本文以芴酮、二苯并噻吩和二苯并呋喃为中心共轭桥制备了10种未见报道的双光子荧光探针材料，研究了新材料在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的单光子光学性质，包括线性吸收光谱、荧光光谱和荧光量子产率。采用脉宽为120fs、波长为800 nm和重复频率为1 kHz(Ti:蓝宝石激光器)的脉冲激光研究了新材料的双光子光学性质，采用参比法计算了不同波长下新材料在DMF溶液中的双光子吸收截面;研究了探针材料与小牛胸腺DNA在Tris-HCl缓冲溶液中相互作用前后的吸收光谱、单光子荧光光谱和双光子荧光光谱变化。讨论了化学结构对材料单、双光子光学性质和光开关效应的影响。　　以新材料作为生物荧光探针染色小鼠成肌细胞3T3，利用德国Carl ZeissLSM710激光共聚焦荧光显微镜对染色样品进行了单、双光子荧光成像研究。通过与商用细胞核染色剂Hochest33342的共染色成像实验，研究了新材料作为荧光探针的核定位能力;通过与商用线粒体染色剂MTR的双染实验，研究了新探针在细胞多色标记方面的膜渗透性和复染相容性;研究了不同渗透深度下新探针与商用核定位剂DAPI在3T3细胞中的三维成像能力、激光持续辐照下的双光子荧光强度随时间的变化趋势、荧光持续时间、荧光衰减速率和荧光衰减幅度，讨论了化学结构对新材料光稳定性的影响。