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小分子硫醇和金属离子在生理过程中具有重要的作用，对它们的检测在生命科学和临床诊断中具有重大的意义。相比常规的检测方法，荧光分析方法具有良好的选择性和灵敏度，实时和动态检测目标分析物，并在亚细胞结构层次区分物质含量和分布。罗丹明B荧光染料由于具有良好的光学性质，价格便宜以及近红外的荧光发射等特点，使其成为一个设计金属离子和硫醇探针的良好平台。本文利用罗丹明B衍生物的开环荧光响应机理设计一系列荧光分子探针L1-L3，具体内容如下: a)经过1H NMR，13C NMR和HRMS的表征，本文成功设计合成三个荧光分子探针L1，L2和L3。 b)在第二章中，将罗丹明B的衍生物与马来酸酐连接，合成出一种荧光分子探针L1。光谱测试表明，探针L1对GSH具有良好的选择性，并排除其他氨基酸和离子的干扰，其对GSH具有较低的检出限(0.219μM)。通过机理分析，探针L1与GSH形成1∶1的复合物。此外，活细胞中的细胞毒性和荧光成像结果表明，探针L1具有良好的生物相容性和膜透过性，并可应用在活细胞中GSH的检测。 c)在第三章和第四章中，罗丹明B的衍生物，分别缀合2-甲氨基吡啶和色酮-3-甲醛，合成出两个荧光分子探针L2和L3。荧光和紫外光谱测试表明，探针L2和L3对Fe3+具有良好的检测效果。综合比较，相对于L3对Fe3+的检出限(0.524μM)和结合常数(5.06E3 M-1)，L2具有较低的检出限0.403μM和较大的结合常数2.66E5 M-1。此外，L3对Fe3+具有较短的响应时间。HeLa细胞中的荧光成像表明L3可以在活细胞中检测Fe3+。