有机硅材料因为含有独特的硅氧键,是一种易于加工、性能稳定和生物相容性较好的多功能材料。近年来,由于在生物领域有着巨大的发展潜力,有机硅荧光探针成为生物研究和应用中不可或缺的工具。有机硅荧光探针可以是有机小分子荧光探针,也可以设计为聚合物荧光探针。不论是哪种,Si-O-Si键赋予有机硅化合物特殊的功能,使其集有机物和无机物的特性于一身。因此,有机硅荧光探针的开发和应用将有助于推动绿色化学的发展。1,8-萘酰亚胺一直是设计有机小分子荧光探针重要的荧光平台,因为具有刚性结构和易修饰等特点。但是有机小分子荧光探针有先天的不足性,可能无法满足某些需求。萘酰亚胺和有机硅的结合,刚柔并济,取长补短。一方面既克服了传统荧光探针的劣性,另一方面也扩大了有机硅材料在生物成像领域的应用。本论文从以下三个方面出发,将萘酰亚胺接入到有机硅材料中,设计合成了具有不同发光特性荧光材料。并从理论计算、合成表征、光谱和生物成像中探索它们的应用价值。（一）基于三苯胺的扭曲构象,设计了一种具有荧光增强的有机硅荧光探针TDCQ。接入的三苯胺与萘酰亚胺中的酰胺部分构成供体-受体结构,探针TDCQ具有极性敏感性。鉴于脂滴的结构特点和极性特点,探针TDCQ可以聚集在脂滴上,发射强烈的绿色点状荧光。由于正常细胞和癌细胞中的脂滴数量有所不同,探针TDCQ在癌细胞中可发出较强的荧光,而在正常细胞中较弱,由此可区分两者。此外探针TDCQ具有出色的光稳定性和低毒性,持续时间长,可促进深入研究脂滴在癌细胞鉴定的应用。（二）基于一氧化碳（CO）的还原性,开发了一种具有比率发射特性的聚合物荧光探针PMAH-CO。将羟基接入萘酰亚胺的4号位,并修饰为烯丙基醚,探针内推拉作用降低,导致荧光发射为蓝色。当检测CO的时候,暴露的羟基作为一个较强的供电子基团,致使推拉电子能力增加,使电子更容易跃迁,向长波长移动。同时,探针PMAH-CO在细胞和斑马鱼中显示较好的定量分布,其交联制备的荧光薄膜PMF可对CO表现出优异的响应。因此探针PMAH-CO在经济上可行、易于操作、适合生物学研究,将拓宽有机硅材料在荧光成像领域的应用。（三）基于CO还原硝基的时候无需金属离子的催化,合成了一种荧光开启型的有机硅荧光探针SAH-N。内源性CO的产生,与应对氧化应激有着明显的关系,其过程很复杂。肿瘤缺氧是普遍的,现许多研发化疗相关的药物从抑制HO-1表达方面下手。为此,实时监测内源性CO显得尤为重要。探针SAH-N在检测CO的时候不需要其他离子,并在模拟肿瘤缺氧中表现出较好的依赖性。探针SAH-N在灵敏性、选择性和稳定性方面表现出色,将有助于检测生物系统中CO的进一步研究。