对生命活动的监测一直以来都是生命科学领域的热点问题,而这一目标的实现依赖于探测工具的不断发展。荧光蛋白生物探针自从被基因编码出来,在过去几十年间已经发展成为生命科学领域的一种强有力工具。相比于其它染料探针,荧光蛋白生物探针对生物体兼容性更好,毒性小。而且易于编码,可以使其在细胞内的定位更加准确。而环化荧光蛋白探针作为构造荧光蛋白探针的一种方式,由于其在不改变原有荧光蛋白三维结构的基础上,使得探针更容易受到外界分析物的影响。通常来说,会比其它荧光蛋白探针具有更大的动态响应范围和更高的灵敏度,所以受到越来越广泛的关注。本文主要选取了FHisJ作为黄色环化荧光蛋白的研究对象,FHisJ是一种对组氨酸有特异性响应的基因编码荧光蛋白生物探针。通过使用时间分辨荧光和稳态荧光的技术,研究了黄色环化荧光蛋白的机理,提出了黄色环化荧光蛋白的能级结构以及在加入探测物之后能级结构的变化情况。为了验证我们模型的准确性,又选取了另一种对NADH/NAD~+响应的黄色环化荧光蛋白生物探针SoNar去验证我们模型。与此同时,我们提出新的标准去衡量探测物的浓度等信息,将其用于FHisJ探测组氨酸上,得到了大的动态变化范围,并将这个方法成功的应用在活体细胞中。在最后,我们探究了目前环化荧光蛋白平均荧光寿命变化比较小的原因。我们的工作将为环化荧光蛋白的设计以及更加深入机理的研究提供一定的指导作用。