荧光成像技术由于具有操作简便、成本低、空间分辨率高等优势,已广泛应用于生物医学研究,有助于揭示重要的生理及病理过程。“猝灭型”荧光探针通常不利于生物成像及检测,而“点亮型”荧光探针具有易于观测、高信噪比等优势,日益获得广泛的应用。本论文主要基于分子内运动受限（RIM）、激发态分子内质子转移（ESIPT）和扭曲的分子内电荷转移（TICT）机制,设计开发了新型“点亮型”荧光探针,系统分析了其光物理性质,进而用于高浓度钙离子原位检测、脂滴特异性成像及细菌膜通透性检测。主要工作内容如下:首先,通过在具有AIE性质的水杨醛吖嗪分子上修饰亚氨基二乙酸钠片段,制备了AIE探针SA-4CO₂Na,可选择性点亮检测高浓度钙离子（0.6–3.0 mM）,还可以用于高钙血症的诊断、脑膜瘤切片的钙沉积染色和微小骨裂缝的免洗成像,以及羟基磷灰石支架的微小缺陷检测。其次,利用具有TICT性质的荧光探针DCQTB,实现了脂滴的特异性荧光点亮成像,该探针在水溶液中几乎不发光,但在疏水微环境中发出强荧光。该探针具有强光稳定性、低光毒性、优异的细胞相容性、高的双光子吸收截面值,可用于脂滴的免洗成像和实时运动变化监测。最后,通过在葡聚糖上修饰具有AIE性质的2-（2-羟基苯基）苯并噻唑荧光团,制备了荧光探针HBT-Dextran,发现该探针可富集于细菌膜受损的细菌并点亮荧光,而不染色正常活细菌,因此可用于检测细菌膜通透性变化。