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利用荧光分子成像技术研究细胞内活性小分子的病理和生理功能一直是研究的热点,其中含氮小分子如过氧亚硝酸根离子（ONOO-）、氨基酸、肼等因其对人类健康和环境的影响受到人们的关注。因此开发具有选择性好、灵敏度高、响应速度快、背景干扰小、对生物体损伤小等特点的识别含氮小分子的荧光探针在生物检测及环境治理等方面十分重要。本文基于一些有优良特性的荧光团连接特异性识别基团设计合成了几例新型荧光探针,结合共聚焦成像技术实现了对生物体系中过氧亚硝酸根阴离子、肼的实时检测。具体内容如下:（1）过氧亚硝酸根离子（ONOO-）与各种生理和病理过程密切相关,因此对ONOO-实时、选择性和灵敏检测非常重要。本文设计合成了一种以苯并吲哚菁荧光团为骨架,二苯基次膦酰基为羟基保护基团的检测生物体系中ONOO-的荧光探针CyPP。当CyPP与ONOO-响应时,CyPP释放出羟基荧光团,其紫外吸收有大的红移（527-360=167 nm）,荧光强度在572 nm处增强20倍。该探针通过光谱法定量和灵敏地检测ONOO-,荧光法检测限为0.38μM,紫外可见光谱法检出限0.50μM。探针CyPP具有良好的水溶性和细胞膜通透性,并被成功应用于HeLa细胞成像。（2）基于分子内电荷转移（ICT）机制,设计并合成了一种新型的近红外（NIR）、裸眼荧光探针DCIPP,其具有“开启”荧光特性,用于检测活细胞中的ONOO-。探针DCIPP由二氰基异佛尔酮电子受体骨架和反应性电子吸附基团二苯基膦酰基组成。加入ONOO-后,DCIPP的荧光强度在665 nm处明显增强,同时DCIPP溶液的颜色从淡黄色到紫色,基于ONOO-的亲核性,该探针显示出对ONOO-高选择性检测优于其他各种生物活性分子,并且通过光谱法定量和灵敏地检测ONOO-,荧光法检测限为33 nM,紫外可见光谱法检出限0.29μM。基于以上优点,DCIPP被成功应用于HeLa细胞和HepG2细胞以及斑马鱼成像。（3）肼和它的水溶液对人和动物具有非常高的毒性,已被确定为环境污染物和可能的人类致癌物质。本文利用肼的亲核性质构建了一种基于香豆素衍生物为骨架,苯甲酰基为N2H4识别的基团的荧光探针CCB。肼进攻CCB发生亲核反应,然后再与苯甲酰基发生消除反应,释放出荧光团。荧光强度增强11倍,探针CCB对肼的识别具有反应速度快（10 min）,检出限低（14 nm）等优点,并被成功应用于细胞成像。