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蛋白酶是生命体内重要的生理活性物质,并在新陈代谢、营养供给及能量转换等许多生理过程中扮演不可或缺的角色。因此,发展对蛋白酶的生理活性以及性质的研究方法成为生命分析领域中重要的课题。荧光由于具有很高的时空分辨率,且与共聚焦技术结合可以实现在线、原位、实时的检测,所以,性能优良的荧光探针成为研究蛋白酶性质的重要的工具。在本论文中,我们发展了若干检测蛋白酶的新型特异性荧光探针,详细研究了它们的性质,并开展了其在生物体内的分析应用。主要工作包括以下四个方面: 1.将单胺氧化酶A的传统识别基团丙胺与羟基萘酰亚胺连接,设计合成了一种检测单胺氧化酶A的新型比率型荧光探针。该探针对单胺氧化酶A呈现出灵敏的比率荧光响应,并具有高的选择性、良好的稳定性及生物相容性,可用于细胞中单胺氧化酶A的比率成像分析,具有良好的应用前景。 2.提出将丙胺与特异性抑制剂氯吉林的靶向单元(取代苯酚)联用,作为单胺氧化酶A的新特异性识别单元。通过改变靶向单元上的取代基,并将其与荧光母体试卤灵结合,合成了六种荧光探针。其中探针3对单胺氧化酶A表现出最佳选择性与灵敏度,并且通过在单胺氧化酶A与单胺氧化酶B高表达的细胞中成像证实了其体内选择性;进一步,通过在单胺氧化酶A质粒转染的HepG2细胞的成像分析,同样证实了该探针其对单胺氧化酶A的特异性。 3.提出将3-羟基苯氧基作为酪氨酸酶的新识别基团,并与近红外荧光母体羟基半菁连接,合成了一个特异性检测酪氨酸酶的近红外荧光探针。该探针有效消除了活性氧物种对酪氨酸酶检测的干扰。而且,该探针的发射波长处于近红外区域,有效避免了生物基质的背景荧光干扰,可用于活细胞以及斑马鱼中酪氨酸酶的成像分析。 4.以试卤灵作为光学信号响应单元、3-羟基苯氧基为识别单元,发展了具有低背景信号、高灵敏度的酪氨酸酶荧光探针。该探针对酪氨酸酶的检出限达0.04U/mL,表现出了很高的灵敏度,且可有效避免来自活性氧物种的干扰。反应机理是,酪氨酸酶使识别单元羟基化,经过1,6-重排与消除反应,导致荧光团的释放并伴随着586nm处的荧光显著增强。该探针可用于细胞内痕量酪氨酸酶的成像分析,还可用于不同细胞内酪氨酸酶含量的半定量比较分析。