荧光探针成像为化学和生物等领域提供了一个强有力的检测工具,它有着极低的检测限和十分可靠的快速结果。荧光光谱技术的发展使得各类荧光传感器不仅在体外使用,而且在体内可用于细胞或组织的荧光成像,生物分子的实时检测等。长波长发射和近红外波段发射的荧光探针则拥有比起短波长发射的传统荧光探针更加优异的特性,有着更低的生物背景荧光干扰,更小的样品光损伤、更深的生物体组织穿透能力等。双光子荧光探针拥有更长的激发波长,更大的成像信噪比,更小的荧光背景干扰等传统探针无法比拟的优点。活性含氧物质（ROS）被证明在各种生理和病理过程中发挥着极其重要作用。活性含硫物质（RSS）被认为是血管生成、细胞凋亡、信号转导和神经调节等细胞调节功能的中枢介质。所以针对ROS与RSS的荧光成像有着十分重要的科研需求。荧光探针可以更好的揭示ROS与RSS的生化通路和生理作用。本文的探针设计以螺二芴作为探针的共轭骨架,通过创新的合成思路,在螺二芴骨架上构建了D-π-A结构以及细胞器靶向功能基团设计合成了新型基于螺二芴的长波长发射双光子荧光探针母体SPF以及用于检测H2O2的双光子荧光探针SPF-1,用于检测半胱氨酸（Cys）的双光子荧光探针SPF-2,用于快速检测H2S的双光子荧光探针SPF-3和用于检测H2S的双光子荧光探针SPF-4。总共四款基于螺二芴的长波发射双光子荧光探针。为荧光探针成像检测ROS和RSS提出了新的工具和方法。其中探针母体SPF拥有双光子吸收性能,较长的荧光发射波长、极大的斯托克位移（140nm）和溶酶体细胞器的靶向能力,衍生于探针母体SPF的荧光探针也拥有其优秀的性能。探针SPF-1能够对H2O2进行特异性检测,能够排除其他氧化性物质的干扰,检测极限达到57 n M。探针SPF-2能够对半胱氨酸进行特异性检测,不受其他RSS的干扰。探针SPF-3对H2S能够实现极快速检测,完成检测时间小于10s,且检测极限能够达到20 n M。同样探针SPF-4也拥有对H2S的特异性检测能力,检测性能优异。本文扩展了基于螺二芴骨架的荧光探针种类,提出了新的螺二芴修饰思路,也为荧光探针成像提供了新的工具和方法。