谷胱甘肽作为一种小分子生物硫醇,在生物体内的众多生理和病理过程中都发挥着至关重要的作用,其含量的异常和各种疾病有着密不可分的关系。谷胱甘肽也通常在肿瘤细胞内过度表达,所以被当作一种重要的生物标志物。因此,构建一种对细胞内谷胱甘肽进行检测和成像的荧光探针具有十分重要的诊断意义。进一步,如果能够在诊断的同时,精准释放药物进行治疗,将具有更加广阔的应用前景。在研究中,我们设计并合成了一种细胞内谷胱甘肽响应型近红外荧光探针。将可断裂的二硫键和近红外荧光团通过碳酸酯键连接起来,碳酸酯键的吸电子作用使得近红外荧光团的荧光发生淬灭。利用核磁共振氢谱和高分辨质谱对中间产物及荧光探针进行了结构表征,确定了其化学结构的正确性。在谷胱甘肽的激活下,二硫键断裂,近红外荧光团被释放从而恢复荧光。经光谱学性能分析,验证了荧光探针对谷胱甘肽具有较好的时间依赖性和浓度依赖性,检测下限低至0.27μM,同时具有良好的选择性。采用MTT实验证明了荧光探针的较低细胞毒性,并通过荧光成像证实了其对细胞内谷胱甘肽的良好成像能力。在此基础上,我们还设计并合成了一种谷胱甘肽响应型纳米前药。通过二硫键将黄酮类药物槲皮素和激酶抑制剂吉非替尼连接起来,并自组装成纳米粒子,使其能通过EPR效应靶向到肿瘤组织。利用核磁共振氢谱和高分辨质谱确定了中间产物及前药的化学结构正确性,并使用透射电镜和动态光散射确定了前药能自组装成纳米粒子。在谷胱甘肽的作用下,二硫键断裂,槲皮素和吉非替尼被释放,促使肿瘤细胞凋亡。同时槲皮素荧光恢复,实现对肿瘤的定位和药物释放行为的监测。通过纳米前药与谷胱甘肽响应行为研究,证明了其具有快速的响应性和较高的释放率。采用MTT实验证明了纳米前药对肿瘤细胞的显著细胞毒性,并通过荧光成像证实了在肿瘤细胞中的优良成像能力。最后构建了小鼠皮下肿瘤模型,并以此模型证明了纳米前药对肿瘤的显著抑制效果和对其他器官的低毒副作用。