含硫小分子化合物包括生物硫醇（半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽）、二氧化硫、苯硫酚等,它们在生物系统、工农业生产中发挥着重要的作用。生物硫醇参与生物系统内氧化还原稳态和细胞内信号传导等生理及病理过程。二氧化硫是空气污染物的主要成分之一,其衍生物SO32-/HSO3-具有抑菌和防止酶促褐变的作用,因而常用于医药产品和食品中的抗氧化剂和防腐剂。苯硫酚是一种广泛应用于制药工业和农业生产的有机硫化合物,苯硫酚进入生物体内则会导致一系列的不良反应,同时也是一种严重的环境污染物。荧光探针检测方法具有无损、实时、检测限低、灵敏度高等优点,所以利用有机小分子荧光探针来对这些含硫化合物进行特异性检测是近年来医药学研究领域的热点方向之一。本课题以喹啉和咔唑为分子骨架,对其进行结构修饰,合成了五类荧光探针。经系统筛选和验证,探针QN-DNP、探针QN-Cys、探针CA-SO2具有良好的性能,可实现苯硫酚、半胱氨酸以及二氧化硫衍生物的选择性检测。具体研究内容如下:1.本文开发了一种基于喹啉-氧杂蒽结构的新型荧光团QN-OH,该荧光团包含可修饰的羟基结构。引入2,4-二硝基苯基作为识别基团,合成了探针QN-DNP。苯硫酚可与探针结构上的2,4-二硝基苯基部位发生芳香亲核取代反应,从而释放QN-OH荧光团,产生近红外荧光信号。该探针可高选择性和灵敏地对苯硫酚进行检测,检测限为78 n M,并且可以在较宽p H范围内对苯硫酚进行特异性检测。探针QN-DNP具有良好的生物相容性和低细胞毒性,并且具有大斯托克斯位移（105 nm）和近红外荧光发射(λem=685 nm)性质,可用于细胞和斑马鱼中苯硫酚的检测和成像。2.本文进一步对喹啉-氧杂蒽荧光团QN-OH进行结构改造,在羟基部位接入丙烯酸酯基团作为半胱氨酸（Cysteine,Cys）的识别位点,设计合成了可特异性检测半胱氨酸的近红外荧光探针QN-Cys。Cys结构中的巯基可与探针结构中的丙烯酸酯部分发生迈克尔加成反应和分子内环化,释放QN-OH荧光团,而具有相似结构的同型半胱氨酸（Homocysteine,Hcy）和谷胱甘肽（Glutathione,GSH）则由于环化反应速率和空间结构位阻的限制,很难与探针快速反应释放荧光团,所以该探针对半胱氨酸的检测具有较高的特异性和灵敏性。探针QN-Cys具有良好的生物相容性、低细胞毒性和大斯托克斯位移（105 nm）,可用于细胞和斑马鱼中内源性和外源性半胱氨酸的检测和成像。3.本文以具有刚性共轭结构的咔唑作为骨架结构,与苯并噻唑共轭连接,设计合成了一种可特异性检测二氧化硫衍生物的荧光探针CA-SO2。该探针在589 nm处显示强烈的荧光信号,HSO3-与共轭双键发生亲核加成反应导致共轭结构破坏,从而荧光信号显著减弱。探针CA-SO2具有非常快的响应（＜2 min）,并且HSO3-的加入可使探针溶液的颜色由橙色变为无色,可实现裸眼观察探针对HSO3-的响应。该探针还具有大斯托克斯位移（129 nm）、良好的生物相容性和低细胞毒性,可用于细胞和斑马鱼中二氧化硫的灵敏检测和成像。