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乏氧是实体肿瘤微环境的重要特征之一，导致实体肿瘤对放、化疗产生较强的抗性，是恶性肿瘤局部复发和恶性转移的危害因素。因此对乏氧区域的检测具有非常重要的意义。乏氧荧光成像法有较高的灵敏度，因此成为人们研究的热点。3-羟基黄酮衍生物具有较大的斯托克斯位移值、良好的光稳定性、较高的量子产率等光学特性，是一类应用比较广泛的荧光物质。本文以3-羟基黄酮类衍生物为发色团，以硝基苯基和硝基咪唑基为乏氧响应基团，设计合成了系列乏氧荧光探针。因硝基的强淬灭作用，导致荧光分子荧光减弱。在乏氧环境下，硝基化合物透过乏氧细胞脂膜，在硝基还原酶和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的作用下，硝基被还原为氨基，通过电子转移反应，响应基团与荧光分子发生断裂，释放出荧光分子，从而实现对乏氧的检测。但是，硝基乏氧响应基团的引入，导致探针的水溶性大大降低。为此，在3-羟基黄酮分子的6位和8位引入吗啉基侧链，来增大其水溶性。采用NMR，HRMS和IR等波谱技术对探针的结构进行了表征，利用循环伏安法测定了探针的氧化还原电位，利用HRMS研究了乏氧探针的检测机理，利用荧光光谱法探讨了缓冲溶液种类、pH值、溶剂性质和含量等因素对发色团荧光性质的影响，采用MTT法对探针的毒性进行了评价，并采用荧光成像法将其应用于乏氧细胞的检测。结果表明：乏氧响应基团和取代基的结构影响探针的半波还原电位，3-（1’-甲基-4’-硝基咪唑）甲氧基-6,8-二吗啉基甲基黄酮的半波还原电位（-0.802V）高于3-（4-硝基苯基）甲氧基-6,8-二吗啉基甲基黄酮其半波还原电位（-0.812V），硝基咪唑修饰的探针更易被还原。4-（4＇-二甲氨基）苯基-3-羟基黄酮在6位和8位引入吗啉基后，荧光发射波长由545nm红移至554nm。荧光分子的荧光强度随pH的增加而增大，4-（4＇-二甲氨基）苯基-6,8-二吗啉基甲基-3-羟基黄酮在pH为7.8溶液中的荧光强度是在pH为5.0溶液中荧光强度的5倍；荧光分子的荧光强度随助溶剂极性的增加而减小，4-（4＇-二甲氨基）苯基-6,8-二吗啉基甲基-3-羟基黄酮在THF中的荧光强度高于在DMSO中；荧光分子的荧光强度随助溶剂量的增加而增大。将浓度为10μmol/L的探针作用于Hela细胞24h后没有表现出毒性；在乏氧细胞中，探针被还原，释放出荧光分子，显示出乏氧选择性，可用于乏氧细胞的检测。