基于荧光的传感器和显像剂已常规应用于生物学、生理学、药理学,环境中选择性检测生物或重要物质也发展了大约150年。荧光探针的使用彻底改变了我们对一系列生理或病理过程的理解,并为检测可能释放到环境（液体或气体）中的有害物种提供了有效的传感信号。尽管在这一令人兴奋的领域取得了重大进展,但仍然存在一些挑战,包括水溶性、适用性、选择性和灵敏性。由于双光子吸收是长波激发,短波发射,能有效的减小对细胞的伤害,而且其荧光发射发生在较小的区域所以能提高空间分辨率从而广泛应用于生物成像。螺二芴分子是由上下两个垂直的芴环构成。这样的结构避免了化合物的堆积,提高荧光量子产率;通过调节上下两个芴环能够调节共轭程度;螺二芴分子的2、9、2′、9′四个位点是活性位点,易于修饰。本课题是在螺二芴的9位修饰氨基,然后在氨基上接有识别功能的基团,再在三苯胺修饰羟基以改善分子的水溶性,最终合成具有良好性能的双光子荧光探针。本文获得的主要结论如下:1、基于螺二芴为母体合成了SPF-A3、SPF-B3、SPF-C3、SPF-D2四个具有检测性能的双光子荧光探针。2、对化合物SPF-A3进行性能研究。其水溶性得到很大的改善,可溶于全水体系。发现其对SCN^-有高度选择性,在激发波长为375nm时,加入SCN^-后,荧光强度可增强2倍。在一定浓度范围内,随着SCN^-浓度增大,与荧光强度呈线性关系:Y=114.7[SCN^-]+1.8×10³,算得检测极限为130n M。3、对化合物SPF-B3进行性能研究。其水溶性得到很大的改善,可溶于全水体系。发现其对水合肼有较好的检测效果。在激发波长为375nm时,加入水合肼后,荧光强度可增强4倍。在一定浓度范围内,随着水合肼浓度增大,与荧光强度呈线性关系:Y=125.2[NH₂NH₂·H₂O]+750,得出检测极限为12n M,相比文献报道的低一个数量级。4、对化合物SPF-C2进行性能研究。发现随着测试体系含水量的改变,其荧光强度呈规律性变化。在一定范围内,其含水量与荧光强度呈线性关系。在1,4-二氧六环中,线性方程为:y=-1773x+4807,检测极限:0.0088%。在THF中,线性方程为:y=-1953x+3281,检测极限:0.0077%。5、对化合物SPF-D2进行性能研究。其水溶性得到很大的改善。发现其对Ba²⁺有特异选择性。在激发波长为375nm时,加入Ba²⁺后,其荧光立即猝灭,有较好的检测效果。在一定浓度范围内,加入的Ba²⁺浓度与荧光强度呈线性关系:方程Y=-130.1[Ba²⁺]+2996.6,算得其检测极限为76n M。而且此探针对酸碱的耐受性很好,适用的p H范围为6-10。