将物质的化学组成信息转换为可测量的光学信号是光学分子传感器的重要特征,光学分子传感器具有灵敏度高、操作简便、检测快速等优点,目前已成为国内外传感研究领域的热点之一。光学分子传感器的专一性和高灵敏性使其应用范围越来越广泛,近年来将光学分子传感器与细胞显微成像技术结合的荧光探针技术成为了人类探测微观生命系统的一种重要手段。本文在前人的研究基础上设计合成了数种旨在检测生理性小分子的荧光探针并应用于了细胞内荧光显微成像。本论文共分四章,分别包括以下内容:第一章,绪论,首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念、研究现状及发展前景;其次重点介绍了次氯酸、硫化氢荧光分子传感器的研究现状及发展趋势;最后,通过对相关文献的分析以及实验室工作总结的基础上,提出了本论文的研究设想。第二章,本章主要介绍了荧光素衍生物作为次氯酸荧光传感器的研究内容。荧光素衍生物具有较强的电子“推-拉”结构、较高的消光系数和良好的荧光性能等优点;该类衍生物光学稳定性好,分子结构易于修饰。我们通过在其酚羟基上引入特定的次氯酸识别基团,成功合成了一种能够在生理PH条件下检测次氯酸的荧光分子探针。该荧光探针选择性好、灵敏度高并具有较强的化学稳定性。第三章,本章设计合成了一种以尼罗红衍生物为母体的新型硫化氢荧光检测探针,考察了其对硫化氢的荧光检测性能。尼罗红作为一种性能优良的荧光染料被广泛应用于长波长荧光探针的研究领域,我们通过对其氨基的结构修饰,大大增强了尼罗红衍生物的水溶性,扩大了探针的检测范围;通过选用合适的表面活性剂(CTAB),探针分子对硫化氢的检测灵敏度得到了显著的提高。在此基础上,我们建立了一种准确、高效的硫化氢荧光检测方法并实现了对人脑胶质瘤细胞中次氯酸的荧光显微成像。第四章,基于硫化氢对2,4-二硝基苯基的硫解脱保护作用,本章设计合成了以方酸菁为骨架的硫化氢荧光检测探针。方酸菁染料因结构独特、光化学稳定性好,在探针研究领域受到了广泛的关注,方酸菁染料在近红外区有强烈荧光发射,可以用作近红外探针的荧光团;二硝基苯基常用作肽合成反应中的保护基团,我们将其引入到方酸菁的酚羟基上,形成特定的二硝基苯基硫化氢识别位点。该探针与其同类探针相比,具有选择性好、灵敏度高以及检测时间短的优点,而且对硫化氢的检测时无需加入表面活性剂(CTAB),该探针成功实现了对人体乳腺癌细胞中硫化氢的荧光显微成像。本章工作对硫化氢荧光探针的研究与发展具有一定的参考借鉴意义。