生物活性小分子包括活性氧、活性硫、活性氮,由于这些活性分子与体内诸多生理及病理活动有关,对于维持生物体各项正常的生命活动以及各种疾病的产生具有十分重要的作用。设计能够监测它们含量以及变化过程的检测方法,能够作为衡量生物体内各项生命过程的一项重要指标。与生物活性分子相关的疾病有肺纤维化、肺癌、乳腺癌、肝损伤、糖尿病、帕金森等。荧光探针具有高灵敏度、高选择性、高时空分辨率及操作简便等优点,目前被广泛的应用于生物体内活性物质的检测。开发一种具有优良性质的荧光探针具有重要意义。本文设计合成了两种荧光探针,分别检测一氧化氮(NO)和硫化氢(H_2S),对它们的光学性质进行了研究,并探索了它们的生物应用前景,具体研究内容如下:(1)利用DCM荧光团作为荧光母体,开发了一种快速检测NO的荧光探针DCM-NO。由于分子内4-(4-硝基苯)硫代氨基脲部分的旋转,探针DCM-NO的荧光猝灭。NO可以选择性切断4-(4-硝基苯)硫代氨基脲部分,从而使荧光恢复。探针DCM-NO实现了对NO的快速检测,检测时间小于60秒,这是目前报道的最快的用于检测IPF(特发性肺纤维化)的Veterinary antibiotic荧光探针,能有效应对体内NO浓度的快速波动。探MDV3100针表现出的大Stokes位移也能很好的避免背景荧光的干扰和自吸收影响。探针的选择性好,灵敏度高,生物相容性好,实现了对肺纤维化细胞、组织和小鼠模型中高水平NO的检测,表现出良好的疾病-正常对比成像结果。(2)开发了一种近红外二区(NIR-II)的荧光探针BP-A,用于检测组织细胞内H_2S浓度的变化,并研究其在乳腺癌发病过程中的作用。NIR-II荧光染料作为发光团可以在生物组织中提供更深的组织穿透能力和更高的空间分辨率。叠氮基团作确认细节为H_2S的特异性识别基团,能有效避免生物体内巯基氨基酸化合物的干扰。由于叠氮基团的猝灭作用,探针BP-A没有荧光。H_2S能够还原叠氮基,并快速裂解亚胺中间体,从而恢复探针的NIR-II荧光。探针BP-A表现出良好的选择性、大的Stokes位移和快速的响应时间,荧光发射波长达到1032nm。探针BP-A在荷瘤小鼠中发出强烈的NIR-II荧光,而在健康小鼠中无荧光,表现出良好的区分健康小鼠和乳腺癌小鼠的能力。