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荧光成像技术是识别和检测生物活性小分子的重要方法之一,基于花菁结构的近红外荧光探针具有较低的细胞毒性,良好的细胞通透性,高的荧光量子产率,高的灵敏度和优异的选择性等优点,表现出十分广阔的应用前景。本论文的工作主要是通过设计和修饰花菁结构来实现对几种生物活性小分子的定性定量分析检测。1.基于汞离子能够促进分子内硫醇醚脱保护的反应机理,本论文合成了一种基于半花菁结构检测汞离子的近红外荧光探针CY1OH2S。该探针在HEPES缓冲溶液(0.01 mol·L-1,pH=7.40)的条件下对汞离子具有高的灵敏度和强的抗干扰能力,检测限低（0.32μM）等优点,同时我们还成功制备了基于探针涂层的滤纸条,成功实现对实际水样品中汞离子的裸眼可视颜色变化检测,具备一定的商业化应用前景。与此同时,探针CY1OH2S具有良好的细胞通透性,该近红外荧光探针成功应用于HeLa细胞和斑马鱼中汞离子的荧光成像。2.次氯酸根离子在许多生理和病理过程中起着十分重要的作用,本论文合成了一种基于半花菁结构检测次氯酸根离子的双通道型近红外荧光探针CY1OHCHO。该探针能够在PBS/CH3CN（0.01 M,v/v=9/1,pH 7.4）缓冲液中实现对次氯酸根离子检测,具有高的灵敏度和较好的抗干扰能力,并伴随着从蓝色到无色快速的颜色变化,检测限低（0.53μM）等优点。与此同时,该近红外荧光探针具有比较理想的细胞通透性,已成功实现了对HeLa细胞中次氯酸根离子的荧光成像。3.钯是一种催化性能优异且比较稀有的过渡金属,在实验室和工厂里广泛应用,目前钯离子对环境的污染引起了科研工作者的普遍关注。本论文合成了一种基于花菁结构检测钯离子的近红外荧光探针Cy202,该探针在DMSO/PBS（pH 7.40,8/2,v/v）缓冲溶液中对钯离子具有高的灵敏度和强的抗干扰能力,检测限低（0.52μM）等优势,该探针在钯离子存在的条件下表现出显著的颜色变化,颜色由黄色变为棕色,我们还成功制备了基于探针涂层的滤纸条,实现对水样品中钯离子的裸眼可视颜色变化检测。实验表明该近红外荧光探针而对钯离子有着较好的响应能力,该近红外荧光探针可用于实际样品中钯离子的荧光成像。