文 献 综 述 1.1β-半乳糖苷酶简介 β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)常简称为乳糖酶,广泛存在于各种动物、植物及微生物中,是一种重要的具有生理病理作用的水解酶，其主要生理功能是催化水解糖苷键,将乳糖转化成半乳糖,在维持正常的生命活动中具有举足轻重的作用[1]。

β-半乳糖苷酶活性及含量的异常通常与癌症的发生有着密切的关系。

此外,在遗传学领域中对人类β-半乳糖苷酶缺陷病的诊断和基础研究也是重要的作用。

研发高效的检测手段来实现对生物体系中β-半乳糖苷酶的活性检测和成像对深入研究重大疾病的发病机制具有不可忽视的作用[2]。

传统的酶活性分析检测手段有比色法、电化学法等, 但因各自的局限性都无法实现对生物体系内β-半乳糖苷酶的含量进行实时原位无损的检测[3]。

近年来,荧光探针法因其具有选择性好、灵敏度高、操作简便,可实现实时快速、原位无损检测、高时空分辨率成像等优势,已广泛用于活细胞水平离子及小分子的识别及细胞成像,同时也成为生物体系中β-半乳糖苷酶活性检测与可视化成像的一种重要手段,成为医学诊断领域的研究热点[4]。

基于酶的催化专一性特点,β-半乳糖苷酶可以特异性识别β-半乳糖苷键。

因此,对于β-半乳糖苷酶的检测常采用反应激活型荧光探针,该类探针能够通过酶的高效催化转化能力实现荧光信号的放大和高检测灵敏度。

本文针对β-半乳糖苷酶的反应激活型荧光探针的设计、合成和应用研究,基于在细胞成像以及活体细胞应用方面,阐述荧光增强型、比率型荧光探针的设计、合成以及细胞成像中的应用,尤其是双光子荧光探针的应用。

1.2荧光探针结构及机理 1.2.1荧光探针的结构特点 荧光化合物大多数表现为有机芳香族化合物或它们与金属离子形成的配合物。