荧光分析法因其灵敏度高,选择性强而越来越受到欢迎,其中的荧光探针作为一种分析手段已经被人们运用于很多方面,如:环境监测,物质标记,生物成像等。常用的荧光探针包括有机分子荧光探针、无机分子荧光探针以及荧光量子点等。其中有机分子荧光探针由于具有合成简单、使用方便、针对性强等优点在荧光标记、荧光检测等方面取得了快速发展;但在探针使用的环境中总会存在一定的背景荧光信号干扰,而经过不断探索,比率型荧光探针则具有克服这些问题的效果,但一般的比率型荧光探针都是通过两种染料来达到比率检测的目的,这样的比率型探针虽然可以克服背景荧光干扰,但两种染料之间难免会出现相互串扰的问题。因此开发由单染料构成的比率荧光探针具有重要意义,本文就是根据这一思路,来提高有机荧光探针在生物成像和分析检测等领域的应用。(一)目前设计一种双荧光发射的新型比率纳米探针用于溶酶体中次氯酸(HCl O)的准确成像在生物学和病理学上具有重要意义。基于此,设计开发了一种基于单染料的自参比荧光纳米探针(SSRN),并在单波长(405 nm)激发下实现对溶酶体中内源性HCl O的比率荧光成像研究。首先将参比基团(苯并噻唑基团)和HCl O识别基团(罗丹明B基团)整合形成单一染料(HB-Py),以实现自参比检测效果,其次并通过共沉淀法将被吗啉基团修饰的两亲性聚合物(CO-720-MA)与HB-Py制备成水分散性良好的纳米胶束SSRN。SSRN具有两个分辨率良好的荧光峰(斯托克斯位移约130 nm)可以在活细胞中实现分析物的准确监测成像。此外,SSRN还具有其他独特的优点,如高水溶性、高灵敏度(检测限:52 n M)、优异的选择性、良好的生物相容性和光稳定性。更重要的是,由于具有吗啉基团,纳米探针SSRN可以选择性定位于溶酶体,并能对溶酶体中的外源性/内源性HCl O进行比率荧光成像。(二)由于神经毒剂具有极端毒性,因此合理开发一种能够快速、循环地检测神经毒剂的多功能工具具有重要意义。在此基础上,我们报告了一种可逆的比色比率荧光探针(DMC-Py),并通过分子内电荷传递(ICT)机制来进行快速、循环检测神经剂模拟物(氯磷酸二乙酯,DCP)。当处于DCP环境时,DMC-Py的吡啶单元迅速转化为吡啶盐(<7s),同时带有毒性的DCP转化为无毒的中性磷酸盐,这就会使得体系的ICT效果增强,并会迅速产生颜色变化(浅绿色到暗黄色)和荧光变化(绿色到橙红色)。而在反应后通过将三乙胺添加到相应的DMC-Py H产物中,则可以使其恢复到DMC-Py的原始状态。所以将DMC-Py接触到DCP和三乙胺,可以诱导溶液相和滤纸的颜色和荧光发射变化,从而实现探针检测分析的可逆性。整个探针具有选择性好,响应时间快,可逆循环检测等特点,该策略可以为神经剂循环检测的可逆转的荧光探针的合理设计提供重要的思路。