生物活性小分子在生理过程中发挥着重要的作用。体内活性物质浓度的异常,会引起疾病,影响机体健康。人们生活的环境和摄入的食物中也常常含有一定量的活性物质（大气中的氮/硫氧化物,食品中的添加剂）。摄入过量的活性物质会引起身体不适,进而诱发疾病。为了保障人们的身体健康,发展方便快捷、灵敏可靠的分析方法用于活性物种的检测,对于环境监测、食品检测、生/病理过程的研究具有重要意义。荧光探针具有操作简便、灵敏度高、选择性好、响应速度快、时空分辨率高、损伤小、实时可视化原位监测等独特优势,受到广大研究者的青睐。针对上述问题,本文在总结前人研究成果的基础上,设计合成了四种反应型荧光探针,分别用于二氧化硫（SO₂）衍生物、生物硫醇、甲醛（FA）、次氯酸根（ClO-）的识别和检测,并对其实际应用和生物成像性能进行了研究。主要研究内容如下:（1）通过五氟苯甲醛与苯并吲哚季铵盐缩合制备了一种检测SO₂衍生物的比率型荧光探针（BIFS）。SO₂衍生物能够与碳碳双键发生亲核加成反应,破坏探针的π共轭体系和扭曲的分子内电荷转移机制,从而引起颜色和荧光的双重响应。该探针可以用于细胞中SO₂衍生物的检测。（2）通过硝基苯并呋咱与花菁衍生物成醚反应合成了一种可以区分半胱氨酸（Cys）和谷胱甘肽（GSH）的荧光增强型近红外探针（CFL-O-NBD）。生物硫醇的巯基能够与探针发生亲核取代反应,而反应后的Cys又能够发生分子内重排反应,所以探针对Cys是双发射波长响应,对GSH是单发射波长响应,可以通过不同的荧光发射光谱有效地区分Cys和GSH。该探针成功地用于人类血浆中Cys、GSH含量的测定和细胞中Cys、GSH的可视化检测。（3）通过对萘衍生物的结构修饰制备了一种检测FA的荧光增强型探针（AENO）。FA与探针的氨基丁烯缩合后再发生2-aza-Cope重排、水解反应,使得探针具有分子内电荷转移效应,从而引起溶液颜色变化并且产生荧光信号。该探针可以作为一种新型的FA检测工具,用于食品和细胞中FA的检测。（4）通过香豆素衍生物与苯并吲哚季铵盐缩合制备了一种检测ClO-的近红外荧光探针（CMBI）。ClO-能够氧化碳碳双键为醛基,破坏了探针的π共轭体系和分子内电荷转移机制,从而引起颜色和荧光的双重响应。该探针特异性定位于细胞的线粒体,可以通过荧光比率图像实时监测细胞线粒体中ClO-的动态变化。综上所述,本文设计合成了四种检测生物活性小分子的反应型荧光探针,都具有良好的性能。这些新型荧光探针在环境监测、食品检测、生/病理过程等研究方面具有潜在的应用价值。