荧光探针有高的灵敏度,高的选择性和好的生物相容性,广泛用于化学化工、材料化学、环境科学和生物医学等领域。本文通过设计并合成了四种荧光探针,实现了对内源性生物酶和气体信号分子的定量检测和生物成像。这些探针可分别用于碱性磷酸酶(ALP)、一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、和硫化氢(H2S)的检测。具体为:1.设计合成了一种基于半花菁的近红外(NIR)荧光探针(CyP),用于检测ALP的活性。该探针结构简单,合成步骤简单。此外,该荧光探针的荧光发射在738 nm处属于NIR区域,适用于生物成像。探针对ALP表现出高的灵敏度和低的检测极限(0.003 U/mL),且与ALP反应后荧光增强10倍,这与人体内的ALP水平相匹配。此外,该近红外荧光探针可用于生物样品如活细胞、组织中检测内源性ALP,并取得了令人满意的结果。2.设计合成了一种基于半花菁的近红外(NIR)荧光探针(CyAPC),用于检测线粒体中的CO。该荧光探针的荧光发射在736nm属于在NIR区域,适合于生物成像。此外,CyAPC分子中带有正电荷,可以在细胞的线粒体中进行定位。据我们所知,CyAPC是第一个在线粒体中检测外源和内源性CO的NIR荧光探针。此外,该近红外荧光探针可用于生物样品如活细胞、组织中检测外源性和内源性的CO,并取得了令人满意的结果。3.设计合成了一种荧光探针(ER-Nap-NO)能够定位并检测内质网中的NO。该探针对NO的检测有高的选择性、灵敏度可以很好地定位细胞内质网。基于以上优点,我们将探针运用于双光子成像活细胞内质网中内源性和外源性的NO。4.设计合成了一种新颖的双检测荧光探针(Mito-VS)可同时检测线粒体中的粘度和H2S。该荧光探针对粘度和H2S有高的选择性和灵敏度。Mito-VS被成功运用于检测活细胞线粒体中的粘度和H2S。