小分子荧光探针与荧光成像技术相结合,具有高选择性、高灵敏度、高时空分辨率、等显著优势,近年来被广泛用于实时检测细胞及活体内多种活性分子。然而,传统的荧光探针（染料）如荧光素,罗丹明和花青通常显示出小于30纳米的小斯托克斯位移或低量子产率。因此,设计开发合成同时兼具高量子产率、大斯托克斯位移和红/近红外发射的新型荧光母核应用在生物系统活性分子（如半胱氨酸（Cys）、次氯酸（HOCl）、羟基自由基（·OH）和粘度）的实时检测和定量尤为重要。本论文的主要内容如下:1、设计并合成了一种同时兼具高荧光量子产率和大斯托克斯（Stokes）位移的新型荧光母核（染料）。通过引入强给电子基团四氢喹喔啉和刚性五元吡咯烷模块,可以同时增大荧光母核的斯托克斯位移和荧光量子产率,同时可在含氮的杂原子上进一步引入亚细胞定位基团或者烷基羧酸,给母核提供定位功能或改善水溶性。此外,母核的酚羟基和醛基部分可接入不同的识别基团,可构建一系列探针用于多种分析物的同时检测。2、设计合成了一种新型荧光探针（HN-1）用于成像细胞中半胱氨酸和酰化氨基酸水解酶活性。该荧光探针以丙烯酸酯为识别位点,基于加成-去环化-环化级联反应实现高选择性响应半胱氨酸,其荧光产物具有大斯托克斯位移（Δλ=144nm）、高量子产率（Φ=0.04）和红光发射性质,成功用于活细胞中半胱氨酸和酰化氨基酸水解酶活性的荧光成像分析。3、设计合成了一种光稳定性好的荧光探针高选择性检测活细胞和斑马鱼中的次氯酸（HCl O）。探针以香豆素衍生物为荧光团,丙酸甲酯模块提高探针水溶性与光稳定性,C=C双键为HCl O特异性识别位点。该荧光探针对次氯酸有着高特异性响应,反应后产物极易溶于水,荧光量子产率高,斯托克斯位移大,线性范围广,光稳定性好,且现象明显等优点,成功用于细胞和斑马鱼中外源性和内源性HCl O的荧光成像分析。4、设计合成了一种双功能荧光探针同时检测羟基自由基（·OH）和粘度。此探针首次以丙二腈部分为识别模块,高选择性快速响应羟基自由基快速响应(λex/λem=430/500 nm)。同时,探针基于分子内运动受限机制对粘度有着很好的响应(λex/λem=470/602 nm)。因此实现了同时检测羟基自由基（·OH）和粘度变化,选择性高,反应后产物水溶性较好,荧光量子产率高,斯托克斯位移大等优点。成功用于同时可视化细胞中内源性的·OH及黏度。