近年来，癌症患者死亡率居高不下，其主要原因是癌症早期确诊困难。若癌症能在组织癌变早期得到确诊，癌症的死亡率将会大幅下降。研究发现，多数肿瘤都具有乏氧的微环境，因此对肿瘤进行乏氧成像可以为肿瘤的早期确诊提供新的思路。在众多的成像技术中，荧光成像正以其独特的优势（易操作、低毒性、成本低、稳定性高等）日益得到关注。所以，利用荧光探针对肿瘤进行乏氧成像，具有重要的意义。　　本文设计了一类新型乏氧荧光探针，该探针通过对硝基还原酶(NTR)的高灵敏度、高选择性的检测实现对不同乏氧程度的肿瘤细胞和组织的荧光成像，旨在推进荧光成像技术在肿瘤早期诊断领域的应用。　　第一章介绍了本课题中探针设计的生物理论基础，并对近些年的乏氧荧光探针在肿瘤荧光成像中的应用做了相应的综述，提出自己的课题。　　第二章设计合成了三个以荧光素为荧光基团，以硝基苄基为检测基团的荧光探针。这三个探针的合成步骤简单易行，产率较高。　　第三章首先在缓冲溶液中发现探针对NTR的检测具有较高的灵敏性、选择性和信噪比。随后，通过理论计算和还原产物的提纯分析，提出了探针的工作原理。然后，探究了探针对多种癌细胞的乏氧荧光成像性能，发现随着癌细胞乏氧程度的加深，荧光强度也逐渐增强，这说明探针具有活体肿瘤乏氧成像的潜质。此外，对上述细胞中NTR的含量进行了定量分析，发现在同一种癌细胞中NTR的含量与该细胞的乏氧程度无关。最后，在活体层面探究了探针对不同乏氧程度肿瘤的荧光成像能力，并再一次证明了NTR的含量和肿瘤的乏氧程度无关。　　第四章为获得具有肿瘤靶向性的探针，引入了RGD环肽，合成了荧光探针FBN-4。在缓冲溶液中，FBN-4展现了对NTR较高的灵敏性、选择性和信噪比。随后，用单光子发射计算机断层成像术对FBN-4的对肿瘤组织的靶向性进行了相关的探索。　　第五章结论。