过氧亚硝酸根(ONOO~-)作为生物体内的一种高活性氧和氮化物(RONS),具有较强的氧化和硝化能力,易与蛋白质、脂质和DNA等多种生物大分子反应,导致蛋白质氧化、脂质氧化和DNA突变等不良结果,进而引发一些疾病的产Integrase抑制剂生,如癌症、炎症、心血管疾病和神经退行性疾病等。荧光探针与荧光成像技术结合,具有灵敏度高、操作简单、时空分辨率高和原位实时检测等优点,已成为生物体内ONOO~-检测与成像的强有力工具。本论文旨在通过合理的设计构建一系列灵敏度高、选择性好的ONOO~-荧光探针,并将其应用于铁死亡成像和肿瘤的可视化诊断,具体研究内容如下:1.以苯并噻唑衍生物为荧光团,苯硼酸酯为ONOO~-的识别位点,设计合成了荧光探针BTMO-PN用于铁死亡和肿瘤组织的可视化成像。BTMO-PN在477 nm处对ONOO~-呈现快速且显著的荧光增强信号(约560倍),检出限为37.8 n M,且具有良好的选择性。BTMO-PN能够对活细胞中内/外源性的ONOO~-变化进行高灵敏成像,并且观察到在癌细胞铁死亡过程中ONOO~-水平的上升。此外,BTMO-PN还成功应用于区分肿瘤组织和正常组织。2.基于扭曲的分子内电荷转移(TICT)和激发态分子内电荷转移(ESICT)传感机制,以二苯基次膦酸酯为ONOO~-的识别位点,设计合成了一种多功能荧光探针MQA-P用于同时检测ONOO~-、粘度和极性。MQA-P在近红外通道(λ_(em)>704 nmtrichohepatoenteric syndrome)对粘度和极性变化有高灵敏度响应;在645 nm处的绿色通道可以快速灵敏地检测ONOO~-并表现出约233倍的荧光增强,检出限为23.0 n M。由于喹啉阳离子的存在,MQA-P在He La细胞中证明了其具有良好的线粒体靶向能力。MQA-P能够在细胞层面可视化成像微环境和内/外源性的ONOO~-变化。更重要的是,利用该探针首次实现了双通道同时监测癌细胞铁死亡过程中ONOO~-、粘度/极性的变化,揭示了铁死亡过程中ONOO~-的过表达和粘度水平的升高(或极性水平的降低)。此外,该多功能荧光探针还通过双通道成像观察到癌细胞/肿瘤组织/肿瘤小鼠活体中ONOO~-、粘度/极性的异常变化,实现了体外/体内的肿瘤可视化诊断。3.以苯硼酸酯和C=C双键为ONOO~-的两个特异性识别位点,基于氧杂蒽骨架设计合AZD9291成了一种比率型荧光探针DHX-BE。DHX-BE本身在658 nm处具有红色荧光发射;加入ONOO~-后,由于ONOO~-对苯硼酸酯的氧化水解和C=C双键的氧化裂解,导致探针在658 nm处的红色荧光猝灭,而在554 nm处产生一个新的强绿色荧光发射,发射峰位移达104 nm。DHX-BE对ONOO~-的响应呈现出显著的比率荧光特性,荧光强度比I_(554nm)/I_(658 nm)增强了约727倍,检出限为20.4 n M。此外,DHX-BE对ONOO~-的检测还具有响应速度快和选择性高等特点,能够实现对ONOO~-的快速、高效和特异性检测。