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生物体内存在着许多活性物种,例如,离子,小分子,氨基酸,酶,多肽和蛋白质等,它们在生物体内的新陈代谢中有着至关重要的作用。荧光探针技术由于其使方便,易操作,成本低,不受外界磁场的干扰等优点,在化学,生物学,环境学,医药学等领域受到了广泛关注。因此,设计合成传感性能好的新型荧光探针,用于识别生物体内的这些活性物种,并对这些活性物种能够进行可视化定量定性分析成为了全世界研究者们的热点话题。本文主要分为三个部分,内容如下:第一章介绍了荧光探针的研究背景和识别机理,包括光诱导电子转移（Photo-induced electron transfer,PET）,分子内电荷转移（Intramolecular charge transfer,ICT）,荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer,FRET）,激发态分子内质子转移（Excited-state Intramolecular Proton transfer,ESIPT）,聚集诱导发光（Aggregate-induced emission,AIE）.详细举例讨论了几类荧光探针的研究进展及现状。第二章我们通过引入萘酰亚胺荧光团和N-对甲苯磺酰基-1,2-二苯基乙二胺（TsDPEN）,成功地研制了一种新型荧光探针PNT,该探针在水溶液中对Cu2+具有良好的识别性能,探针PNT与Cu2+结合后导致荧光迅速淬灭,由此产生的PNT-Cu复合物在加入组氨酸和半胱氨酸后荧光又逐渐恢复,且具有良好的选择性。细胞成像实验表明,探针PNT能够穿透细胞膜,在活细胞中实现对Cu2+、组氨酸和半胱氨酸的荧光成像,这进一步证明了探针PNT在生物系统中具有实际应用价值。第三章基于氟硼吡咯BODIPY荧光团,我们设计合成了两种小分子荧光探针PNC和PEC,这两个探针在PBS和水溶液中可实现选择性识别一氧化碳。由于硝基的荧光淬灭效果致使探针具有非常微弱的荧光,在一氧化碳存在时硝基会被还原为氨基使体系的荧光增强,从而实现检测一氧化碳的目的。两个探针对一氧化碳表现出出色的识别性能,具有很好的灵敏性和选择性。另外,细胞成像实验结果表明,探针不仅能在细胞内识别一氧化碳,而且能够识别在血红素的刺激下,细胞产生的内源性一氧化碳。