许多细胞生理过程如细胞生长、内吞作用以及钙离子调控等过程均会涉及生物分子的质子化和去质子化过程并伴随着细胞微环境pH的改变。同时细胞内pH（pHi）的反常可导致细胞的功能紊乱和疾病如癌症和阿尔兹海默症等。因此,精确并快速地检测pHi对于细胞分析和诊断具有重要意义。常见的用于检测pHi的方法包括电化学、核磁共振、吸收光谱法和荧光探针方法,其中,荧光pH探针法因其高选择性和灵敏度以及对细胞无损伤等优点得到了广泛的研究及应用,同时pH荧光造影技术由于能够提供实时原位的pH变化的信息也成为pHi研究的主流。因此,发展高选择性和灵敏度以及可逆性的pH荧光探针是非常重要的。本研究首先通过选择具有可见光激发特点且生物相容性好,Stokes位移大的NBD-NH₂作为荧光团来构筑pH探针。通过在其4-位引入简单的氨基或羟基作为H+识别基团,设计并合成了三个基于分子内电荷转移（ICT）和光致电子转移（PET）机制的pH探针（NBD-OH, NBD-en, NBD-Py）。光谱性质研究表明它们对pH的响应灵敏度高,有很好的水溶性以及良好的光稳定性。尤其是,NBD-Py的pKa为6.48,pH响应范围是4.5-9.0,比较适合于pHi的检测；同时,Na+,K+,Ca2+,Mg2+和其他过渡金属离子对其pH响应性能无干扰。通过NBD-Py在He la细胞中的造影实验,证实了其pHi造影性能,并且具有良好的溶酶体靶向性,为溶酶体中的质子化与去质子化研究提供了新的可靠手段。由于比例计量型探针具有对pH更准确定量的能力,我们还以FRET机制构筑了一个比例计量型pH探针NBDPEAC,该探针分子以乙烯胺为连接基团将对pH不敏感的香豆素酸作为荧光能量给体与pH敏感的荧光能量受体NBDPZ连接起来。荧光光谱pH滴定实验表明,NBDPEAC探针的544nm处的荧光强度随着pH的升高而减弱,470nm处的荧光强度有一定程度的增强。通过对NBDPEAC的pH荧光滴定曲线的线性拟合,发现该探针在pH4.2到6.2之间能够对H+进行定量检测。最后我们将NBDPEAC用于MCF-7细胞内pH检测,发现其有很好的生物相容性并且具有定量检测细胞pH变化的应用价值。