荧光生物成像已经成为医学诊断和生物分析中强有力的工具。已有大量用于检测金属离子、生物活性硫小分子、p H值的荧光探针被研发出来。但由于它们存在吸收和发射波长短,聚合诱导抑制（ACQ）效应,选择性差等问题,难以用于活体动物的成像。因此,开发简便、选择性好、灵敏度高的各类荧光探针仍具有重要意义。本文主要利用花菁素、类罗丹明骨架和其他种类的荧光骨架设计合成了9个分别对Cu2+、Fe3+、Na2S、p H和生物硫醇有特异性识别作用的荧光探针。具体内容如下:1、以花菁为骨架合成了近红外荧光探针TM1,兼具荧光共振能量转移效应（FRET）和聚集诱导发射效应（AIE）特异性识别二价铜离子。通过光谱测试,发现在THF/H2O（6:4,v/v）溶液中探针TM1能特异性识别Cu2+,抗干扰性能好;TM1对Cu2+具有双通道荧光识别;在750 nm处激发具有化学比率计量的特点,检测极限为1.4×10-6mol/L;线性检测范围广（0～0.1 m M）;与Cu2+为1:1参与识别反应;并利用核磁滴定对响应机理进行了探索;具有裸眼可以分辨的定性检测Cu2+的能力;斯托克斯位移达370 nm,p H在5～9的范围内对二价铜离子识别的影响小。综上,探针分子TM1有应用于生物对铜离子成像的潜力。2、以类罗丹明为骨架合成了近红外荧光探针TM2。将识别基团类喹啉与富电子基团二甲氨基苯基通过缩合反应,合成了另一个新型Cu2+探针TM4。通过光谱测试,发现在乙醇/H2O（5:5,v/v）溶液中探针TM2对Cu2+的识别具有良好的选择性和抗干扰能力,检测极限为2.3×10-6mol/L;线性检测范围广（0～0.2 m M）,探针与Cu2+为1:1络合;具有裸眼可以分辨的定性检测Cu2+的能力;其次我们将p H和Cu2+的加入作为化学输入端,荧光强度作为输出端,将探针分子TM2设计用作“与门”（And gate）逻辑门。探针TM4在乙醇/H2O（5:5,v/v）溶液中除去Hg2+外同样对Cu2+具有良好的选择性,检测极限为5.8×10-7mol/L,适合用于细胞中极微量的Cu2+的检测,其他性能还有待进一步探究。3、以花菁素为母体合成了新型Na2S近红外探针TM3。通过光谱测试,发现在乙醇/H2O（5:5,v/v）溶液中探针TM3对Na2S的识别具有良好的选择性和抗干扰能力,检测极限为2.0×10-7mol/L;探针与Na2S为1:1络合;该探针还具有裸眼可以分辨的定性检测Na2S的能力。4、通过对罗丹明的结构修饰合成了两个新型类罗丹明p H探针TM5和TM7。在探针TM5的基础上引入氨基硫脲识别基团合成了Fe3+荧光探针TM6。通过光谱测试,常见金属离子对探针TM5没有干扰;可以准确检测p H=2.5～3.5范围内的p H的变化;探针TM5的p H可逆性好,并且在自然光下就可以通过溶液颜色的变化分辨强酸、弱酸、弱碱和强碱溶液四种酸碱度的情况。只有Hg2+对探针TM7的p H识别有干扰;TM7适合准确检测p H=4.0～6.5范围内的p H的变化,探针可逆性良好。探针TM6对Fe3+的识别具有“off-on”效应;对Fe3+的检测极限为7.2×10-6mol/L;并且在自然光下具有裸眼可分辨溶液中Fe3+存在的能力。5、通过引入识别巯基基团2,4-二硝基苯磺酰基,成功合成生物硫醇探针TM8和TM9。通过光谱测试,发现在DMSO/H2O（5:5,v/v）溶液中探针TM8对含巯基化合物如半胱氨酸、同型半胱氨酸和2-氨基苯硫酚的识别具有良好的选择性;对2-氨基苯硫酚具有化学计量计的特点,检测极限为4.2×10-7mol/L;高半胱氨酸浓度在0～100μM范围内与荧光强度存在线性关系,检出限为3.56×10-5mol/L;探针TM8对半胱氨酸同样表现出化学比率型荧光响应,检测极限为1.67×10-5mol/L;同时,在可见光下借助探针TM8的颜色变化可以用裸眼识别高半胱氨酸的存在。探针TM9能够特异性检测半胱氨酸的浓度,不受其他常见氨基酸的干扰;半胱氨酸的检出限为4.4×10-5mol/L。