在复杂的生命系统中,还原性物种通过调控生物体内氧化还原状态的相对平衡来维持细胞正常的生理过程。还原型辅酶I（NADH,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）是细胞中重要的电子传递载体,在呼吸链电子传递过程和能量代谢方面发挥着重要作用。生物小分子硫醇,如:半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（Hcy）、谷胱甘肽（GSH）以及硫化氢（H₂S）,在维持生物系统氧化还原状态的动态平衡以及机体正常运行方面发挥着举足轻重的作用。因此,在生物体内监测还原性物种的相对含量具有重要的生理学意义。近年来,荧光探针分子由于具有快速响应、灵敏度高、痕量检测、操作简便等特点备受广大科研人员的青睐,其与荧光成像技术相结合可以从分子水平上对各种疾病的发病机制进行探索。基于此,本论文以还原型辅酶I及硫醇类物质为检测目标,开展了以下工作:（1）在第二章中,以花菁染料为母体结构,引入喹啉鎓盐为识别位点,基于分子内电荷转移（ICT）机制,设计合成了对NADH高选择性识别的荧光探针DPMQL1和DPMQL2。光谱测试结果表明,上述探针与NADH作用后,紫外吸收光谱分别红移至528 nm和572 nm,溶液颜色发生明显变化。与此同时,荧光信号强度显著增强（分别增强31倍和12倍）,检测限分别低至0.36 n M和4.5n M。此外,探针具有较大的斯托克斯位移（分别为103 nm和92 nm）,使其在生物成像应用中可降低背景干扰。细胞成像实验结果表明,探针可实现细胞内对NADH的荧光成像且细胞形态良好,说明探针具有小的生物毒性和好的生物相容性及细胞膜透性。（2）在第三章中,以NBD-Cl为硫醇的识别位点,设计合成了选择性识别硫醇类物质（Cys/Hcy/GSH/H₂S）的荧光探针NBD-RH1、NBD-DPM及NBD-RH2。光谱测试结果表明,探针NBD-RH1能够利用紫外吸收光谱实现对GSH的检测,荧光发射光谱实现对Cys/Hcy的检测,从而根据光谱的不同达到区分检测Cys/Hcy与GSH的目的。与此同时,对Cys/Hcy的检测限分别为5.0 n M/3.96 n M,假一级反应速率常数分别为k_Cys=0.17121 s^-1,k_Hcy=0.02807 s^-1。探针NBD-DPM对Cys/Hcy具有好的选择性和高的检测灵敏度,检测限分别为17.9 n M/18.2 n M,其与Cys/Hcy作用的假一级反应速率常数分别为k_Cys=0.00541 s^-1,k_Hcy=0.00076s^-1。探针NBD-RH2对H₂S显示出高的选择性,检测限为18.5 n M。三种探针由于具有低的细胞毒性和好的膜透性,可实现活细胞内硫醇类物质的荧光成像检测。