自生命在地球上诞生之日起,就以高度复杂且协调的机制运转。在有机生命体中,诸如核酸,氨基酸,糖之类化合物是机体运转的物质基础。含硫化合物是含有硫原子的一类化合物,例如硫醇（包括半胱氨酸（Cys）、谷胱甘肽（GSH）、同型半胱氨酸（Hcy）等）、硫化氢等。这些都是生命活动过程中的重要参与者,其中大多以游离或蛋白质的形式存在于肽链的合成和折叠过程中,在细胞信号传导和细胞凋亡、氧化还原反应等生命过程中起着调节作用。检测生物体内这些小分子浓度的实时变化对阿尔兹海默症、糖尿病、慢性肾病、唐氏综合征等类疾病的早期预防和监控,以及疾病生理病理学探究有重要意义。荧光探针以其对待测物的分析具有低组织损伤性、高灵敏度、检测快速的优点而引起人们的注意。并且对于荧光探针而言,其突出的优势在于可以在共聚焦激光扫描显微镜下以非侵入的方式实现在活细胞中对生物分析物的高时空观察。在种类繁多的荧光团中,香豆素类荧光团具有易于修饰、斯托克斯位移大、光学性能稳定等优点,近年来一直是研究的热点。本文以识别小分子硫醇为设计思路,基于空间效应,设计并合成了两种以香豆素衍生物为荧光团的荧光探针,并对探针的光学性能和生物应用进行了探索:1.在Cys、GSH、Hcy三种硫醇中,Cys的分子结构最小,利用这一结构上的区别设计合成了基于空间位阻效应的比率型Cys荧光探针L-1。用原位频哪醇对香豆素衍生物进行了修饰,增大空间位阻效应提高了探针对Cys的特异性,从而开发了一种以α,β-不饱和酮为反应位点的新型Cys比率型荧光探针。Cys与α,β-不饱和酮之间的亲核-加成反应缩短了探针原有的共轭体系,从而引起了荧光发射峰的蓝移。探针L-1具有良好的水溶性,且可以在较短时间内到达反应平衡。此外,生物成像实验结果表明该探针还可以实现比率型检测HepG2细胞中外源性和内源性的半胱氨酸。2.在探针L-1的基础上,继续以香豆素作为母体进行修饰得到具有两个反应位点的荧光探针L-2。通过α,β-不饱和酮将香豆素与苯甲醛相连接,GSH可以快速地与探针L-2发生反应,α,β-不饱和酮和醛基断开导致共轭体系缩短,从而发出绿色荧光。H₂S首先与α,β-不饱和酮反应,然后巯基与醛基发生二次亲核环化反应,此时形成了五元环,增大体系的共轭,使体系发出黄色荧光。随后,通过两个发射通道实现了对GSH和H₂S的高选择性识别检测。并且,RAW细胞的成像实验和小鼠成像实验证明该探针能用于检测内源和外源性的GSH和H₂S。