近年来,荧光探针已经成为一种常见的检测手段,广泛应用于生物医学、分析化学、环境科学等领域。其中小分子荧光探针是一类重要的荧光探针之一,具有灵敏度高、响应速度快、安全性高以及成本低等优点,常用于分子检测、生物成像等。恶性肿瘤的骨转移已经成为最严重的并发症之一,具有发病率高、生存期短、治愈率低、并发症多等特点。肿瘤细胞从原发组织逃逸并侵入远处组织,标志着肿瘤从可能治愈的疾病向恶性肿瘤的过渡,一旦转移几乎无法治愈,只能治疗以缓解症状。骨转移的临床表现包括骨痛、病理性骨折、高钙血症和脊髓压迫等,这些症状都可能严重损害患者的生活质量。因此骨转移的早期诊断和治疗一直是研究热点之一,常用的检测手段有血清中生化指标的标定、核影像学等,而临床治疗一般使用手术治疗、局部放射性疗法和全身性抗癌治疗等。本文希望将小分子荧光探针这种光学成像技术运用于恶性肿瘤骨转移的早期检测中。罗丹明B是一种以氧杂蒽为主体结构的碱性染料,当螺环闭合时没有荧光,而在H⁺或金属离子的作用下螺环打开就会有强烈的荧光,是一种理想的“on-off”型荧光团。二膦酸类药物使用于很多代谢性骨病（主要以过度骨吸收为特征）的治疗中,是最常使用的治疗恶性肿瘤骨转移的靶向药物之一,在体内和体外都表现出出色的抗肿瘤作用;对羟磷灰石有高度亲和力,能特异性靶向结合骨骼中磷酸钙矿物质,且能阻止破骨细胞介导的骨吸收。本文选取罗丹明B作荧光基团、二膦酸作识别基团,设计并合成了一种小分子荧光探针,其能靶向结合骨转移的部位,并且在酸性条件下会开环发出荧光,因此能够在体内实时检测恶性肿瘤骨转移的部位。因为恶性肿瘤骨转移的过程会伴随破骨细胞数量增多、凋亡受阻、活性增强,而破骨细胞发挥作用时,首先吸附在骨骼表面,产生并释放H⁺将周围的微环境酸化,导致羟磷灰石局部溶解,Ca²⁺及与Ca²⁺螯合的探针随后被释放,在酸性条件中即开环发出荧光,因此可以将骨转移的部位可视化。本文重点致力于该小分子荧光探针的设计、合成及体外活性评估。我们设计并合成了两种探针,区别在于连接基团碳链的长短。通过测定探针的荧光发射光谱、紫外吸收光谱、p H响应曲线、浓度响应曲线及抗干扰性,发现G0的光学性能更优,故选择连接碳链较短的G0做进一步研究。随后对G0进行了全面的体外活性评估,包括反应时间、光学稳定性以及荧光量子产率等。实验结果表明:G0在p H值为4.0的体系中,会发生135 nm的斯托克斯位移;5秒内反应完全,荧光可以稳定产生20 h以上;不受体系中阴离子、阳离子的干扰,可以特异性响应p H变化。之后我们证明G0在体外与羟磷灰石颗粒结合迅速,可在15 min达到80%以上的结合率,并保持3 h以上的稳定结合。此外,G0不仅在溶液中对p H敏感,并且与羟磷灰石颗粒结合后,固体状态下仍然可以响应p H值变化,在酸性环境中发出荧光。细胞实验表明,G0能够表现出较好的体外抗肿瘤增殖活性和较小的细胞毒性,与阳性对照唑来膦酸类似。后续我们将进一步优化结构,可以为开发恶性肿瘤骨转移的早期检测手段提供重要线索。