近几十年来,高效液相色谱、毛细管电泳法、荧光光谱法和电化学等测试手段常被应用于生物活性分子的检测。众多分析方法中,基于荧光探针的分子成像技术因具有操作简单、灵敏度高、时空分辨率高、非侵入性等优势获得广泛关注。设计合成能够特异性快速响应目标分子的荧光探针是荧光成像技术的关键。硝基还原酶（Nitroreductase,NTR）和一氧化氮（Nitric oxide,NO）作为生物体内重要的还原性蛋白和气体信号分子,在多种生理病理活动中起着关键的作用。因此,我们构建了可以实现在生物系统中特异性响应NTR的荧光探针T-1和T-2,以及用于NO检测的荧光探针N-1。通过对其光学性质和细胞成像能力的研究进一步证实了探针在生物系统中对目标分子成像的潜力。（1）本文以四元稠环喹喔啉结构为基本骨架合成了用于内源性NTR检测的探针T-1和T-2。在前期的研究中,本课题组首次开发了一种新型四元稠环喹喔啉骨架的合成方法,对其光物理性质进行研究发现该结构具有较高的荧光量子产率和优异的光稳定性,表明该骨架具有应用于小分子荧光探针中发色团的潜在价值。本研究中,我们基于该骨架在不同位点引入硝基作为NTR的识别基团设计了两种基于分子内电荷转移机制（Intramolecular Charge Transfer,ICT）的开启型荧光探针T-1和T-2。硝基作为常见的荧光淬灭基团导致探针T-1和T-2几乎无荧光发射。当烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）存在时,NTR可以催化硝基还原为相应的氨基化合物F-1和F-2,激发了从氨基到喹喔啉部分的ICT效应导致了显著的荧光发射。在NADH存在时,NTR可以催化探针在20min内转化为相应的氨基化合物,探针还表现出显著的荧光开启响应、良好的选择性和较高的灵敏度（检测限<58 ng/m L）。此外,探针T-1和T-2还表现出良好的生物相容性,可以用于缺氧条件下Hela细胞中内源性NTR的成像。（2）本文基于一种新型苯并吲哚骨架合成了用于活细胞中NO检测的荧光探针N-1。我们以一种新型半花菁染料G-1作为荧光团、酯基作为连接基团以及邻苯二胺（OPD）作为NO识别基团合成了一种基于光诱导电子转移机制（Photoinduced Electron T3、5432Sransfer,PET）的减弱型荧光探针N-1用于活细胞中NO成像。OPD基团与DEA·NONOate（NO供体）快速响应后产生相应的三唑衍生物N-1-T,导致了探针中的PET过程激活使荧光显著减弱（7倍左右）。探针N-1显示出灵敏度高（检测限<20n M）、特异性强以及响应速度快（12 min）等优势。此外,探针还表现出其优异的膜渗透性和良好的生物相容性,可以用于Hela细胞中外源性和内源性NO成像。