光激活荧光探针具有时空分辨率高和生物相容性好等优点,已被广泛应用于生物医学研究中,包括:细胞器运动变化的监测、癌细胞或病菌的精准杀灭等。研究人员通常在荧光分子上修饰光响应基团来构建光激活探针。近年来,已有多种光响应基团被陆续报道,例如:具有光剪切能力的邻硝基苄基和香豆素基、具有光异构能力的偶氮和螺吡喃。然而,这些光响应基团在应用中存在以下缺点,如:合成步骤复杂、光化学反应速率慢、副产物具有较强的生物毒性等。为克服上述光响应基团的不足,本论文基于光氧化脱氢反应构建了光激活荧光探针,研究了其光理化性质,并在此基础上将其应用于细胞成像和氧化应激过程的监测中。主要研究内容与结果如下:（1）本研究以四氢吡啶作为光响应基团、三苯胺噻吩作为给电子基团、不饱和双键作为桥连基团,基于光氧化脱氢反应构建了光激活荧光探针。在低功率白光照射下,该探针结构中的四氢吡啶可快速转变为吸电子能力增强的吡啶鎓盐,进而生成发射波长显著红移的光激活产物和副产物水。这表明,四氢吡啶是一种性能优异的光响应基团,具有在生物医学领域的应用潜力。基于此,该探针进一步被应用于细胞的高时空分辨荧光成像,实现了针对多细胞复杂环境中细胞群的光控选择性荧光点亮。（2）为实现氧化应激过程中不同细胞器的同时成像及其形态变化监测,本研究以三苯胺噻吩乙烯基取代的四氢吡啶为光响应基团,构建了具有细胞器依次点亮成像功能的光激活探针。该探针不仅能够利用其光动力活性诱导氧化应激,同时能够在光激活前后改变其细胞器靶向能力和发光行为。一方面,该探针可选择性点亮因氧化应激而膜通透性变大的脂滴,发出明亮的绿色荧光,揭示了氧化应激下脂滴结构的变化;另一方面,其光激活产物可染色线粒体并发出红色荧光,具有光稳定性好和线粒体驻留能力强的优点,成功监测了线粒体因氧化应激导致的形态变化。由于其光激活前后的荧光光谱几乎无重叠,该探针可在光照下原位双色监测脂滴与线粒体在氧化应激下的相互作用。综上,本论文基于光氧化脱氢反应构建了以给电子基取代的四氢吡啶为光响应基团的光激活荧光探针。所构建的探针具有合成简单、副产物无生物毒性、响应速率快的特点,且其细胞器靶向能力和发光行为在光激活前后有显著变化,使其能够应用于细胞的高时空分辨荧光成像和氧化应激中多细胞器动态变化的监测。本研究不仅为光激活荧光探针的构建提供了新的方法,还为与氧化应激相关疾病的研究提供了有力的分析工具。