目前,荧光探针法已经成为识别和检测生物和环境中重要物种的首选方法,该方法能够实现对目标检测物的快速、无损且灵敏度分析,而且部分探针能够对特定亚细胞器中检测目标进行原位实时分析,将荧光探针与荧光成像技术相结合,可以监测活细胞及生物活体中相关生物分子的氧化还原代谢过程,有望应用于临床疾病的诊疗及病理探究。为了实现这一目标,荧光成像技术除了要求探针具备准确专一的检测目标分析物的能力还要求探针具备对检测物的活细胞成像能力,本论文以对人体代谢疾病至关重要的相关物质为目标分析物利用经典的氧杂蒽类荧光染料及半花菁染料设计合成了若干新型荧光探针,主要开展了以下工作:通过将硒原子引入到经典的荧光素染料中设计合成了两例具有监测HClO/Cys氧化还原动态平衡功能的可逆荧光探针Flu-Se1和Flu-Se2,利用光谱分析法及细胞成像法对探针的检测性能进行了评估。分析结果表明,针对HClO/Cys氧化还原体系,探针表现出专一识别性,探针除了具有检测灵敏度高（检测限分别为1.1 nM/3 nM和2.4 nM/1 nM）、响应速度快（<10 s）且能够实现循环检测氧化还原过程等优良检测性能外,还成功实现了对HeLa细胞HClO/Cys氧化还原过程的实时连续动态分析。利用氧杂蒽染料与4-氯吡啶盐酸盐反应合成了具有NADH识别检测功能的探针DER1,DER2。对于目标检测物NADH,两探针均表现出专一性识别性能;成功运用细胞荧光成像技术,实现了HeLa细胞外源NADH荧光成像检测,为检测细胞内源NADH奠定了基础,成像实验过程中探针表现出细胞膜通透性好、生物毒性低等优异的生物性能。同样基于氧杂蒽染料,设计合成了具有硝基还原酶（NTR）特异性识别功能的荧光探针Rhodol-NO₂,并利用荧光光谱评估了探针对于NTR的检测性能,为后续细胞实验奠定了基础。利用半花菁染料为基本框架,将吲哚与半花菁通过碳碳单键相连接设计合成了具有溶酶体靶向定位能力的粘度荧光探针Lyso-cy,探针成功实现对于溶酶体内粘度的专一性检测。细胞实验证实了探针具有检测HeLa细胞溶酶体粘度变化的能力。