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第一部分脯氨酸促进四嗪与醛的生物正交反应研究 生物正交化学有助于在复杂的生物环境下观察生物分子的结构和功能。在目前的生物正交反应研究中，四嗪与有张力的亲二烯体（如降冰片烯、反式环辛烯、环丙烯等）的电子需求反转的狄尔斯-阿尔德反应由于有着较高的反应速率，取得了较大的成功。但部分亲二烯体有着制备较为困难，生物体内稳定性较低等问题，一定程度上制约了这些反应在生物体内的进一步应用研究。在本论文中，我们设计发展了一种新颖的脯氨酸促进的醛与四嗪的反应，该反应所用的试剂制备简单并具有较高的生物兼容性，更为重要的是具有非常快的反应速率，所测得的最高表观二级反应速率常数k2最高可达13.8M-1s-1。在前期实验中，这一方法已被成功地应用在牛血清白蛋白的荧光分子标记中，展现出较好的生物应用前景。 第二部分自锚定近红外荧光探针研究 近红外荧光染料(600-900 nm)由于能穿透到深层组织，不受生物自发荧光的干扰等优点可应用于检测内源性酶和报告酶活性。但由于一般荧光探针容易从体内靶标部位扩散，在本论文中，我们设计发展了一种新型的自锚定近红外荧光探针9-9，它包含与糖苷水解酶专一性作用的位点，以及与酶催化或非催化区域形成共价键的近红外荧光基团，通过β-半乳糖苷酶介导糖苷键水解生成一个高反应活性的醌亚甲基化物，使得荧光染料锚定在β-半乳糖苷酶上及附近蛋白上，同时开启荧光。 在前期实验中，我们合成并初步评估了染料上离去基团的稳定性，这一方法已被成功地应用在β-半乳糖苷酶的荧光分子标记中及其附近的蛋白上，展现出较好的生物应用前景。