抑郁症是一种严重影响人类健康的全球性精神疾病,具有极高的死亡率和残疾率。其核心症状包括失望情绪,快感缺乏,烦躁,注意力不集中,以及食欲和睡眠异常。抑郁症的慢性及易恶化特性给人类带来极大的经济负担。尽管抑郁症的发生非常普遍,但与糖尿病等其它常见的慢性和潜在致命的多因素病症的疾病发生机制相比,对其病理学的认知还远不够成熟。生物体内活性氧自由基（ROS）的爆发会造成氧化还原反应的失衡,甚至导致糖尿病、癌症和神经性疾病的发生。作为重要的ROS之一,臭氧（O₃）通过氧化应激在精神障碍（如抑郁症、阿兹海默病）中发挥关键作用。然而,由于脑组织的生物背景复杂和敏感性,使得用于脑内ROS的检测技术受到阻碍,从而造成O₃和抑郁症之间的确切关系仍不明确。因此,设计用于检测抑郁动物脑部O₃的荧光探针,实时监测脑内O₃含量的变化,探究其与抑郁症的发生发展关系,对抑郁症患者的早期诊断具有非常重要的意义。为此,我们设计合成了两种用来检测O₃,并且分别具有近红外发射和双光子性质的小分子荧光探针。探针具有细胞及活体成像上的显著优势,可用于抑郁小鼠脑部的原位可视化。在本论文中,我们分别开展了下面两部分的工作:（一）抑郁症小鼠脑内臭氧的近红外荧光成像设计合成了一种近红外的小分子荧光探针（ACy7）,用于原位成像抑郁小鼠脑部的O₃。探针ACy7利用类似七甲川花菁的结构作为荧光团,3-烯丁基作为识别基团。当O₃存在时,O₃会与3-烯丁基上的C=C发生特异性的［3+2］环加成反应。该反应导致的酚-醌结构转变极大地增加了“前”七甲川花菁的共轭程度,使近红外荧光信号显著增强。近红外荧光发射赋予了探针专一性、高灵敏度和深层组织穿透深度的明显优势。利用ACy7,我们发现在谷氨酸刺激下,PC12细胞中的O₃含量显著高于对照组细胞。更重要的是,我们首次发现在表现抑郁样行为的小鼠脑内的O₃含量明显高于正常小鼠。而且我们进一步证明了小鼠脑中过量的O₃导致产生了过量的促炎症细胞因子IL-8,从而诱导抑郁症的产生。研究结果为O₃与抑郁症之间的正相关性提供了强有力的直接证据,并将有助于阐明氧化应激诱导抑郁症的相关发病机制。（二）用于快速检测溶酶体中臭氧的双光子荧光成像研究构建了一种定位在细胞溶酶体内的双光子荧光探针Mor-AB,该探针能够快速响应O₃水平的浮动。Mor-AB采用4-氨基-1,8-萘二甲酸酐作为荧光母体,3-烯丁基为O₃的识别基团,吗啉为溶酶体定位基团。当存在O₃时,O₃会和识别基团3-烯丁基反应,经历一系列的过渡态,C-O键断裂,接着脱去二氧化碳（CO₂）,最终使荧光母体上的氨基裸露出来,使荧光信号增强。该探针不仅响应迅速、可定位溶酶体,而且有双光子成像的优势。探针Mor-AB有望实现活体中O₃的快速、实时、原位成像检测,对探究O₃相关疾病的发病机制具有重要意义。