过氧化氢（H2O2）是生物体内最稳定的活性氧（ROS）。作为信号分子和氧化还原稳态的维持者,低水平的H2O2调控细胞的生长、增殖、迁移等多种生理过程。然而,高浓度的H2O2会促进氧化应激导致癌症等各种疾病的发展。因此,构建荧光探针实现实时监测细胞内H2O2浓度对进一步探究其生理病理作用具有重要意义。在构建H2O2荧光探针中,硼酸酯是最为广泛使用的响应基团,它经历H2O2的亲核进攻、Bayer-Villiger氧化类似的重排和水解最终释放自由酚。尽管基于硼酸酯作为响应基团构建的荧光探针普遍具有较低的生物毒性和较高的灵敏度等优点,但硼酸酯对其它ROS特别是过氧亚硝基阴离子（ONOO-）的响应,导致探针的选择性较差,限制了探针的进一步应用。因此,如何基于硼酸酯这一响应基团构建高选择性的H2O2荧光探针依然值得探究。激发态分子内质子转移（ESIPT）染料因其较大的Stokes位移、双发射和环境敏感性等特点受到广泛关注。2-（2’-羟基-3’-甲氧基苯基）苯并噻唑（HMBT）作为常见的ESIPT染料,具有合成简单、易于修饰等优点。据此,本论文基于HMBT骨架,引入碳碳双键并扩展其共轭链,构建了两例高选择性H2O2荧光探针,具体内容如下:（1）比率型荧光探针以两种波长比值作为定量信号,以此避免背景干扰导致的数据失真。我们以HMBT为骨架,引入氰基吡啶基乙烯构建杂合荧光团,并使用苯硼酸频哪醇酯作为响应基团,设计了线粒体靶向的比率型H2O2荧光探针THMP。在响应H2O2前后,探针分别发射红色和绿色荧光,且具有良好的光稳定性。借助骨架中的吡啶盐结构实现靶向线粒体,基于ONOO-对碳碳双键的氧化裂解导致绿色荧光的淬灭,实现对ONOO-和H2O2的有效区分。该探针成功用于监测线粒体内的H2O2浓度,并证实人肝癌细胞Hep G2铁死亡过程中线粒体内H2O2浓度的升高,是可视化成像线粒体H2O2的有力工具。（2）近红外荧光成像因其较深的组织穿透性和较低的光损伤等优点受到广泛关注。我们在HMBT骨架中引入强吸电子基团2-二氰亚甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氢呋喃,构建兼具ESIPT和分子内电荷转移（ICT）效应的杂合荧光团,并利用苯硼酸频哪醇酯屏蔽酚羟基得到近红外Turn-on型H2O2荧光探针THMT。该探针主要有以下几个优点:a)较短的响应时间（20 min）;b)近红外发射;c)原料廉价易得、合成过程简易;d)基于ONOO-对碳碳双键的氧化裂解导致红色荧光的淬灭,实现对ONOO-和H2O2的有效区分。该探针被成功用于监测人肝癌细胞Hep G2中外源性和内源性的H2O2产生。黑色素瘤是一种高度侵袭性的恶性皮肤癌,具有高发病率、高转移性和高致死性等特点,因此亟需开发有效的抗黑色素瘤药物分子。诊疗前药在提供化学治疗的同时,能够通过释放荧光信号实现实时监测药物的释放、定位和活性,为药物作用机制研究提供重要的分子工具。课题组先前基于黑色素瘤细胞的氧化还原特征—高表达的酪氨酸酶（TYR）和NAD（P）H:醌氧化还原酶1（NQO1）,设计了邻苯二酚型二苯丁二烯（Free Radic.Biol.Med.2019,130,489）,发现:它能利用TYR经历两电子氧化生成邻醌,而邻醌又能在NQO1作用下通过两电子还原再生母体分子,构建了催化氧化还原循环;该氧化还原循环促进了设计分子在黑色素瘤细胞中高选择性地产生H2O2,进而高选择性地杀死黑色素瘤细胞。考虑到邻苯二酚型分子氧化和代谢的不稳定性,我们进一步设计了TYR-激活的抗癌诊疗前药。（3）我们利用间羟基苄醇屏蔽邻苯二酚型二苯己三烯（DHH）中4-位酚羟基,设计了TYR-激活的抗癌诊疗前药T-PDHH。我们推断:间羟基苄醇中的酚羟基可被黑色素瘤细胞高表达的TYR氧化为邻醌,引发1,6-消除实现在黑色素瘤细胞中原位释放DHH,进而通过上述氧化还原循环高效和选择性产生H2O2并杀死黑色素瘤细胞。此外,DHH基于370 nm激发在475 nm有较强的荧光发射（Free Radic.Biol.Med.2019,134,406）,可实现实时监测DHH的释放、定位和毒活性。我们以金属催化偶联为关键步骤,通过6步反应以8%总产率合成了T-PDHH。受时间限制,探究T-PDHH的激活机制和抗黑色素瘤活性机制仍在进行中。