荧光探针是目前比较有效的将不同物质间的相互作用后产生的化学信息转变成荧光信号的检测方法。通过多年的发展,荧光探针已经逐步取代了传统的检测技术,成为医学领域和现代科学中非常重要的组成部分,比如:生物检测、临床医学、药物筛选、材料科学、分析、环境化学等等。而目前已经发展报道的荧光团包括很多种,如:荧光素、吩噻嗪、喹啉、喹诺酮、香豆素、氟硼荧、罗丹明等,因这些荧光团具有发光效率高、稳定性好、并且能够很好的与生物体兼容等特点而被大量应用到我们的现实生活中来。本论文以氟硼荧和喹诺酮作为主要的荧光发色团,把生物体中存在的一氧化氮(NO)、生物硫醇(RSH)以及对人体产生较大危害的神经毒气分子光气作为研究对象构建了一系列的荧光探针。具体内容为:1:设计合成了以氟硼荧为母体的荧光发色团用来检测NO的荧光探针8-HB。8-HB首次以联胺作为反应位点,在有氧条件下与NO反应,主要生成了脱去联胺的绿色荧光氟硼荧和无荧光的叠氮氟硼荧两种化合物。8-HB只对NO有专一性、灵敏性检测,而对其他活性氮、氧和金属离子不响应。探针及其与NO反应生成的两种物质,即使在肿瘤细胞中的浓度高达60μM,该细胞的存活率依旧不低于80%,并且8-HB能够同时检测生物体外加的NO溶液和在外界三种刺激下细胞自身产生的NO。2:设计合成了以氟硼荧为母体的荧光发色团o-Pah和o-Pha,它们分别以BODIPY8号位连接两个3’-氨基-4’-羟基苯及3’-羟基-4’-氨基苯作为光气的反应位点。具有o-(3’-羟基-4’-氨基)的o-Pha探针比具有o-(3’-氨基-4’-羟基)的o-Pah探针表现出更好的传感性能。例如:低背景荧光、低检测限(LOD)和较快的响应速度。根据比较的结果,扩展了荧光探针o-Pha的3,5号位的共轭链并且以3’-羟基-4’-氨基苯作为识别位点,构建了红色荧光探针o-Phae。o-Phae探针对三光气具有高的灵敏度(LOD=0.88 nM),能够很好的区分NO、神经毒气、酰氯分子。此外,通过将o-Phae固定在聚氧化乙烯膜中,从而制得一种简便的光气测试试纸,可以快速、选择性地检测气相中的光气。3:以氟硼荧为母体,设计合成了共轭链更长的荧光发色团BODIPY-1,该探针能够实现对光气以及磺酰氯的比色型识别。实验表明,探针BODIPY-1对光气的检测限达到68 nM,测试溶液的颜色由反应前的蓝色变成粉色,荧光由无色变成橙红色。通过将BODIPY-1负载在聚氧化乙烯上制备的检测试纸,能够很好的在气相中检测光气分子。4:设计合成了五种不同类型的基于喹诺酮的荧光探针(QB-1、QB-2、QB-3、QB-4和QB-5)来检测生物硫醇。其中,红色荧光探针QB-5表现出较好的传感性能。对Cys(LOD=0.17 μM)和GSH(LOD=0.46 μM)表现出高选择性和良好的灵敏度,并且可以在不同的荧光通道区分Cys、GSH和Hcy。例如,探针对Cys的荧光“打开”位于420 nm,对GSH呈现位于643 nm/537 nm的比率荧光,而对Hcy没有响应。此外,QB-5可以应用于活细胞中两种荧光通道检测内源性的Cys和GSH。