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1968年,Treibs和Kreuzer首次合成了BODIPY染料母核,并扩大了衍生产物种类,然而,该染料周边的取代基团都是没有任何反应活性的烷基,因此并未受到研究者的重视。水溶性BODIPY的出现再次引起人们对BODIPY染料的关注。BODIPY类染料具有高荧光量子产率、大摩尔吸光系数、光化学稳定性、热稳定性等特性。BODIPY母体可以进行多种化学修饰,通过这种修饰调节光物理性质并使之呈现新的光物理现象。目前,在荧光探针、生物成像、光敏剂、太阳能电池、可调谐染料激光器等领域,BODIPY得到了长足的发展以及广泛的应用。然而,作为有机染料,较小的斯托克斯位移及较差的水溶性限制了BODIPY的进一步发展。水溶性基团的引入以及长斯托克斯位移的性能的改善将大大拓宽其应用领域。鉴于此,本论文对BODIPY母核进行了一系列结构修饰,通过在BODIPY母核上引入具有较大共轭性和特定识别位点的三联吡啶以及水溶性的羧酸、氨基酸等基团,合成了一些新型的荧光探针分子,并将其应用于小分子识别及细胞成像领域。本论文主要由两个部分组成:1.含有三联吡啶基团的BODIPY作为生物体内HNO荧光探针的合成应用研究。作为高活性的一氧化氮（·NO）的质子化产物,亚硝酰氢（HNO）具有独特的氧化还原和生物学特性,它可直接靶向心肌中的兰尼碱受体和肌浆网钙ATP酶,增加Ca2+循环和心脏收缩,具有诱导血管舒张,抑制血小板聚集,并限制血管平滑肌细胞增殖等作用。然而,目前对生物体内HNO的检测仍然存在敏感性、特异性、实时检测以及可视化检测等方面的不足。本部分设计合成了反应型BODIPY荧光探针分子并对其进行了HNO的检测应用研究。基于光诱导电子转移机理,具有三联吡啶基团的BODIPY探针BTPY与Cu2+络合而发生荧光猝灭,随着具有还原性的HNO的加入,Cu（Ⅱ）-BTPY中的Cu2+被还原成Cu+,进而荧光恢复,实现了荧光的“ON-OFF-ON”过程。在整个过程中Cu2+对BTPY的猝灭具有较高的灵敏性和较好的选择性,相比于其他ROS和RNS,Cu（Ⅱ）-BTPY对HNO的检测实现了很强的特异性识别,荧光增强可达250倍。在此基础上,我们进一步实现了Cu（Ⅱ）-BTPY在Hela细胞内对外源性HNO的荧光成像。为进一步拓展此类荧光探针在生物体内的应用,我们利用BTPY对复杂的有机组织斑马鱼胚胎进行生物染色,并获得良好的荧光成像效果。2.含有苯酚酯基团的BODIPY作为生物体内ONOO-荧光探针的合成应用研究。在各种病理和生理过程中,由超氧化物（·O2-）和一氧化氮（·NO）的扩散反应产生了具有强氧化作用的过氧化亚硝酸盐（ONOO-）,它可以氧化和损坏诸如蛋白质、脂质、核酸和过渡金属酶中心等重要的生物分子。研究显示,许多疾病如神经性疾病、心血管疾病、炎症和癌症等与ONOO-的水平异常有关。因此,开展ONOO-的生物体检测具有重要意义。本部分设计合成了反应型BODIPY荧光探针分子并对其进行了ONOO-的检测应用研究。本工作利用了ONOO-的亲核性进行了苯酚酯的催化水解以达到BODIPY探针的荧光改变,以实现ONOO-的检测。在此过程中,将水溶性的乙酸和N-乙酰基-L-苯丙氨酸引入BODIPY探针,设计合成出具有苯酚酯结构的Ac-BODIPY探针和Ac-Phe-BODIPY探针。这两种探针均可以特异性识别ONOO-并排除其他RNS和ROS的干扰。我们通过ESI-MS、1H NMR对其识别机理进行了证明。通过加入外源性ONOO-,实现了HeLa细胞的荧光成像,表明所合成的荧光探针在生物体内具有潜在的应用研究前景。