荧光探针具有选择性好、灵敏度高、操作简便快速、对检测物损伤少等优点已被广泛应用于检测环境和生物体系中的金属阳离子、阴离子、生物体内活性小分子等方面。咕吨类染料因为具备荧光量子产率高、光稳定性好、摩尔消光系数高、较长的激发波长和发射波长等优点受到广泛关注。本文主要工作是设计合成新型咕吨类荧光探针分子,并对其识别金属阳离子或者含硫活性小分子的性能进行了研究,探讨了该类探针分子在环境或者生物体系中的应用价值。第一部分本文的研究背景,简要介绍了荧光探针的定义、结构分类和几种常见识别机理。本章重点介绍了识别金属离子(Cu2+, Fe3+,Hg2+)的荧光探针,识别生物硫醇荧光探针、S-亚硝基硫醇荧光探针和苯硫酚荧光探针的研究现状。第二部分设计合成了三个基于罗丹明B和单糖的荧光分子探针,研究表明其可以在乙腈水溶液中对Cu2+进行专一灵敏的识别,并能通过体系颜色变化实现对Cu2+的裸眼识别；其对Cu2+的检测限符合中国国家饮用水标准,同时通过活细胞荧光成像实验成功的将其应用于活细胞中Cu2+的检测,该类探针具备较好的实际应用价值。第三部分设计合成了三个基于罗丹明B的荧光探针分子,其可以在甲醇水溶液中专一灵敏的识别Fe3+,并能通过溶液体系颜色变化实现对Fe3+的裸眼识别；通过活细胞荧光成像实验成功的将其应用于活细胞中检测Fe3+。第四部分基于罗丹明B设计合成了两类Hg2+荧光探针(HgP1, HgP2)。探针HgPl在纯水溶液中对Hg2+具备高效专一的选择性,具备较强的抗阳离子和阴离子干扰能力,并可以通过溶液颜色变化实现裸眼识别；该探针克服了常规Hg2+荧光探针需要在含大量有机溶剂的体系中才能发挥作用的弊端：同样探针HgP2在CH3CH2OH-H2O(1/1,v/v)体系中对Hg2+具备高效专一的选择性,具备较强的抗阳离子和阴离子干扰能力,并可以通过溶液颜色变化实现裸眼识别。通过细胞荧光成像实验,两个探针均可以在活细胞中识别Hg2+,具备较好的实际应用价值。第五部分设计合成了三个对生物硫醇具备快速检测能力的探针,三个探针分子在PBS buffer (50 mM, pH 7.4)含有10% DMSO的体系中对生物硫醇具备快速灵敏的检测能力,通过细胞成像实验,本文成功的将探针RSHP3应用于生物活细胞中检测生物硫醇,实验结果表明该类探针分子具备较好的实际应用价值。第六部分设计合成了一个对生物体内S-亚硝基硫醇(RSNO)具备快速检测能力的探针,该探针分子在Tris-HCl buffer (50 mM, pH 7.4,1% DMSO)体系中对包括内源性GSNO在内的RSNO具备较好的选择性；同时成功的将该探针应用于去蛋白的小牛血清中检测GSNO,进一步增强了其实际应用价值。第七部分设计合成了一个基于亲核加成反应的苯硫酚类荧光探针,该探针在PBS (50 mM, pH 7.4)缓冲溶液含有5%DMSO的体系中对苯硫酚具备快速灵敏的选择性。