研究表明,二氧化硫及其衍生物在生物体中可以增强有害物质的水溶性,有利于有害物质排出体外,但是过多的亚硫酸根又会导致生物体内部的病变,产生多种疾病。在日常生活中,二氧化硫主要是通过两种途径进入生物体内,第一种是由天门冬氨酸转氨酶直接催化代谢生物体内的含硫氨基酸从而产生二氧化硫;第二种是由化石燃料的燃烧和含硫矿石的冶炼所释放于大气中的二氧化硫气体进入呼吸道很容易形成亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。对于第一种情况我们设计合成了一个有机分子探针实现了半胱氨酸在细胞内代谢的可视化检测。对于第二种情况,由于空气中背景复杂,且干扰比较多,而上转换是近红外光激发,没有荧光杂质,所以我们利用制备的上转换探针实现对二氧化硫的检测。本论文的具体研究工作如下:(1)8-溴辛酸和2,3,3-三甲基吲哚之间通过亲核取代反应生成水溶性较好的中间体产物,再通过羟醛缩合反应与吲哚-6-甲醛合成花菁骨架的有机荧光分子。通过超导核磁共振波谱仪、液相色谱-飞行时间质谱仪、紫外可见吸收光谱仪、荧光光谱仪等表征手段,得到亲水性强、选择性高、灵敏度高的有机荧光分子探针。(2)以镧系金属的醋酸盐为原料,使用高温注射的方法制备出尺寸均一,形貌规整,大小合适的Na YF4@Na YF4:Yb,Tm和Na YF4:Yb,Tm@Na YF4两种上转换纳米颗粒,由于处于高温油相的反应体系内,疏水性的油酸分子包裹在上转换纳米颗粒的表面,为了提高上转换纳米颗粒的亲水性,采用乙醇酸剥离的方法除去其表面的油酸分子。为了降低颗粒的表面缺陷对上转换纳米颗粒光谱性能产生的影响,在无配体包裹的上转换纳米颗粒的表面修饰聚乙烯亚胺。通过透射电子显微镜、荧光光谱仪等表征手段,我们得到了功能化的上转换纳米颗粒。(3)我们将功能化的上转换纳米颗粒作为荧光共振能量转移的供体与对二氧化硫衍生物具有特异性响应的合成的有机荧光分子探针作为荧光共振能量转移的受体通过适当的作用制备出一种上转换探针,通过加入二氧化硫衍生物使得上转换纳米颗粒的荧光发生变化,进而可以检测出二氧化硫衍生物的含量。