核糖核酸（RNA）是由核糖核苷酸组成的生物大分子,主要影响细胞的基因编码,调控和表达。RNA作为重要的信号分子,将遗传信息从DNA传递到蛋白质,参与生命系统的基因表达和信号转导过程。RNA还可以通过改变自身的结构来控制基因表达。因此,实现RNA可视化对研究RNA在调节细胞代谢过程中的作用非常重要。小分子荧光探针是生物成像过程中必不可少的工具,目前已经有多种小分子荧光探针应用于特异性检测生物体内的生物分子。核酸与其他的细胞成分（如某些生物物种和细胞器）之间的存在着一定的联系,可以采用小分子荧光探针作为了解它们在生理学和病理学中的位置、功能和相互之间关系的新途径。RNA荧光探针已成为研究生物学领域RNA功能的强大且用途广泛的工具。与基于蛋白质和寡核苷酸结构设计的RNA荧光探针相比,小分子RNA荧光探针由于其独特的优势（如空间分辨率高,膜通透性好和优异的光物理特性）被广泛应用。但目前用于分析RNA的商业荧光探针只有一种（SYTO RNA Select）,因此设计合成能够特异性检测RNA的小分子荧光探针具有重要意义。本论文结合目前的研究现状设计合成了三种能够在生物体系中识别RNA的小分子荧光探针,并通过实验进一步阐述了它们的应用。第二章中设计了一种基于咔唑基团的小分子RNA荧光探针TP-MIVC。该探针可以同时以不同的荧光信号对多种生物系统中的RNA和H₂S进行检测。光谱实验中TP-MIVC在水溶液中呈现弱的荧光,随着RNA的增加,在625 nm处荧光强度增强了12倍,而在HS^-存在下,550 nm处荧光强度明显增强。TP-MIVC能够在细胞成像时在蓝色通道检测H₂S,而在红色通道识别RNA。TP-MIVC能以两组不同荧光信号同时检测斑马鱼中的RNA和H₂S。此外,探针TP-MIVC首次通过RNA的荧光成像实验来区分正常小鼠和肿瘤小鼠。第三章中构造了一种基于吲哚基团能够用于在活体系统中对RNA和SO₂进行成像的小分子探针EPI-RS。EPI-RS通过“turn on”和“turn off”荧光信号分别对生物成像过程中RNA和SO₂进行成像。由于探针独特的V型结构,在光谱测试时可以看出随RNA的加入荧光增强。通过RNase消化实验证实探针可以识别细胞内的RNA,探针主要聚集在细胞核仁处。此外,EPI-RS实现了小鼠肝组织RNA的可视化。探针EPI-RS能够应用于斑马鱼与小鼠成像。第四章构建了新的共轭体系并设计合成了吡咯单离子盐MR-IDE。采用此离子盐作为一种新型的荧光平台,基于特殊的结构识别RNA,引入了线粒体位点从而可以识别mtRNA。通过共定位实验发现MR-IDE分布于细胞质的线粒体中,在核仁内的荧光强度明显高于细胞核内。RNase消化实验进一步证明探针能够识别癌细胞和巨噬细胞的RNA。MR-IDE具有高选择性、光稳定性、低细胞毒性和良好的细胞膜通透性等优点。