药物代谢酶不仅是机体防御和清除外来物入侵的重要生化屏障，同时也在维系机体内源性物质代谢平衡中发挥着至关重要的作用。人体内分布了种类繁多、功能多样的药物代谢酶，但其表达和功能不仅受遗传、环境、疾病状态等多因素的影响。上述因素导致药物代谢酶在不同个体、同一个体不同组织、甚至同一组织不同区域或不同亚细胞区的表达和功能均存在较大差异。近年来国内外多项研究还发现，部分药物代谢酶的异常表达与肿瘤、炎症及糖尿病等复杂系统性疾病的发生发展密切相关，体液和组织中的部分药物代谢酶的水平及功能异常可作为相关疾病的诊断标志物。利用特异性探针底物可实现不同生物体系中目标代谢酶功能的定量评估。与传统探针底物相比，荧光探针分子因其具有检测灵敏度高、操作简单、可实现高通量筛选等优势，近年来被广泛用于多种生物大分子的定量检测。本报告将结合作者在药物代谢酶特异性荧光探针设计与研发领域的新近研究实例，着重阐述功能蛋白特异性荧光探针的设计理念与研发策略，以及其在新药研发早期筛选及精准医疗领域的应用进展。报告涉及人羧酸酯酶、细胞色素P450酶、葡萄糖醛酸转移酶及白蛋白等多类人体重要药物处置蛋白荧光探针的理性设计、多维属性表征及其在药物筛选和疾病诊断等领域中的最新应用进展。