荧光成像具有操作简单、灵敏度高、可视化和样品检测无损等独特的优势,在分析物质组成、生命过程和医疗诊断等各个研究方面中具有重要的应用价值。尤其是在生物分子标记物的检测、定位示踪以及生物分子功能研究方面发挥着重要作用。目前,设计、合成具有高特异性和高灵敏响应的荧光探针仍是化学和生命科学家关注的重要课题之一。过氧亚硝酸根（ONOO-）作为生物体内一种高活性的物质,与关节炎、糖尿病、癌症、心血管疾病及神经退行性疾病等疾病密切相关。同时,相关研究表明ONOO-在生命体中会起到非常积极的作用,如通过硝化酪氨酸残基可实现信号传导,在免疫反应中对抗病原体的入侵。因此,体内ONOO-实时的浓度变化及其在体内分布情况的分析对生物学和生命医学的研究具有重要参考意义。然而,ONOO-具有半衰期短、浓度低等特点,从而使得开发能够对ONOO-具有高灵敏度和快速响应的荧光探针用于复杂生命体系中的研究仍是十分困难和必要的。基于上述考虑,本工作合理设计、合成了一系列的激活型高灵敏、快速响应荧光探针应用于ONOO-相关疾病特异性荧光检测中,实现对不同疾病过程中ONOO-的检测,探究ONOO-与相关疾病之间的联系,为药物的筛选、病症的早期诊断及治疗提供简单有效的评估手段。本论文主要分为五章,五章内容主要如下:第一章,绪论部分。介绍荧光探针相关的基础理论知识:主要包括荧光的产生原理、荧光探针的组成、探针的识别机理以及探针分子的设计原理,还介绍了生物体内ONOO-检测的重要性和必要性,当前ONOO-荧光探针的研究进展,并基于此提出了本论文的出发点和研究思路。第二章,设计合成了一种ONOO-激活型的双光子荧光探针BN-PN用于小鼠肝损伤过程中ONOO-的荧光成像。该探针对ONOO-具有较好的选择性,在体外测试实验中灵敏度高且荧光增强140倍,可用来对细胞水平上细微ONOO-变化进行双光子荧光成像。同时,探针BN-PN揭示了APAP（对乙酰氨基酚）药物诱导小鼠肝损伤过程中产生过高的ONOO-,而摄入NAC（N-乙酰-L-半胱氨酸）后可有效清除肝脏中ONOO-,减少小鼠肝脏ONOO-产生并减轻肝脏损伤的程度。此外,通过该探针还显示出小鼠服药期间摄入酒精后,小鼠肝脏中ONOO-浓度迅速升高,说明用药期间饮酒会进一步导致肝损伤和肝疾病的恶化。因此,本章节合成了一种双光子荧光探针BN-PN用于检测肝损伤过程中产生的ONOO-,可用于肝损伤程度的评价,为肝损伤的药物筛选提供了一种新方法,有利于新药的开发和药物的筛选。第三章,设计合成了一种高灵敏度的近红外荧光探针DDAO-PN用于检测小鼠炎症过程中ONOO-含量的变化。在溶液实验中,探针与ONOO-响应具有较高的灵敏度,在657 nm处的荧光强度显著增强了84倍,同时,反应速度较快（<30 s）。外源性ONOO-细胞成像显示出68倍的荧光增强（F/F0）。该探针可在体内检测药物诱导小鼠后腿肌肉炎症和腹膜炎症的生物标记物ONOO-,且荧光强度分别增强4.0倍和8.0倍,显著的荧光增强和快速响应可以使该探针对体内ONOO-进行实时、高的信噪比（S/N）的监测,因此,探针DDAO-PN可以作为一种高灵敏度、快速响应的近红外荧光探针用于炎症中ONOO-体内检测和高保真荧光成像,可对炎症相关疾病进行研究,为炎症与ONOO-之间关系研究提供了一种新方法。第四章,设计合成了一种高灵敏度AIE和ESIPT机制调节的红外荧光探针DPPO-PN用于检测风湿性关节炎过程的ONOO-含量变化。体外实验中,该探针表现出优异的光学性质、高灵敏度以及在<30 s内快速完成响应,同时在632 nm处荧光明显增强且增强了160倍;细胞实验中,探针对细胞外源性和内源性的ONOO-荧光成像分别增强了2.7倍和2.5倍。探针优异的荧光性质促使将其应用于LPS（脂多糖）/CFA（弗式完全佐剂）药物诱导风湿性关节炎模型小鼠中。在5 min内,探针与LPS/CFA两种方法诱导的风湿性关节炎模型中进行荧光成像,活体荧光分别增强了7.0倍和2.8倍,揭示了探针DPPO-PN能够对风湿性关节炎模型小鼠进行较好的活体荧光成像,同时说明了风湿性关节炎模型小鼠中存在ONOO-过表达,为风湿性关节炎的早期诊断提供了一种重要检测工具。总的来说,该探针不仅对ONOO-具有高灵敏度和快速的检测,还可为风湿性关节炎的早期诊断和发展过程检测提供一种实用和高效的评估手段。第五章,合理设计合成了三种以黄酮醇为荧光团的新型ONOO-激活型CO荧光供体应用于活细胞中成像和CO释放研究。该供体中1-甲基二氢吲哚-2,3-二酮,不仅可作为ONOO-的识别域,而且还可作为黄酮醇荧光团的荧光猝灭基团。其中探针FB-PN-3具有较好的水溶性,对ONOO-具有较好的特异性响应,体外溶液测试中在600 nm处产生175倍的荧光增强,且不受其他活性氧和活性氮的影响。探针FB-PN-3自身光稳定性好,与ONOO-快速反应后释放出荧光团,然后在可见光照射下实现CO的可控释放。同时探针FB-PN-3还对活细胞中外源性ONOO-进行了较好的荧光成像。因此,探针FB-PN-3不仅是一种新型特异响应ONOO-的激活型荧光探针,还是刺激-调控型CO释放供体,有望在未来CO气体治疗过程中揭示炎症、肿瘤等病理过程中ONOO-与CO治疗之间的相互联系,为CO对生命体相关疾病的治疗提供一种有用的方法。