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近年来,随着化学和生物学的交叉,一些新型的检测手段为探索和理解生物学及病理学变化以及对疾病的早期诊断和治疗研究提供了新的技术支持。在这些检测手段中,荧光探针由于其合成简单且成本低廉,且对目标分析物的检测具有灵敏度高、选择性好、能实现原位、实时的动态检测而受到广泛的关注。本论文以花菁衍生物为荧光团,基于分子内电荷转移（Intramolecular charge transfer,ICT）设计合成了两种荧光化学传感器,并研究了它们的光谱性质、实际应用以及生物成像应用。具体内容如下:1.开展了基于部花青的双模式光学探针的合成及对肼的检测及体内外的生物成像应用研究。该工作以部花青（McyOH）为荧光团,乙酰基为识别基团,设计合成了肼（N2H4）的荧光探针McyA。由于McyOH分子中的季铵盐结构具有强的吸电子效应（拉）,而其酚盐离子具有潜在的供电子效应（推）,因而构成了具有‘推-拉’结构的π-共轭体系（即ICT）,这种‘推-拉’共轭体系能够激发很强的荧光。而当具有吸电子效应的酚羟基与乙酰基结合以后,形成的探针McyA便会阻碍分子内的ICT过程,使得初始荧光团McyOH的荧光淬灭。当样品中存在N2H4时,N2H4会亲和进攻McyA中的羰基,使得羰基氧上面电子发生转移并离去生成乙酰肼,释放出荧光团McyOH,其荧光得以恢复,该过程伴随着溶液由浅黄色到粉色的颜色变化,实现了N2H4的裸眼检测。利用荧光信号进行检测,其线性范围为0-5.0μΜ,检出限为0.042μΜ,远低于政府对饮用水中的N2H4含量的阙限值（10 ppb）。为了将该探针应用于实际生物样品体系,我们利用该探针进行了细胞成像及小鼠组织成像,说明McyA具有生物相容性且可以对生物体内N2H4的累积进行追踪。2.设计并合成了一种水溶性近红外荧光探针且对二肽基肽酶IV进行超灵敏检测及生物学成像应用研究。该探针（HCA-D）以氨基半花菁染料（Cyanine）为荧光团,甘氨酰脯氨酸二肽（Boc-Gly-Pro-OH）为二肽基肽酶IV（DPP-IV）的识别基团,合成了一种水溶性且稳定的近红外小分子荧光探针。在该荧光探针结构中,Cyanine染料作为荧光团,拥有大的共轭平面,长波发射和较大的Stocks位移,且因亲水性磺酸基团的引入使探针HCA-D具有优异的水溶性。随着分析物DPP-IV的加入,探针HCA-D在690 nm波长下发射出显著的NIR荧光信号并发生明显的红移现象。因此,HCA-D可以对DPP-IV在0-10 ng mL-1的浓度范围内进行超灵敏检测(LOD=0.19 ng mL-1)。此外,基于HCA-D对DPP-IV的高选择性,该探针可用于测定人血清样品中DPP-IV的活性及在活细胞中进行生物成像应用。