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荧光探针具有操作方便、灵敏度高、选择性好、时空分辨率高、响应时间短、无损伤样品的制备、快速实时原位检测等优点,基于荧光探针发展的荧光成像技术已在生物医学领域被广泛应用。目前,大量的荧光探针被广泛应用于生物活性分子的实时监测以及疾病的诊断,甚至应用于手术的导航,在生物医学和医疗诊断等领域发挥着重要的作用。本论文中,以生物医学应用为导向,选择与疾病相关的生物活性氧分子为检测目标,设计合成了多种新型的荧光探针,应用于过氧亚硝酸根以及次氯酸的检测。具体研究工作如下:1. 以具有螺环结构的荧光素、罗丹明和螺吡喃进行共价交联,设计合成了四例双螺环结构的荧光探针,进行了系统的光学性能测试,结果表明FLSP对活性氧ONOO~-具有高选择性、高灵敏度的响应。未加ONOO~-时,探针双螺环结构均处于闭环状态,荧光表现为“Turn Off”状态,当加入ONOO~-后,基于ONOO~-的强氧化特性,使荧光素半体中的羟基被氧化,并发生电子重排,致使荧光素和螺吡喃均开环,分子的荧光“Turn On”,基于荧光信号的增强从而实现对ONOO~-的检测。探针对ONOO~-的响应线性范围为20-100μM,检测限为122 n M。同时,初步考察了探针对细胞外源性ONOO~-的成像分析。2. 鉴于目前所报道的ONOO~-荧光探针,大多为单一信号的变化,基于罗丹明的母体结构,衍生设计了一种比率型荧光探针Rhod-DCM-B,实现了对活性氧ONOO~-的比率型检测。探针在3号位引入了二氰基亚甲基-4氢吡喃,由于二氰基亚甲基-4氢吡喃与罗丹明共轭相连,使其荧光发射达到近红外区域670 nm,并以苯硼酸酯为识别基团。加入ONOO~-后,与苯硼酸酯发生反应进而使得罗丹明开环,表现为罗丹明的荧光发射,随着ONOO~-浓度的增大,670 nm处荧光发射峰不断减弱,570 nm处荧光发射峰逐渐增强,从而实现了对ONOO~-的比率型检测。探针对ONOO~-的响应线性范围为1-20μM,检测限为52 n M。3. 基于二氢吡啶侧基设计合成了荧光探针PD,可高选择性检测HCl O,并提出了一种新的识别机理。探针本身在445 nm处有很强的荧光,加入HCl O后,HCl O跟二氢吡啶侧基的不饱和键进行加成,破坏了共轭程度,使445 nm处荧光淬灭。由于其特殊的反应机理,使得探针对HCl O有高选择性,并通过质谱分析对机理进行了验证。研究结果表明,探针对HCl O的响应线性范围为1-8μM,检测限为51 n M。探针被成功用于HCl O外源性和内源性HCl O的检测。