生物发光(Bioluminescence)是指生物体内在酶的作用下将化学物质的化学能转化为光能的现象，该过程不需要外源性光源照射。生物发光广泛存在自然界的生物有机体中，包括细菌、昆虫和海洋生物。其中萤火虫萤光素体系研究最为深入，应用最为广泛。　　生物发光成像(Bioluminescent imaging，BLI)是能够在生物体内进行直观成像的一项新兴技术，具有操作简便、结果直观、高度特异性、灵敏性高以及非侵袭性等优点。该项技术在现代医学、生物化学、分子生物学和微生物学等多个重多领域中得到广泛应用，在肿瘤生长监测和转移示踪、药物高通量筛选、基因治疗、目标基因表达的检测、干细胞示踪和蛋白-蛋白相互作用等多个领域有着明显的技术优势。　　本课题主要分为三个部分:第一部分为了进一步探究环烷化环烷环烃大小对活性影响，在本篇论文里我们合成了两个大环螺环氨基环烷化底物，用D-萤光素和氨基萤光素作对照，通过与天然萤火虫萤光素酶作用来检测底物活性;第二部分获得了在炎症模型中检测内源性次氯酸根的生物发光探针;第三部分设计合成了五个检测酪氨酸酶活性的生物发光探针。　　第一部分大环螺环氨基环烷化底物，在实验室之前进行氨基环烷化萤光素基础上，进一步合成了两个大环螺环氨基环烷化底物，以探究环烷化环烷烃大小对活性影响，并在体外酶水平和细胞水平对其与天然萤光素和氨基萤光素进行比较。结果显示在细胞水平新底物079-045和079-066发光强度仍然在各个浓度低于对照底物氨基萤光素和羟基萤光素，效果最好的底物079-066在20μM浓度下发光强度是氨基萤光素的四分之一，羟基萤光素的八分之一，而在体外水平发光强度与天然萤光素和氨基萤光素差距更大。　　第二部分次氯酸根探针的设计:运用了两种不同的识别基团，即硫代氨基甲酸酯和氨基苯酚，前者利用Cl+对硫的亲电子性，后者是己被证实是一种可检测次氯酸根的识别基团。在天然萤光素的6位羟基引入这些识别基团，期望这两个探针能够选择性被次氯酸根断裂释放出羟基萤光素，进而产生生物发光。其中硫代氨基甲酸酯作为识别基团的探针在体外对次氯酸根展现了高度选择性和灵敏性，并在体内实验中能够检测由老鼠炎症模型引起的次氯酸根的增多，实现了能够灵敏检测内源性次氯酸根的目的。　　第三部分酪氨酸酶生物发光探针的设计:与荧光成像相比，生物发光成像具有不需要激发光，背景低，适合活体动物成像。我们设计了用两个不同识别基团分别保护萤光素不同位置，使其能够被酪氨酸酶特异性水解掉释放底物萤光素。研究发现其中079-067能够在体外有较高灵敏度和选择性在，在细胞水平检测细胞内酪氨酸酶，是一个很有潜力的生物发光探针。