本论文主要阐述了半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)三种生物硫醇在人体细胞里的生理作用,以及检测三种生物硫醇的意义,概述了近年来利用荧光探针法检测生物硫醇的研究现状。设计合成了四类具有良好发光性质和生物相容性的荧光探针,研究了它们的光物理性质,以及对生物硫醇的识别性质,并对识别机理以及活细胞内的生物成像效果进行了探究。(1)希夫碱衍生物类化合物1,2以及1-Cu2+(2)苯并噻唑/吡啶碘盐类化合物3-5(3)螺吡喃衍生物类化合物6-8(4)查尔酮衍生物类化合物9和10希夫碱衍生物类化合物体系中,得到了化合物1和2以及化合物1铜离子配合物1-Cu2+,利用核磁共振H谱、C谱和高分辨质谱对所得到的化合物进行了表征。经过滴定实验发现化合物1在纯PBS缓冲溶液中能对GSH进行特异性识别,识别机理是分子间氢键作用。不含羟基的化合物2不能与生物硫醇发生响应,这验证了羟基对于此类化合物识别生物硫醇的必要性。化合物1还可以与铜离子在乙腈中发生配位作用导致荧光猝灭并形成新的吸收峰,得到的配合物1-Cu2+可以通过置换型识别机理识别Cys,实现吸收和荧光的恢复。探针1和铜离子配合物1-Cu2+,成功用于活细胞内生物硫醇的识别。化合物1分子具有氢键和可与铜离子键合的氧和氮原子多识别位点,可以选择性识别三种生物硫醇。苯并噻唑/吡啶碘盐类化合物体系中共得到了化合物3-5三个探针分子,对化合物光物理性质进行了研究。探究了化合物3-5对生物硫醇的识别性质,化合物3对于GSH和Hcy均有吸收和荧光光谱响应,可以将二者与Cys区分开。在加入Cys后化合物4和5的荧光变化曲线中荧光猝灭,荧光峰红移,通过选择性测试发现化合物5具有较好的选择性,利用吸收光谱可以专一性识别GSH,利用荧光光谱可以识别Cys和GSH,结合吸收和荧光光谱可以选择性识别三种生物硫醇。三个化合物发光波段较长,加入生物硫醇前后颜色及荧光变化明显,并且是一类荧光增强型的生物硫醇探针分子。识别机理是生物硫醇与碳碳双键发生迈克尔反应,引起分子共轭性降低,从而导致荧光降低。螺吡喃衍生物体系中得到化合物6-8三个荧光探针分子。对化合物光物理性质进行了系统分析。通过化合物6-8对生物硫醇识别性质研究发现,化合物6加入GSH和Hcy后吸收光谱变化类似,而荧光光谱对GSH有较好的灵敏性。化合物7对GSH具有良好的吸收和荧光响应,而化合物8对Hcy具有良好的响应效果。通过选择性测试后发现三个化合物均具有较好的选择性,化合物对于氰离子的响应特点与生物硫醇相似,因此推断二者识别机理相同,既在双键处发生了迈克尔加成反应。这类化合物的灵敏度高,荧光增强效果明显。查尔酮衍生物体系中,设计合成了两个查尔酮衍生物硫醇荧光探针9和10。对化合物9的光物理性质,以及聚集态发光的特性进行了系统分析。探究了此类化合物9和10在PBS缓冲溶液中对生物硫醇的识别情况的吸收和荧光变化曲线,可以发现化合物9对于GSH有良好的吸收荧光响应,超低的检出限,化合物10对GSH也有识别效果,但是整体不如化合物9。随后进行了选择性的探究,发现化合物9对于GSH的识别具有特异性,并且在p H 6-10之间均可成功运用,识别机理也是在双键处发生了迈克尔加成反应。化合物9用于活细胞的生物成像。