随着科技和时代的进步与发展,荧光探针得到了科研工作者的广泛关注与青睐。它与荧光成像技术相结合组成的荧光分析法具有灵敏度高、选择性高、可实时检测、应用领域广泛等一系列的优势。花菁染料是经典的荧光染料,作为荧光探针的重要组成部分,具有摩尔消光系数大、生物兼容性好、合成方法简便等优点。但是传统的花菁染料也有在水中容易聚集导致荧光淬灭、光稳定性低、斯托克斯位移小等缺点,所以设计结构稳定、性能卓越的花菁衍生物探针分子是荧光传感和荧光成像领域的研究热点之一。本论文设计合成了一系列含有双酚结构的对称花菁染料分子,探讨了其在不同研究方向的荧光传感性能,具体内容如下:第二章,在传统花菁染料的甲川链结构中并入间苯二酚结构,设计合成了具有供体-双受体(Donor-two-Acceptor)模式的近红外花菁染料DpCy7。通过光谱变化,考察了DpCy7的荧光强度和荧光寿命随粘度的传感行为。探针在生理p H区间内,通过ICT作用可形成类似Cy7的大共轭结构,并在粘度环境下C-C单键旋转受到抑制,导致了荧光增强。进一步,我们又研究了DpCy7在细胞中对线粒体粘度的识别性能。探针在荧光成像中可高灵敏度地监测细胞中的生理粘度变化并能靶向定位亚细胞器线粒体,皮尔森系数达到0.92。此外,我们还对比了半菁染料Cy-A的粘度识别性能。Cy-A也能够对溶液粘度特异性识别并进入细胞中检测粘度变化。第三章,基于萘二酚和苯并噻唑结构,设计合成了具有强推拉电子体系的新型花菁染料Cy-C,其较大的共轭结构可通过嵌插作用与DNA结合,出现明显的荧光信号变化,从而对DNA具有识别作用。通过研究Cy-C的光谱性质,发现其光稳定性优良,斯托克斯位移达到了100 nm,对DNA具有高度的选择性,我们运用紫外-可见吸收光谱和DNA的热变性实验验证了Cy-C与DNA的作用机制,此外,该探针对DNA的检测限达到了4.8 nM。第四章,同样在甲川链中并入间苯二酚结构,与丙三氰吡喃共轭形成了对称花菁染料Cy-TCF。通过光谱性质研究,该探针在与硫化氢作用前后光谱呈现比率变化,最大发射波长从767 nm蓝移到560 nm,表明硫化氢的识别机理可能由于丙三氰吡喃的双键与硫化氢发生键合,破坏了Cy-TCF大共轭结构。而且其他还原性类物质对硫化氢的识别几乎没有干扰,对硫化氢的检测限达到了65 nM。