天然香豆素化合物广泛存在于许多高等植物中,是一种重要的杂环化合物。研究发现香豆素衍生物具有较大的斯托克斯位移,较高的荧光量子产率,强的摩尔吸光系数及良好的光稳定性等特点,在分析领域、染料领域、香料领域及医学领域具有较高的应用价值。包括SO₂及三种生物小分子硫醇半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和还原型谷胱甘肽（GSH）在内的含硫化合物参与了大量的生理过程调控,对保持生命体系的平衡起着不可替代的作用。其中,在pH 7.4生理环境中SO₂可以水解成SO₃^2-和HSO₃^-（3:1,M/M）。由于SO₃^2-、HSO₃^-及生物硫醇浓度异常与很多疾病的发生相关。因此,发展简单易行且可靠的检测手段显得尤为重要。小分子荧光探针作为一种新型检测手段,其操作简便、灵敏度高、选择性好且能实时检测,这些优点引起科研者的广泛关注。基于此,本文以香豆素为荧光团设计合成了三种小分子荧光探针。通过核磁、质谱等手段对其进行结构表征,并且利用紫外-可见吸收光谱法及荧光光谱法研究了其光谱性质及对SO₃^2-/HSO₃^-和GSH的识别性质。在临床医学及生命科学领域具有较高的应用价值。主要分为以下五个部分:第一部分介绍了香豆素衍生物的性质研究及应用和本论文的设计思路。第二部分以3-N,N-二乙氨基苯酚为原料合成香豆素氯醛（探针2-1）进行性质识别实验,显示探针2-1可以特异性检测SO₃^2-/HSO₃^-。当加入SO₃^2-/HSO₃^-时,通过亲核加成反应,SO₃^2-/HSO₃^-快速进攻探针的醛基产生33倍的荧光增强,检出限低至8.8×10^-9 M,并且细胞成像实验表明该探针具有很好的细胞膜通透性,可实现细胞内外源SO₃^2-/HSO₃^-的检测。第三部分在探针2-1香豆素氯醛的基础上,连接吲哚碘盐扩大了体系的共轭,合成了探针3-1。预想该探针的发射波长在近红外区,具有更加优异的识别性质。随后,对该化合物进行了结构表征、紫外可见吸收光谱实验、荧光光谱实验及细胞成像实验,显示3-1荧光上只对SO₃^2-/HSO₃^-有响应,纯水相中在487 nm处荧光显著增强（大约46倍）。此外,探针具有极低的检出限(1.1×10^-10 M),良好的细胞膜透过性,也成功用于活细胞内SO₃^2-/HSO₃^-的成像研究。但是,研究发现探针3-1与SO₃^2-/HSO₃^-反应时间相对较长,并且在同时存在Cys、GSH及HS^-的情况下,会对SO₃^2-/HSO₃^-的检测产生一定的干扰。经过核磁滴定研究,发现SO₃^2-/HSO₃^-是通过与3-1的C=C发生亲核加成进行反应的。第四部分中所述探针在探针2-1的基础上引入丙二腈制备而成,在DMSO和PBS为1:1的缓冲体系中进行荧光紫外光谱性质测定,表明只有加入GSH时快速响应发出绿色荧光,而Cys,Hcy及其它氨基酸不干扰探针对GSH的检测。细胞成像实验表明该探针可以在活细胞中特异性检测内外源GSH。第五部分为总结与展望。