光学成像（荧光、生物发光、化学发光）因其使用方便,成本低,时空分辨率高等特点已经成为成像领域的热点。与荧光相比,化学发光无需激发光源,避免了染料光漂白和生物组织自发荧光的干扰,具有极高的灵敏度;与生物发光相比,化学发光在使用过程中无需使用萤光素酶和ATP,增加了成像对象的多样性。化学发光有望在生物成像中显示出更高的信背景比（SBR）和更深的组织穿透等巨大优势。二氧杂环丁烷是文献报道的一类性能优良的化学发光分子,酚羟基被保护的二氧杂环丁烷具有良好的稳定性,可以掩蔽其化学发光,而游离的酚羟基能促进二氧杂环丁烷分解并发生化学发光,这一特性使其成为当前化学发光探针的研究热点。通过在框架上引入吸电子基团极大增强了化学发光在水中的量子产率,促成了各种高效化学发光探针的制备,可用于检测不同酶和分析物,在体内成像方面的应用具有良好的前景。但目前二氧杂环丁烷化学发光探针的研究仍处于起步阶段,值得进一步探索。本论文通过在二氧杂环丁烷上链接两种泛酸衍生物,设计出检测泛酰巯基乙胺酶的探针CL-N-PA和探针CL-PA。探针CL-N-PA额外引入了自环化基团N,N’-二甲基乙二胺结构,展现出更好的化学发光特性。该探针对泛酰巯基乙胺酶具有出色的检测限（0.02ng/m L）且不受潜在分析物的干扰,对泛酰巯基乙胺酶具有出色的选择性。该探针具有极低的细胞毒性且能够对Hela和Hep G2细胞内源性泛酰巯基乙胺酶进行成像。由于出色的发光强度,探针的化学发光信号能够轻松穿透20 mm的鸡肉组织。探针能过检测复杂生物体系中泛酰巯基乙胺酶活性,成功对炎症小鼠模型和1型糖尿病小鼠模型中泛酰巯基乙胺酶进行成像。基于相似的设计原理,本论文又通过在二氧杂环丁烷上通过对氨基苯甲醇共价连接甲基草酰基,设计出检测磷酸根离子（Pi）的探针CL-PO4。该探针能够被Pi特异性激活并释放化学发光信号。对Pi具有出色的线性响应和选择性,不受Pi类似物的干扰。探针CL-PO4具有极低的细胞毒性,能够对Hela细胞外源性Pi进行化学发光和荧光成像。