活性硫分子和内环境稳态在维持机体正常的生理过程中起到了重要的作用。常见的活性硫有二氧化硫、硫化氢和生物硫醇等。在细胞水平上,活性硫浓度的异常变化会引起机体的各种疾病。如机体内Cys（半胱氨酸）的浓度异常往往与阿尔兹海默症、癌症、肝损伤等疾病密切相关;机体内二氧化硫的浓度异常也会导致一些神经性疾病和心脑血管疾病的产生。所以,开发一种可以准确检测机体内Cys和SO2浓度变化的方法或工具已经成为近些年许多研究者的研究热点。此外,细胞微环境的各项参数,如粘度、极性、p H等也在调节机体各项生命活动中扮演着至关重要的角色。粘度,作为细胞微环境的重要参数,对细胞内物质扩散的速率、信号的传导和机体内大分子之间的相互作用起到了至关重要的作用。另一方面来说,细胞水平上粘度异常则会引发许多疾病,如糖尿病、恶性肿瘤等。因此,在细胞水平上检测细胞内粘度的变化具有重大的意义。因此,本论文设计了以下三个课题来检测环境、细胞以及活体中半胱氨酸、二氧化硫以及粘度的变化。1.设计合成了一种具有207 nm的大的Stokes位移的新型的荧光探针Ty-Cys1用于监测机体内Cys的浓度变化。探针Ty-Cys1的最大吸收波长为418 nm,最大荧光发射波长为625 nm。Ty-Cys1具有较大的Stokes位移,能够避免自吸收对生物成像的影响。Ty-Cys1表现出优异的灵敏度（检出限为0.083μM）、高选择性和低毒性。重要的是,Ty-Cys1不仅可以检测活细胞中内源性和外源性的Cys的变化,同时也可以对斑马鱼和活小鼠体内的Cys做出很好的响应。该探针Ty-Cys1可以在监测环境和生物系统中Cys的变化方面具有很好的应用前景。2.设计合成了一种近红外吸收的用于检测机体内SO2的探针Ty-SO21,该探针的吸收峰在680-720 nm之间,探针的吸收强度对Na HSO3的浓度有很好的响应。探针Ty-SO21具有灵敏度高（检出限0.46μM）、选择性高、稳定性好、生物相容性好等优点。此外,探针Ty-SO21不仅在可以在不同浓度（0-30μM）的Na HSO3溶液中具有良好的光声响应,且在组织中也具有良好的光声响应。3.构建了一种近红外荧光探针Ty-V1来有效地监测粘度的变化。探针Ty-V1具有合成简单、稳定性好、生物相容性好、对细胞内微环境粘度变化监测灵敏等优点。探针Ty-V1的最大发射波长为718 nm,从甲醇到甘油的荧光强度增加了35倍。Ty-V1具有较大的Stokes位移（101nm）,可以避免自吸收对生物成像的影响。Ty-V1不仅可以成功用于测量细胞内黏度变化,也可以有效监测斑马鱼和活鼠体内的黏度变化。因此,该探针Ty-V1可以作为一种有效工具用于检测生物系统中粘度变化。