在众多荧光团中,香豆素具有很多作为荧光探针的优点,同时生物硫醇已被证明与许多疾病相关。因此本论文设计了10个基于香豆素结构的小分子荧光探针,检测了生物体内的硫醇分子,并对具有优异性质的传感器进行了相应的表征与生物成像实验。全文工作共分为四个部分:1.简要介绍了基于香豆素的小分子荧光探针用于特异性检测硫醇的研究现状及发展趋势。2.利用简单的单香豆素结构制备了一系列荧光传感器。由于香豆素分子较小,所以这些荧光探针具有很好的水溶性和细胞膜透过性。比如其中探针C1可以在一分钟内进入到Hek-293a细胞内并成像,并且还能够对植物细胞实现荧光成像。鉴于该系列探针良好的生物应用前景,我们用探针C2对小鼠实现了全身染色,并取主要脏器观察,也获得了很好的效果。由于易合成且结构简单,这类小分子荧光探针极具潜在的商业价值。3.为了克服单香豆素激发和发射波长过短的缺陷,制备了具有更长激发和发射波长的荧光团V型双香豆素。该荧光团具有500nm以上的荧光发射,并且有双光子激发性质,这对于生物应用来说是非常有利的性质。基于新开发的V型双香豆素设计了5个检测硫醇的生物荧光传感器,这也是双香豆素结构首次被应用于荧光探针,且首次被证明具有双光子性质。与不具有双光子性质的单香豆素相比,双香豆素可以实现具有一定厚度的生物样本的荧光成像。研究发现芳香二乙氨基具有溶酶体靶向功能,这为靶向荧光探针的设计提供了很大便利。4.通过简单的合成方法制备了一种与香豆素结构类似的连花青素结构,其具有620nm的荧光发射。该结构具有明显的双光子性质,而且由于是以盐的形式存在,所以水溶性极好。由于时间有限,只制备了一种基于连花青素的荧光传感器C10。经过初步研究发现,具有丙烯酸酯检测基团的C10可以特异性检测半胱氨酸。而且由于具有吡喃鎓结构,C10可以聚集在细胞核内RNA富集的核仁区域和细胞质的溶酶体中。