含有巯基的生物分子在生物体内起着至关重要的作用。它们在人体内参与多种重要的反应,而且它们含量的异常会引起各种各样的疾病。其中最重要的三种巯基化合物就是半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)了。因此对巯基化合物的选择性检测十分重要。荧光探针分析法由于操作简便、反应迅速、成本低廉、生物相容性好等优点,被广泛的运用于巯基的检测。虽然文献中已经报道了大量的检测巯基的荧光探针,但在发展新型巯基探针方面还有努力的空间。首先,几乎所有的巯基探针所用到的荧光团都是香豆素、罗丹明、BODIPY等传统荧光团,新型荧光团很少有报道。其次,大多数巯基探针都是荧光关-开型的,也有少量比率型的,但同时是比色型和比率型的巯基探针比较少见。最后,探针与巯基反应的机理一般都是磺酰胺或磺酸酯的切断、迈克尔加成等传统单一机理,而新颖的、复合的识别机理很少见。另一方面,吡咯并吡咯二酮(DPP)是最近发展起来的一类新型荧光染料。由于它具有色泽明亮、荧光量子产率高、结构易于修饰、对光和热等有异常的稳定性等优点,因此被广泛用于聚合物太阳能电池、有机半导体、双光子吸收材料、有机发光二极管等领域。但以DPP为荧光团的分子探针很少有报道。基于以上考虑,我们首先设计合成了以DPP为母体,分别以醛基和苄叉基丙二酸二乙酯为识别基团的巯基探针P-1和P-2。两个探针在加入半胱氨酸等巯基化合物之后,颜色都从橙红色变成了黄绿色,发光也都从橙红光变成了绿光,紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱分别发生了15nm和50nm左右的蓝移。因此两个探针都是比色和比率型的,且都具有很高的选择性。质谱分析结果证明了经典的醛基环化和迈克尔加成识别机理,DFT/TDDFT理论计算也验证了这些反应的机理。在前两个探针的基础上,我们还合成了以DPP为母体,以丙二腈为识别基团的比色型和比率型巯基探针P-3。探针P-3拥有比前两个探针更长的吸收(523nm)和发射(666nm)波长,溶液为紫红色,发光为深红色。而加入半胱氨酸之后,颜色逐渐变成淡黄色,发光也变成了黄绿光。吸收和发射光谱分别蓝移至479nml和540nm,波长的位移达到了44nm和126nm,且540nm处的发光增强了140倍。质谱分析结果表明除了传统的迈克尔加成以外,氰基也能和半胱氨酸发生成环反应。我们同样通过理论计算验证了这种机理。而且我们还成功的将探针P-3应用到了MDA-231细胞内,对细胞内的巯基化合物进行了荧光成像。