近年来,荧光成像技术,因具有简单、易于操作、灵敏度高、高选择性、非破坏性等优点,而取得了快速发展,且在化学、生物、医学各领域的发挥着重要作用。现在已有大量的探针应用于分子层次上检测细胞内各种生物分子,如酶、活性氧、活性氮、活性硫、活性氯、金属离子、阴离子及标记蛋白等。本论文以萘酰亚胺、8-氨基喹啉、香豆素为荧光基团设计合成了一系列小分子化合物,应用于检测活细胞内与氧化还原信号相关的生物分子,包括硫氧还原蛋白还原酶（TrxR）、锌离子、硫化氢以及谷胱甘肽。这些探针都具有较好的生物兼容性,较高的选择性和灵敏度,并且能够在活细胞内通过荧光成像技术来检测相应的各类生物分子。论文主要包括五章内容,分别介绍如下。第一章绪论部分,该章主要介绍了荧光探针的基本概念以及识别的原理,介绍了荧光探针在各方面发展近况。根据前人的文献报道和工作基础,提出了本论文的设计思路。第二章依据硫氧还原蛋白还原酶（TrxR）可以还原含有二硫键的结构单元的化合物。我们设计合成了五元环、六元环的双硫键底物,以萘酰亚胺为荧光基团进一步的修饰,得到探针NSS-1、NSS-2和NSS-3。探针NSS-1可以高选择性的识别硫氧还原蛋白还原酶（TrxR）,并成功的应用到检测细胞内的TrxR。第三章Zn²⁺在生物体内可以和半胱氨酸残基形成锌指蛋白的结构存在于一些生物大分子中,此种结构在氧化应激情况下,可以释放出与蛋白结合的Zn²⁺,因而生物体内的游离的Zn²⁺浓度与其氧化还原状态关系密切。我们合成了以氨基喹啉为荧光基团Zn²⁺的探针BEAQA和PMAQ,基于分子内电子转移机理,它们在缓冲液中,可以选择性地识别Zn²⁺。并且能够成功的应用于检测细胞内Zn²⁺。PMQA与Zn²⁺和Cu²⁺所形成配合物的配位模式完全不同,这为我们设计新的不被Cu²⁺干扰的Zn²⁺探针提供了思路。第四章我们以氨基喹啉设计合成了探针DOQED,该探针可以在水溶液中高选择性的与Cu²⁺结合,形成了DOQED-Cu²⁺配合物,同时荧光信号被淬灭。利用S2-对Cu²⁺的极高亲和力,我们发现DOQED-Cu²⁺配合物能够选择性地识别引起荧光信号的增强,因而DOQED-Cu²⁺配合物可以成为选择性识别生物体内信号分子H2S的探针分子。第五章合成了一系列基于不同荧光基团的亚砜的化合物,通过初步的光谱学研究发现,其中CNBF-SO-Me能和识别生物巯基小分子化合物,但是选择性较差,化合物Nap-SO-Me则能选择性的识别还原型的谷胱甘肽,并且应用于细胞内检测谷胱甘肽。