背景二氧化硫（SO2）作为一种主要的环境污染物被人们所熟知,以SO32-/HSO3-存在水、食物、有机生物体内。同时其作为气体递质能够经过硫代硫酸盐硫转移酶（TST）途径或含硫的氨基酸代谢内源性产生,并参与氧化还原调节过程。生物体内SO2浓度异常会引发心血管病、内分泌异常甚至癌症等疾病的发生。因此开发有效监测SO2及其衍生物的方法,有助于深入研究SO2在生物体内的生理和病理作用,在农作物安全、食品安全、个体健康、司法鉴定等方面有广阔应用前景。小分子荧光探针因其所具备的瞬时简便、灵敏无损、高时空分辨率等优异特性被认为是一种有力的工具。相比于已报道的单通道荧光探针,比率型荧光探针具有抗背景干扰、自校正、不受浓度和设备影响等能力而受到大众广泛关注。目前,SO2检测荧光探针存在能量传递效率低、发射波长之间的距离小等不足,亟待开发新的荧光团,同时这类探针容易受到其他生物硫醇的干扰而存在局限性,因此开发新型的,具有高选择性的基于SO2衍生物的比率荧光探针具有重要价值。目的设计合成具有响应快、高选择灵敏性、细胞毒性低、活细胞生物成像好、抗环境背景干扰能力出色的比率型荧光探针用于细胞中及食品中外源性SO2检测,促进双通道比率荧光探针在食品安全中的应用及探究SO2在生物体内的代谢分布。方法1.基于Knoevenagel缩合反应设计并合成三例用于检测SO2的荧光探针YN-PQ-D、LLZ-IPY、GXY-IPY,通过HR-MS、~1H NMR等分析设备对探针的结构及纯度进行确证。2.使用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计检测所构建荧光探针对Na2SO3分子的响应。3.培养宫颈癌细胞He La、肝癌细胞Hep G2细胞,验证探针毒性,用细胞荧光成像法探究探针在活细胞内荧光成像的可行性及应用价值。4.应用荧光光谱分析法,检测腐竹及冰糖中SO2的含量,探索荧光探针在食品安全中应用前景。结果1.荧光探针YN-PQ-D:探针以苯并吡喃基团作为SO2的响应位点,通过哌嗪键与丹磺酰氯荧光团连接构建而成。探针YN-PQ-D基于FRET调控,受光激发后,苯并吡喃荧光基团为能量受体,丹磺酰氯单元为能量供体,表现为红色荧光。在Na2SO3的存在下,由于SO32-对苯并吡喃基团的亲核加成,FRET被阻断,YN-PQ-D表现为红色荧光减弱,绿色荧光增强,发出比率荧光。YN-PQ-D的荧光强度比值(I555/I645)在0-200μM范围内与SO32-呈优异的线性关系,检出限为0.327μM。并实现了He La细胞中外源性二氧化硫的特异性检测。2.荧光探针LLZ-IPY:通过结合ESIPT单元2-（1-苯基咪唑并[1,5-a]吡啶-3-基）苯酚基团和花菁类染料,构建了响应物为Na2SO3的近红外荧光探针LLZ-IPY。在SO2存在下,进攻探针中C=C双键,使得两个基团之间的π桥结构的破坏,导致ICT机制受到抑制,红色荧光消失,ESIPT单元内分子内质子转移效应打开,发出蓝色荧光,荧光光谱出现226 nm的发射峰的迁移。SO32-的存在导致探针LLZ-IPY荧光强度发生比例变化(I480/I706)。除了对SO32-的选择性优于其他离子外,LLZ-IPY还具有高灵敏度（LOD=0.03μM）。此外,细胞实验显示探针LLZ-IPY具有良好的细胞膜透性,以及线粒体靶向性,并可用于观察Hep G2细胞中外源添加的SO32-。3.荧光探针GXY-IPY:通过结合苯并吡喃盐单元以及IPY醛单元构建了用于特异性响应SO2的荧光探针GXY-IPY,IPY醛荧光团具有ESIPT特性,当与SO2结合后,ESIPT过程开启,原有的红色荧光(λem=745 nm)淬灭,光谱发生大的蓝移并发出蓝色荧光(λem=480 nm)。探针GXY-IPY具有近红外的发射波长（745 nm）、较高的灵敏度（0.21μM）、大的光谱迁移（265 nm）,并且在体外证明了HCHO与GXY-IPY-SO2的可逆性,并成功应用于食品腐竹和冰糖中的SO2检测。结论基于FRET、ESIPT等机制设计合成了荧光探针YN-PQ-D、LLZ-IPY及GXY-IPY,并成功应用于细胞的荧光成像实验及食品中SO2检测。