基于稀土荧光探针长寿命荧光特性而发展起来的高灵敏度时间分辨荧光生化分析技术已经在临床检测与生物技术领域得到了广泛的应用。在本论文的研究中,设计、合成和表征了三种可分别用于检测Zn2+,羟基自由基（-OH）,H₂O₂的铽配合物荧光探针；N，N,N1,N1-{2,6-二（3’-氨甲基-1’-吡唑基）-4-[N，N-二（2-吡啶甲基）氨甲基吡啶]}四乙酸-Tb3+（BBATA-Tb3+）,N,N,N1,N1-[2,6-二（3’-氨甲基-1’-吡唑基）-4-（4’-氨基苯氧基）亚甲基吡啶]四乙酸-Tb3+（BMPTA-Tb3+）和N,N,N1,N1-[2,6-二（3’-氨甲基-1’-吡唑基）-4-（3’,4’-二氨基苯氧基）亚甲基吡啶]四乙酸-Tb3+（BMTA-Tb3+）。利用核磁共振、元素分析和质谱等手段对合成的中间体和最终产物进行了表征,建立了基于铽配合物的检测Zn2+,·OH,H202的时间分辨荧光测定技术和时间分辨荧光成像技术。三种探针本身的荧光非常弱,当与目标检测物质反应后荧光量子产率显著增强,成为强荧光性配合物,能够实现对水溶液中Zn2+,·OH,H202的高灵敏度检测。其中,BMTA-Tb3+对H2O2的检测是在辣根过氧化酶（HRP）催化下实现的。探针具有荧光寿命长、水溶性好、稳定性好、灵敏度高的特点,适合生理条件下使用。探针被酯化后可透过细‘胞膜进入细胞内,结合时间分辨荧光显微成像技术,可有效消除来自背景的短寿命荧光和散乱光的干扰,实现了活体HeLa细胞内Zn2+,·OH,H202的测定。建立了活细胞中目标物的高灵敏度检测方法。