最近数十年来,荧光成像技术在科学研究、生物检测、环境分析和临床检测等领域中的应用越来越广泛。在生物体内,各种小分子对生物功能的正常发挥起着极其重要的作用,因此准确检测这些小分子在生物细胞内的含量在科学研究和临床应用上都具有重要意义。而溶酶体是这些小分子发生关键功能的一个重要的场所,例如溶酶体内的次氯酸含量以及pH等因素对细胞的正常生理代谢起着决定性作用,而且这些指标的异常与某些疾病的产生有着直接的联系,因此准确测量这些生理指标具有重要意义。荧光分子探针由于其灵敏度高、检测速度快、可重复性好、使用方便等优点,在生物检测方面有着重要的运用,因此利用荧光探针技术来可视化检测这些指标也是重要的研究课题。在本文中,我们设计并合成了两种溶酶体靶向荧光探针分别用于检测溶酶体内次氯酸含量和溶酶体pH值,本文主要研究内容如下:(1)我们开发了一种新型的荧光探针设计策略:将聚集态下聚集诱导发射(AIE)荧光转换为溶液中荧光发射,并基于这一策略设计了两种特异性检测HCIO的荧光探针,PDAM-Lyso和PDAM-Me。这两种探针分子的荧光团都是吩噻嗪分子,通过亚胺键将二氨基马来腈(DAMN)连接到该荧光团上。这两种探针的区别在于,由于PDAM-Lyso分子内修饰有吗啉环因此具有溶酶体靶向性,而PDAM-Me则不具备溶酶体靶向性。在水溶液中,探针分子处于聚集状态,由于具有AIE效应分子发射出红色荧光。且这种聚集态极大的削弱了DAMN与金属离子配位的能力,降低了金属离子对HClO检测的干扰。当HClO与探针发生反应时,连接吩噻嗪和DAMN的亚胺键被切断,相应的吩噻嗪羧酸产物生成,发射出蓝色荧光。将PDAM-Lyso和PDAM-Me用于细胞内源性和外源性的次氯酸成像,结果表明二者在对于外源性HClO成像上都具有很好效果,但在对于内源性HClO成像,PDAM-Lyso的效果要远好于PDAM-Me,这表明溶酶体靶向探针在检测内源性HClO方面具有更大优势。为探究PDAM-Lyso在生物活体中检测HClO的能力,药物诱导的肝脏损伤斑马鱼模型被用于PDAM-Lyso染色活体成像实验。结果显示PDAM-Lyso能够通过监测斑马鱼肝脏HClO的产生反映其肝脏损伤情况。以上实验均证明将AIE荧光转化为溶液状态ICT荧光的策略在设计HClO荧光探针中取得了成功,表明这一策略在设计荧光探针中具有指导价值。(2)具有肿瘤特异性的荧光探针由于能够从正常组织中区分出肿瘤组织,因此具有在肿瘤手术过程中辅助识别肿瘤组织的能力。我们设计了一种溶酶体靶向荧光探针(NBOH),由于其在酸性环境中荧光增强的特点,具有将肿瘤组织与正常组织明显区分开的能力。在水溶液中,该探针具有良好的荧光识别性能,它的荧光发射强度在3.0至11.0的pH范围内表现出显著的pH依赖性,尤其是在3.5至5.5的pH范围内,溶液的pH值越低,其荧光发射越强,这与肿瘤细胞的偏酸性环境相适应。荧光测试实验结果也表明该探针具有良好的抗干扰能力、光稳定性和可逆性。细胞毒性测试和荧光成像以及亚细胞定位研究揭示了该探针具有低生物毒性和良好的细胞膜穿透性。流式细胞测试量化地表明了NBOH的发射强度在癌细胞与正常细胞中存在巨大差异,其在肿瘤细胞中的发光强度是正常细胞的十倍。探针NBOH也被成功应用于移植肿瘤小鼠中肿瘤组织的成像,荧光显微镜下NBOH在正常部位和肿瘤部位的发光强度存在明显的差异,这表明其具有运用于辅助指导肿瘤切除手术的能力。