神经炎症是中枢神经系统中由小胶质细胞和星形胶质细胞激活的免疫应答,贯穿于神经退行性疾病的发病历程。正常情况下,神经炎症对神经系统是有益的,它能修复损伤的神经,但炎症反应过度时,释放的促炎因子反而会造成神经系统的损伤,形成恶性循环,加速病情的进展。因此,神经炎症的早期诊断和可视化就显得尤为重要。神经炎症的分子影像学,大多数都是通过核素成像,虽然这些成像技术能够很好的应用到活体,但是这些仪器都非常昂贵,难以普及,而且还有空间分辨率较低,结构信息不足等问题。近红外荧光成像已逐渐成为光学成像的热门领域。它具有操作简便,组织穿透性强,非侵入性实时监控,自发荧光的背景干扰小等特点,能够很好的应用到活体。目前,神经炎症的荧光探针很少有报导,因此,开发检测神经炎症的近红外荧光分子探针意义重大!荧光探针通常由识别基团、连接臂和荧光团三部分组成。在神经炎症的众多标志物中,Translocator Protein(TSPO)是研究较为广泛且被公认的炎症标志蛋白。在TSPO的特异性配体中,PK11195被称之为“金配体”。后续研究中发现,吲哚乙酰胺类和喹唑啉类对TSPO有着更好的亲和力及特异性,因此我们选用这三类配体作为荧光探针的识别基团。目前通过这三类配体实现对TSPO的检测大多数使用核素成像,只有极少部分用荧光成像,但其较大的分子量、较大的吸收背景以及较高的非特异性结合严重限制了荧光探针的应用。目前靶向TSPO的近红外荧光探针尚未见报导,本文以发光性能优异的尼罗蓝作为荧光团,合成了第一例基于尼罗蓝类靶向TSPO的近红外荧光探针,在神经炎症检测和成像方面有着极大的潜力。本课题以TSPO为靶标设计合成了三例近红外荧光探针,根据查阅文献,用TSPO高表达的细胞和低表达的细胞与三例探针结合,发现探针在100μM时对TSPO高表达的细胞有很高的信号响应,而对TSPO低表达的细胞无明显变化。一方面证明了探针对TSPO的特异性结合,另一方面为后续的实验探索实验条件。我们采用间接法测探针对TSPO的K_D值,测得探针ZXH-01与TSPO的K_D值为13.77n M,探针ZXH-03与TSPO的K_D值为21.17n M,表明该系列探针与TSPO有着极高的亲和力。三例探针都有非常低的细胞毒性,在5μM浓度内均对细胞无毒害作用。通过细胞成像实验表明,探针在5μM浓度时均有良好的功能成像效果,且荧光探针和线粒体染料定位一致,再用100μM的TSPO特异性配体PK11195和5μM的荧光探针竞争,探针的荧光出现明显的减弱,以表明结合位点与PK11195结合位点相同。更重要的是,探针在100μM浓度时,它的荧光强度和TSPO含量表达有着非常好的线性关系,这使得荧光探针开发成神经炎症试剂盒成为可能。我们用其他炎症指标,NO试剂盒和荧光探针共同检测同一批细胞,两者显示出相同的趋势。我们用抗炎药物去验证探针的检测效果,初步实验结果显示,探针检测结果和NO试剂盒检测结果类似,但也存在实验组差异较小等问题,该实验条件还需进一步改善。神经炎症的检测对疾病的治疗大有裨益,我们希望通过合成一些小分子探针,能达到神经炎症的诊断和可视化,这为拓宽神经炎症的诊断提供了新的思路。虽然目前合成的探针在体外评估有着极大的潜力,但是在体内的情况还尚未可知。因此,开发和改进荧光探针仍是我们日后的工作重点。