近年来,随着激光共聚焦和生物荧光成像技术的迅速发展,生物荧光成像技术在化学、环境科学、生物、医学和药学等各个领域中发挥着重要作用。荧光探针是生物荧光成像技术的重要化学基础,实现生物荧光成像这一技术的关键之一在于荧光探针的设计与合成。研究表明,第四主族硅元素替换氧杂蒽结构中的桥连氧原子后,所合成的硅基取代罗丹明分子具有最大吸收和最大发射波长均位于近红外区、光稳定性好等诸多优势。因此,在荧光染料分子构建中,通过用硅原子取代桥接氧原子,可以有效实现荧光染料光谱调控,使有机小分子具有独特的光物理化学性质。在本论文中,我们通过将香豆素染料分子中的桥连氧原子替换为硅原子,设计开发一系列新型硅基香豆素染料,构建硅基香豆素荧光探针SiC-Azs和HSAs,进一步通过光谱分析、细胞和斑马鱼活体成像实验证实,荧光探针SiC-Az2可快速监测生物体内H2S水平的变化,研究也表明,HSA-7能监测胞中外源性人血清白蛋白。具体内容包括如下:（1）硅基香豆素衍生物的合成硅基香豆素,是典型的具有D-π-A推拉电子结构的小分子,我们通过对硅基香豆素结构改性,设计并合成了一系列硅基香豆素衍生物。此外,还考察了硅基香豆素衍生物光稳定性、溶剂化效应对其光谱的影响。引入不同的功能基团,能够实现硅基香豆素的光物理化学性质的调控,包括荧光发射波长、聚集解聚性质及光稳定性等等。（2）基于硅基香豆素的人血清白蛋白荧光探针的构建人血清白蛋白（human serum albumin,HSA）是血浆中最丰富的蛋白质之一,在各种生理过程中起着至关重要的作用。生物体系中相对较强的背景干扰、有限的选择性响应仍然是常规HSA探针中存在的部分问题。因此,本工作设计合成了一系列具有高选择性与高荧光响应信号的硅基香豆素小分子荧光探针HSA1-7。探针HSA1-7在与HSA结合后,荧光强度显著增强。其中,HSA-7具有极低的荧光背景以及高的信噪比。竞争性实验表明HSA-7与该蛋白可能存在双位点结合（位点I和位点II）。利用该探针成功实现了细胞中外源性人血清白蛋白的荧光成像研究。（3）基于硅基香豆素的硫化氢荧光探针的构建硫化氢（H2S）是活性硫物种（reactive sulfur species,RSS）的重要组成部分。H2S在调节细胞内氧化还原状态和诸多基本信号传导过程中均起着至关重要的作用。叠氮基团是常用的硫化氢识别基团,叠氮化物还原过程具有高度的选择性,但是其动力学相对较慢,这对于检测生物体内活性硫物种有一定的局限。因此,本工作设计合成了三种对于检测生物体内H2S具有超快动力学的硅基香豆素荧光探针SiC-Azs。其中,探针SiC-Az2在生理条件下对于检测硫化氢具有超快的动力学（25 s）、较宽的线性范围（5.0-450.0μM）和较低的检出限（0.30μM）。在本论文中,我们主要围绕硅基香豆素染料的设计合成与荧光探针的构建而展开的,设计合成了一系列硅基香豆素衍生物SiC-Azs、SiC-Ams、HSA1-7。我们研究其光谱学性质,并利用探针SiC-Az2超快速地检测硫化氢,利用探针HSA-7高选择性检测人血清白蛋白,并成功将SiC-Az2和HSA-7应用于生物荧光成像中。