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二氧化硫和生物硫醇（谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸）在生命体的多种生理过程中发挥着重要作用。建立快速、准确、简便的分析方法,对监控生命体的生理状况有着非常重要的现实意义。相对于传统色谱、电化学方法,荧光光谱法具有易于处理、速度快、成本低、低检测限、操作简单等优点,在二氧化硫和生物硫醇检测上有着特殊的优势。基于此,本论文拟设计和制备一种应用于活体检测的新型荧光探针,赋予其大Stokes位移、高荧光量子产率、高稳定性、高生物兼容性等特点,实现不同荧光通道内二氧化硫和生物硫醇的分别检测。具体工作如下:1)第一章:概述了二氧化硫及生物硫醇的生理功能,阐述二氧化硫和生物硫醇荧光探针的设计策略和研究进展,并对不同策略检测的优点和缺点进行总结。同时,对二氧化硫/生物硫醇双功能荧光探针的研究现状进行分析,结合二氧化硫和生物硫醇荧光探针设计策略的优缺点以及苯并吡喃鎓盐作为荧光团的优势,提出了本论文的立题依据和二氧化硫和生物硫醇双通道荧光探针的设计思路。2)第二章:苯并吡喃鎓盐（BPOH）是一类具有罗丹明染料类化合物结构的近红外染料,具有Stokes位移大,量子产率高,能有效避开生物样品的自吸收及自发荧光所造成的背景干扰等优点。本章以BPOH为荧光团,对其分子结构中酚醚部位分别修饰上硫醇反应位点,包括2,4-二硝基苯磺酰基,2,4-二硝基酰基,取代吡啶、吡嗪等强吸电子基团。合成了BPO-Py-diNO2、BPO-Py-3-NO2、BPO-Py-5-NO2、BPO-DNP、BPO-DNSP等12种化合物,并采用1H NMR、13C NMR和HRMS等波谱手段段对其结构进行了表征,证明合成思路可行。3)第三章:采用紫外-可见光谱法、荧光光谱法对上述化合物的其中五个化合物（BPO-Py-3-NO2、BPO-Py-5-NO2、BPO-Py-diNO2、BPO-DNP、BPO-DNSP）的紫外和荧光光学性质进行详细考察。研究发现,不同的强吸电子基团、相同强吸电子基团上硝基位置的不同以及硝基数目均会在一定程度上影响探针对二氧化硫响应的灵敏度。这5种化合物对二氧化硫表现出一定的响应,这5种化合物中又有BPO-Py-diNO2和BPO-DNSP这2种化合物同时对二氧化硫和生物硫醇有响应。上述结果表明硫醇的反应位点——酚醚的保护基团不仅对探针选择性检测硫醇具有非常重要的作用,还可以调节碳碳双键（二氧化硫的反应位点）的电荷分布,从而改变探针对二氧化硫的选择性和灵敏度。需要强调的是BPO-Py-diNO2和BPO-DNSP这2种能够同时响应二氧化硫和生物硫醇的化合物其修饰基团具有非常强的吸电子能力。而且它们均具有大斯托克位移（二氧化硫斯托克位移为105 nm,生物硫醇斯托克位移为109 nm）,二个通道荧光位移达170 nm。这为同时检测二氧化硫和生物硫醇提供了可能。4)第四章:首先采用CCK-8法对上述5种化合物的细胞毒性进行了考察。结果表明BPO-Py-3-NO2、BPO-Py-5-NO2、BPO-Py-diNO2、BPO-DNP、BPO-DNSP均具有一定的细胞毒性,但整体仍表现出较好的生物相容性。同时发现它们细胞毒性呈一定规律性,即取代基团为吡啶的探针表现出较高的细胞毒性,而杂环上脂溶性的基团有利于改善探针的细胞毒性。在上述5种化合物中,BPO-Py-diNO2和BPO-DNSP即能够同时响应二氧化硫和生物硫醇的化合物,又表现出较低的细胞毒性。同时激光共聚焦共定位实验表明BPO-Py-diNO2和BPO-DNSP均具有非常好的细胞穿透性,可以在溶酶体靶内富集从而具有溶酶体靶向性。依据上述发现,分别采用上述两种染料对HeLa细胞溶酶体中二氧化硫和生物硫醇进行同时检测,结果上述两种染料可靶向性地实现对HeLa细胞溶酶体中二氧化硫和生物硫醇的荧光成像。该研究为深入理解二氧化硫和硫醇的生理功能和相互关系提供了基础,也展示出应用于二氧化硫和硫醇相关疾病检测的潜力。