硫化氢（Hydrogen Sulfide,H₂S）和二氧化硫（Sulfur dioxide,SO₂）作为体内重要的活性硫小分子,已经被证明涉及许多生理活动,被认为重要的气体信号分子。在体内,适量的H₂S和SO₂可以调节血管舒张和抗血压效应、降低缺血性再灌注损伤、发挥抗炎、抗氧化应激作用。但是,高浓度的H₂S和SO₂会引起呼吸系统、心血管系统和神经系统中毒而导致多种疾病。因此,利用荧光探针实现对H₂S和SO₂的原位成像在临床医学研究中具有极其深远的意义。由于这一原因,我们利用H₂S和SO₂独特的化学性质,设计合成了一系列不同的H₂S和SO₂荧光探针,并进一步将探针应用于细胞和活体的荧光成像。具体研究工作如下:1.由于喹啉环具有良好的光学性能、良好的溶解性和较低的细胞毒性,因此利用喹啉环为母体设计合成了具有良好水溶性的的“turn on”型荧光探针QN-1。经过在水相中检测,探针QN-1表现了较快的反应速度（3.4 min）,较低的检出限（0.08μM）和较高的选择性,表明探针QN-1具有良好的水溶性和特异性。进一步将探针应用于细胞中,发现探针QN-1可用于细胞中原位成像。2.基于上述的工作,我们进一步对探针结构进行优化,设计合成了近红外比率型荧光探针YC-1。通过光学测试,探针YC-1对H₂S表现了较快的反应速度（0.73min）,较低的检出限（0.17μM）和较高的选择性。除此之外,探针YC-1在与H₂S反应后,会出现明显的颜色变化和荧光变化,可以实现裸眼下检测硫化氢含量变化。3.基于上述的工作,我们进一步将香豆素和喹啉环结合设计合成了荧光探针PS-1用于研究细胞微环境改变时SO₂的浓度变化。通过一系列光学测试,我们发现探针PS-1在与SO₂作用后,在475和643 nm处(I₄₇₅/I₆₄₃)的荧光强度比从1.68增加到了168.3。除此之外,探针PS-1表现了较快的反应速度（少于15 s）,较低的检出限（0.017μM）和较高的选择性。进行细胞实验后,我们发现用制霉菌素预处理的细胞与未处理的细胞相比,其荧光变化更明显,表明探针PS-1可以检测到生理条件下黏度变化时SO₂的含量的微小变化。