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一氧化氮(NO)作为一种重要的气体信号分子,在许多生理活动中起到重要的调节作用,如血管扩张,神经传递和免疫反应等。在医学研究中,外源性NO由一些NO释放剂产生,如偶氮二醇烯盐类、亚硝基硫醇类等。但是由于NO的生理作用与其分布、浓度和转化紧密相关,为了进一步地探索NO在生理和病理中所起到的作用,可被精确操纵的光控型NO释放剂引起人们极大的关注。同时,如果在NO释放过程中伴随由暗到亮的荧光变化,就可以直接示踪NO的释放过程,这对NO相关的生物医学研究和诊断治疗具有重要意义。具有比率荧光信号的NO释放剂不受释放剂的浓度变化、非均匀分布以及激发光源强度变化的影响,使其更适合定量观察。因此,比率型NO光控释放剂将会大大地扩展NO释放剂的应用范围。此外,靶向特定细胞器释放NO,可以研究NO在细胞器内的迁移与扩散,从而加深对NO在生理和病理中过程中所起作用的理解。基于以上原因,本论文设计合成了两种NO释放剂:双光子光控比率型NO释放剂CNNO和定位溶酶体的NO光控释放剂LyNO。二者在NO释放过程中都伴随明显的荧光变化,使得细胞内的释放可以以荧光成像的方式得以原位示踪观察。(一)基于荧光共振能量转移(FRET)机理,构建了一种荧光比率型NO释放剂CNNO。CNNO既能被365 nm紫外单光子光源激发释放,也能被800 nm双光子光源激发释放。同时在NO释放的过程中,伴随着明显的比率荧光变化。实验表明,CNNO具有较好的光敏感性、稳定性以及荧光变化明显等特性。另外,CNNO实现了细胞内局部区域NO的空间可控释放以及离体小鼠胸主动脉血管舒张的时间可控调节。这种比率型NO释放剂的设计理念为新型NO释放剂的研制和潜在的生物学应用提供了新的思路。(二)将溶酶体定位基团N-(2-氨基乙基)吗啉偶联到萘酰亚胺的母体,合成了一种可定位溶酶体的NO释放剂LyNO。细胞实验表明LyNO定位于心肌细胞的溶酶体,并在溶酶体实现了NO的光照可控释放。选择性在细胞器中控制NO的释放及浓度水平,可望用于NO相关的生理、病理研究,并有助于揭示NO相关的生物学机制。