半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）是哺乳动物细胞中含量最丰富的小分子含巯基氨基酸（生物硫醇）,它们的结构与化学性质非常相似,但是在细胞或血清中的浓度与生物学功能却截然不同,含量异常会导致心血管系统疾病、阿尔茨海默病和细胞氧化还原稳态失衡。二氧化硫（SO₂）是Cys的代谢物,具有保护心血管系统和抗菌等重要作用。因此,发展简单可靠的荧光探针同时区分、定量检测细胞或血清中的生物硫醇,实时监测它们的产生、浓度变化及代谢等过程具有重要意义。本论文的主要内容如下:1、设计并合成了一种双发射、线粒体靶向的SO₂荧光探针Mito-PTB。基于分子内电荷转移（ICT）和聚集诱导发射（AIE）机制,以菲并咪唑和花菁模块实现双通道荧光增强和线粒体靶向性。探针Mito-PTB可快速高灵敏度检测SO₂衍生物,在不同的激发波长下发射450 nm和605 nm的蓝光和红光,成功用于活细胞线粒体中SO₂衍生物的双色荧光成像分析。2、设计并合成了一个多反应位点的多信号荧光探针BCC用于同时区分Cys、Hcy和GSH。利用三种生物硫醇中巯基与氨基的空间距离不同,以4-氯代香豆素衍生物和苯并噻唑-2-乙腈合成了具有四个不同空间距离的反应位点的探针BCC,可同时区分Cys(λ_ex/λ_em=360/457 nm)、Hcy(λ_ex/λ_em=480/559 nm)和GSH(λ_ex/λ_em=400/529 nm),成功用于不同细胞中外源性Cys、Hcy、GSH和内源性Cys、GSH的同时区分荧光成像分析。3、设计并合成了一个多信号荧光探针1用于同时可视化细胞中内源性的Hcy、Cys、GSH及其相互转化。探针以香豆素为荧光团,含有提高荧光量子产率的N,N-二丙氨基环结构和改善水溶性的乙酸乙酯基团,实现了高灵敏度、高选择性同时区分Hcy(λ_ex/λ_em=375/467 nm)、Cys(λ_ex/λ_em=400/503 nm)和GSH(λ_ex/λ_em=500/568 nm),成功用于同时可视化细胞中内源性的Hcy、Cys、GSH及其相互转化。