二氧化硫(SO2)是一种有害的环境污染物,被吸入人体后能快速生成亚硫酸盐。SO2在体内可内源性产生,在心血管系统中具有独特的生理调节作用。然而,过量的亚硫酸盐却能够对人和动物产生毒性作用,引发不良反应和疾病。细胞遗传物质DNA是一些抗癌药物的主要靶点,由于天然DNA的荧光量子产量较低,寻找外源性荧光探针便显得十分必要。本论文围绕亚硫酸盐和DNA的荧光探针的设计合成开展相关工作,具体内容为:在第一章中,我们主要介绍了SO2及其衍生物的来源和相关性质,以及DNA在生物体内的重要作用,并对前人设计的相关探针做出总结。在第二章中,我们基于分子内电荷转移(ICT)机理并以苯并花菁为发色团设计合成了三个荧光探针分子以用于检测亚硫酸盐。荧光探针的设计理念是:以α,β-不饱和双键为反应位点,选择性地与亚硫酸盐发生亲核加成反应,最终导致探针分子的光物理性质发生变化。通过对比三个探针分子对亚硫酸盐的识别性能,挑选出最好的荧光探针分子进行深入探究。由于所选的探针具有较低的细胞毒性以及良好的细胞渗透性,我们将其成功地应用于细胞成像实验,实现了对细胞内亚硫酸盐的荧光检测。在第三章中,我们以6-氨基喹啉为母体,设计合成了一种用于细胞核染色的绿色荧光探针。通过紫外、荧光光谱以及圆二相色谱测试,我们发现鱼精DNA、小牛胸腺DNA均能与所合成的探针发生相互作用,从而导致探针积聚在细胞核中。由于细胞核在生物体内具有重要的作用,我们还对探针进一步做了生物应用,通过荧光共聚焦显微镜细胞成像实验,与商用细胞核染色剂DAPI对比,证明所了合成的探针具有良好的性能并可用于活细胞的细胞核染色。