作为人体重要的活性氧物质,HOBr具有较强的氧化作用和抗菌能力,被认为是人体免疫系统重要的组成部分。据研究报道,生物体内的次溴酸可通过溴阴离子(Br-)、过氧化氢(H2O2)以及嗜酸性粒细胞过氧化物酶(EPO)的共同作用形成。在正常生理状态下,机体内的HOBr在一定范围内产生波动。一旦超出这一限度,将触发一系列的健康问题。因此,维持生物体内次溴酸的动态平衡以及其含量检测将有助于人们更好地了解疾病的发生与发展进程。然而,血液中HOBr的含量特别低,检测过程非常容易受到类似物次氯酸(HOCI)的干扰。因此,对其检测方法提出了更高的要求。利用荧光探针自身的优势,我们将其扩展到生物样品的研究中。在天然药物化学的研究进展中,香豆素作为自然界常见的化合物,在紫外灯下显示蓝色荧光。当7位被羟基取代以后,会产生更强的荧光信号。本文通过简单的设计以及逻辑推理合成对次溴酸有专一性的荧光小分子探针,为制备更多地检测HOBr的香豆素衍生物的荧光探针奠定实验基础。主要研究内容如下:第一部分以3-氰基伞形酮和羟胺为原料,构建了一种具有香豆素母核的荧光探针1((Z)-N’,7-dihydroxy-2-oxo-2H-chromene-3-carboximidamide)。表征结果表明,该探针有良好的荧光性质,荧光量子产率高,能迅速并特异地与HOBr发生反应,且光稳定性强,荧光强度能超过60分钟保持不变,是一种较为理想的检测HOBr的荧光小分子探针。动物实验结果表明,探针1能准确监测由弗氏完全佐剂诱导的小鼠关节炎模型中HOBr含量的变化过程,且这一动态过程与小鼠体内嗜酸性粒细胞的水平和右脚掌心肉垫处组织的肿胀程度呈正相关,这表明探针1可作为早期临床炎症诊断的有效工具。然而,虽然探针1具有良好的生物相容性,但它却不能渗透质膜进入细胞,无法对内源性HOBr进行检测。结合近几年次溴酸荧光探针的研究进展,开发用于细胞以及活体内监测次溴酸含量变化的荧光探针是十分必要的,以便对次溴酸的生理和病理功能有更透彻地理解与领悟。第二部分是在探针1的基础,经过进一步优化及结构改造得到产物荧光分子探针1-2((Z)-7-amino-N’-hydroxy-2-oxo-2H-chromene-3-carboximidamide)。通过对其进行表征,实验表明探针与次溴酸之间有良好的线性关系,0-60μM(F=161.88+31.706[HOBr],R=0.992);60-200μM(F=1634.8+6.3933[HOBr],R=0.995),且其检测限为0.32μM。更重要的是,探针1-2能进入细胞,能够实现对细胞中内源性HOBr的监测。通过对体外以及细胞水平酶活性的探究,我们发现探针可应用于EPO酶活性的检测。而对炎症动物模型的检测结果表明,探针1-2同样能准确监测关节炎模型和细菌感染模型小鼠体内HOBr含量的变化过程,且能够进入组织细胞,直接可以通过组织切片的荧光强度反映内源性HOBr及EPO酶的含量,可作为检测内源性HOBr的荧光探针的代表。综上所述,本论文根据香豆素化合物化学结构的特点及其光学特性,合成了 2个用于检测HOBr的荧光小分子探针。由于这2个荧光探针分子结构上均有偕胺肟基团,而HOBr的加入,可以迅速将肟结构氧化成氰基,使得肟对荧光团荧光淬灭的过程得到抑制,从而释放荧光,达到检测HOBr的目的。该反应机理为进一步构建检测HOBr的荧光探针提供实验基础和科学依据。