阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是最为常见的一类痴呆症,正迅速成为本世纪最昂贵、最致命和负担最重的疾病之一。然而,AD发病机制尚未完全清楚,这就导致了没有有效药物能逆转AD的发病进程。食品和药物管理局（FDA）批准的4种AD治疗药物对认知改善的效果非常有限。至今,研究人员已经针对AD发病机制提出了各种假说,比如β-淀粉样蛋白（Aβ）级联假说、Tau假说和氧化应激假说等。目前,针对AD的诊疗大都集中在Aβ和Tau两大病理性蛋白上。另外,研究还表明AD病人大脑相比于正常人存在着过量的活性氧物种（Reactive oxygen species,ROS）。因此,对病理性蛋白和活性氧的检测就变得极为重要。在众多的检测技术中,荧光探针具有成本低、操作简单和结构稳定等诸多优点而被广泛应用于AD的诊疗。基于此,我们主要开展了以下研究工作:众所周知,AD患者大脑中Aβ纤维的数量明显高于正常人。然而,由于探针检测灵敏度的限制,在脑组织或体内高敏感地检测Aβ纤维仍然相当困难。因此本论文的工作一合成了一种包含锌离子的荧光探针KZ用于特异性地高灵敏检测Aβ纤维。探针KZ可以在体外对Aβ纤维的检测表现出了高灵敏性和选择性。此外,KZ即使在一些活性氧/氮、阴阳离子、氨基酸、还原性物质（谷胱甘肽和葡萄糖）等存在下或在很宽的p H范围内也表现出优异的抗干扰能力和稳定性。重要的是,探针KZ可以非常灵敏地识别AD转基因小鼠模型脑切片中的Aβ纤维。这项工作可能为开发高灵敏性荧光探针检测AD病理蛋白铺平了道路。然而,越来越多的研究发现Tau蛋白与AD发病进程具有更强的相关性。研究表明Tau蛋白的聚集会导致神经细胞死亡,并且聚集态的Tau蛋白会跨细胞间传播,诱发更多的神经细胞死亡。基于此,本论文的工作二设计合成了一种多功能探针MB-WK-NA用于抑制Tau蛋白聚集及其跨细胞间传播。MB-WK-NA可以在体外选择性地响应HOCl进而释放出Tau聚集抑制剂亚甲基蓝（Methylene blue,MB）。此外,MB-WK-NA在细胞中表现出优异的Tau靶向能力。重要的是,探针MB-WK-NA可以在细胞中抑制Tau聚集及聚集态Tau跨细胞间传播。这一工作的开展将会为深入理解Tau蛋白与AD之间的相关性提供理论基础。此外,HOCl作为一种常见的ROS在AD发病进程中扮演着不可忽视的作用。研究人员已经开发了很多荧光探针用于检测HOCl。然而常见的HOCl荧光探针不可避免会有荧光穿透组织能力弱或空间分辨率不高等缺点。质子-磁共振波谱（Proton magnetic resonance spectroscopy,~1H-MRS）是无创性检测人体正常和病变组织细胞代谢变化的技术,具有磁敏感性高、信号强等优点。因此,本论文的工作三设计合成了一种质子-磁共振波谱探针SF用于特异性检测HOCl。探针SF通过特异性地与HOCl进行反应而在化学位移9.75处出现醛基特征波谱峰,避免了体内绝大多数代谢物信号的干扰,具备进一步应用于体内磁共振波谱成像的可能性。