荧光分析法相比于传统的分析方法具有方便快捷、灵敏度高、检出限低、专一性强并且可以实现原位、适时监测等优点，是近几年快速发展起来的一种分析方法。而荧光分析法中荧光染料的选择尤为重要，它要求荧光染料具有光谱性能稳定、化学性能稳定、光谱灵敏度高等特点，在众多的荧光染料中氟硼二吡咯甲川类(BODIPY)荧光染料以其较高的荧光量子产率和摩尔消光系数、较好的光稳定性、较长的激发和发射波长、较稳定的光谱性质等优点被广泛应用于生物医学、食品及环境分析中。因此基于BODIPY染料的荧光探针分子的设计与合成成为了生物医学探针的研究热点。　　 本论文系统总结了氟硼二吡咯甲川类荧光探针的研究进展，设计并合成了四个新的BODIPY类荧光化合物分子和一个铜配合物，研究了甲基氟硼二吡咯甲川的一种新的合成方法与形成机理。使用X-射线单晶衍射、元素分析、核磁共振、质谱等方法表征了化合物的化学结构;使用紫外光谱滴定、荧光光谱滴定研究了二吡啶甲基胺取代的BODIPY类荧光化合物对铜离子以及硫化氢的响应能力;运用MTT、线粒体成像、细胞成像等方法研究了化合物的生物活性。主要创新性结果如下:　　 (1)发现了一种制备甲基氟硼二吡咯甲川的新型合成方法，反应条件优化后的产率高于传统合成方法的产率。通过1HNMR和晶体学数据确定了它的空间结构，利用MS分析第一次阐述了一种基于自由基反应的脱氯原子机理，该反应机理对于新型氟硼二吡咯甲川类染料的合成具有重要意义。　　 (2)使用BODIPY和二（2-吡啶甲基）胺通过不同间隔基团的组合合成了两个新型BODIPY衍生物(L1和L2)。研究了L1和L2对不同金属阳离子的响应能力、细胞毒性、对HepG-2细胞线粒体的作用以及荧光成像性能，发现L1和L2在缓冲溶液中只对Cu2+有荧光响应能力，因此可做为选择性Cu2+荧光探针;L2是一种可用于线粒体成像和细胞内Cu2+检测的新型低毒性、线粒体靶向性荧光成像剂，此研究成果具有重要的学术意义和生物医学应用价值。　　 (3)合成了L2-Cu2+配合物，研究了它对阴离子的响应能力和细胞成像性能，结果发现在常见阴离子的缓冲溶液中L2-Cu2+只对HS-具有荧光增强效应并且还可以用于检测HepG-2细胞中HS-含量，检出限达到了1.12μM，是一种可应用于环境检测以及活体细胞检测的新型HS-荧光探针。　　 (4)合成了喹啉衍生物Q-BODIPY，使用1HNMR、ESI-MS和元素分析确定了它的化学结构。荧光滴定实验证明了生物体中常见的阳离子、阴离子以及生物分子均不能显著影响Q-BODIPY的荧光性质，因此Q-BODIPY是一种稳定的荧光染料。MTT实验和线粒体成像实验表明它具有和Mito Tracker Red FM相当的线粒体靶向能力以及较低的细胞毒性，是一种潜在的活体细胞线粒体成像剂。