荧光探针技术具有高效、灵敏、便捷、专一、实时检测及成本低等特点而被广泛应用于生物大分子、阴离子在生物体内外识别与成像。目前多数荧光染料通常存在着短波长吸收与发射、光稳定性差、Stokes位移小,ACQ现象,膜穿透性差等缺陷,在生物领域应用受到较大限制。为了克服上述缺陷,进一步扩大荧光探针的应用,本文合成了基于二甲基芴及三苯胺类荧光探针,研究其荧光识别原理和检测能力,实现目标物质的细胞内外检测及细胞特定结构成像。研究核酸和与其主要相关的染色质和核仁等细胞核结构,对于研究基因表达、癌症治疗、病理过程有着积极意义。首先以噻吩基团修饰二甲基芴,合成一种阳离子型荧光探针FTI,通过FTIR、核磁共振波谱、高分辨质谱表征其结构。溶剂化实验说明其光物理性质对于环境的依赖性,并通过高斯模拟计算验证。探针FTI在PBS缓冲液中呈现可见光激发(436 nm),较大的Stokes位移(135 nm)及橙光发射(571 nm),且与DNA特异性结合产生6.4倍荧光量子产率增强,检出限为596 ng/mL。探针在体外与DNA结合方式类似于EtBr,嵌入到DNA碱基对中,引起荧光增强。探针FTI具有较低细胞毒性、良好的光稳定性和细胞核膜穿透性,能进入HepG-2细胞细胞核,与RNA结合,进行核仁染色,而不会染色细胞质。鉴于氰化物的广泛应用和剧毒性,设计合成一种D-A-D型的双三苯胺基-苯并噻二唑类荧光探针TCNT,经FTIR、核磁共振波谱、质谱表征证明合成成功。探针TCNT具有AIE和TICT特性,在几乎纯水体系中展现橙红色荧光发射(Φ_F=0.124,596 nm)和较大的Stokes位移(135 nm)。探针TCNT对CN~-特异性识别,实现荧光发射进一步增强(Φ_F=0.314),抗干扰能力强,检出限为0.35μM。Job曲线证明二者之间化学结合计量比为1:1,核磁滴定说明CN~-亲核进攻分子上的氰乙烯基处,通过密度泛函理论计算得知,二者反应破坏分子原本ICT路径,影响ICT过程的效率,导致吸收红移,荧光增强。探针TCNT能制成试纸用于饮用水中CN~-的检测,且能于HepG-2细胞中标识氰离子浓度水平和器官组织层次的成像。