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生物活性小分子在生理过程中发挥着重要作用,如作为气体信号分子一氧化氮（NO）的质子化形式,亚硝酰（HNO）能与醛脱氢酶的巯基反应而抑制酶的活性,上调降钙素基因相关肽引起血管舒张及调节心血管功能用于治疗心衰等。作为一种重要的内源性信号分子,硫化氢（H2S）能舒缓血管平滑肌、调节神经传递、抑制胰岛素信号等。聚硫化物（H2Sn,n>1）比H2S具有更强的还原性和亲核性,在刺激抗癌基因、离子通道和转录因子方面比H2S更有效。但另一方面,这些活性小分子在生物体内含量水平的失衡常与一些疾病的产生密切相关。例如,由活性氮引起的硝化应激易诱发心血管疾病,而活性硫如硫化氢（H2S）含量的失衡与帕金森氏症和阿尔兹海默病的产生密切相关。考虑到这些生物活性小分子具有如此重要而复杂的生理和病理功能,构建高灵敏度、高选择性的生物活性小分子检测方法对监测其在生物体系的产生、分布及变化情况,阐明其生物学功能具有重要意义。基于这些生物活性小分子的结构和化学特性,本论文构建了几种对这些生物活性小分子具有特异性识别功能的荧光探针,研究了探针的性质,并建立了生物体中活性小分子的定量分析方法。具体内容如下：第一章绪论。主要介绍了HNO、H2S和H2S。的化学性质和生物学功能,对其检测方法特别是荧光分析法的研究进展进行了概述。第二章构建了一个能特异性定位于线粒体的检测HNO的近红外荧光探针。探针以一个新合成的部花菁染料做为荧光团,连接一个亲脂性的苯并吲哚阳离子作为定位线粒体的靶向点,再引入2-二苯基膦苯甲酰作为HNO的识别位点。探针本身荧光很弱,与HNO反应后释放出染料分子,体系荧光恢复。荧光信号最高可增强38倍,当HNO的浓度从0μM增长到10μM过程中,体系的荧光强度也线性增强,探针对HNO非常灵敏,检测限为60 nM。探针对HNO有很高的选择性,而且能特异性地定位于线粒体,已应用于胎牛血清中HNO的检测和线粒体中外源性HNO的荧光成像分析。第三章利用H2S能在温和条件下快速将亚硝基还原成氨基的特性,设计合成了以亚硝基为识别基团检测H2S的新型荧光探针。探针本身荧光很弱,但与H2S反应后,亚硝基被还原成氨基,氨基作为供电子基团,可与探针骨架上带正电荷的氧原子之间形成“推-拉”电子体系,发生分子内电荷转移（ICT）,导致体系荧光信号增强。该探针对H2S响应迅速,体系荧光2 min即可达到最大值；且灵敏度非常高,检出限为40 nM。探针对H2S有很高的选择性,已应用于胎牛血清中H2S的检测和细胞中H2S的荧光成像分析。第四章利用H2Sn有强亲核性和还原能力的特点,设计开发了以硝基为识别基团,以Flavylium染料为骨架的检测H2Sn的荧光探针。在Flavylium分子骨架上引入硝基后,由于硝基是强吸电子基团,ICI过程被阻断,探针本身几乎没有荧光。在与H2Sn反应后,硝基被还原为氨基,氨基作为电子供体与Flavylium阳离子之间形成“推-拉”电子体系,发生分子内电荷转移,体系荧光增强。探针对H2Sn有较好的选择性,已应用于胎牛血清中H2Sn的检测和细胞中H2Sn的荧光成像分析。第五章设计了有机染料分子与上转换纳米粒子复合的定量检测H2S的纳米探针。将吸收波长与上转换纳米粒子（PAA-NaGdF4:Yb/Tm@NaGdF4:Eu@NaYF4）位于580-660 nm的发射波长相匹配并具有特异性识别H2S功能的有机染料分子通过静电作用吸附在纳米粒子表面。上转换纳米粒子的发射因与有机染料分子间发生共振能量转移而被猝灭,加入H2S后,H2S亲核加成到有机染料分子骨架上,破坏了其共轭结构,有机染料分子在580-660 nm的吸收信号显著降低,上转换纳米粒子的发光恢复。当H2S的浓度从100 μM增长到700 μM的过程中,体系的发光强度也线性增强。探针对H2S有较好的选择性。