[1，2-b]喹喔啉类新型生物还原荧光增强型的乏氧特异性荧光探针。研究表明，萘酚[1，2-b]喹喔啉类化合物对乏氧/有氧有较强的识别能力。其中A5的识别能力最强，最大的乏氧/有氧比可达到11倍，是一种有潜力的新型生物还原性乏氧荧光探针。
合成了已知苯并咪唑异喹啉酮类还原型乏氧荧光探针，并对其乏氧指示能力进行了研究。其中B2作为荧光淬灭型乏氧荧光探针的识别能力很强，最大的有氧/乏氧比可以达到14倍：水溶性荧光增强型乏氧荧光探针C3的识别能力因为其水溶性的改善，最大的乏氧/有氧比可以达到15倍。
合成了已知间苯二甲酰胺类化合物，希望通过分子间氢键达到识别手性乳酸的目的，但是没有观察到该类化合物对手性化合物的荧光相应差异。原因可能是该化合物本身的荧光太弱，分子间作用力太小，所以不能对乳酸进行识别。