1,8-萘酰亚胺具有较大的刚性共轭平面,极易修饰,在4-位引入供电子基团后可以发出强烈的黄绿色荧光,基于其良好的荧光性质,萘酰亚胺被广泛应用于荧光染料行业。萘酰亚胺衍生物还具有良好的生物相容性,基于萘酰亚胺结构的抗癌药物的研发一直都是研究热点。优越的荧光性质及生物相容性使其具有生物荧光染料的潜质;随着人们对荧光发光机理进一步了解,大量以萘酰亚胺为母体的荧光探针被设计合成出来,检测对象涉及阴阳离子、生物小分子、生物活性物质以及生物大分子等等;随着人们对生理病理学以及细胞学的深入研究,研究人员发现体内相关物质的异常波动和细胞器稳态环境的变化与某些疾病发展密切相关,而具有靶向功能的荧光探针无疑为研究病理状态下相关物质的浓度变化趋势与细胞器之间的关系提供了手段。在这里,我们设计合成了三个能够靶向亚细胞结构的萘酰亚胺结构荧光探针,分别实现了对线粒体甲醛（i）、内质网硫化氢（ii）、内质网硝基还原酶（iii）靶向检测。（i）甲醛是体内重要的活性物质（RCS）,它可以由线粒体中叶酸衍生物的脱甲基作用产生,并参与调节线粒体中的单碳循环过程。然而,甲醛含量的增加与很多疾病的发展过程密切相关,如阿尔兹海默病症,癌症等等。因此,研究线粒体中甲醛具有十分重要的意义。基于萘酰亚胺良好的荧光性质,本章设计合成了具有靶向线粒体功能的萘酰亚胺类甲醛荧光探针。结果表明MT-FA可以高灵敏的识别甲醛（识别前后荧光增强43.5倍）;另外,利用三苯基膦的靶向线粒体功能,MT-FA能够准确定位到线粒体中,并实现对线粒体中甲醛的实时检测,这对进一步研究甲醛在线粒体中生理功能提供了检测手段。（ii）硫化氢是体内重要的活性硫物质,与CO、NO并称为人体三大气体信号分子,硫化氢可以伴随着Cys代谢产生,其在调节血管生成、维持体内氧化还原态等生理过程发挥了重要作用;研究表明硫化氢还对体内某些疾病具有缓解作用,比如,硫化氢在保护由于缺血再灌注引起的基体二次损伤以及抵抗炎症等方面卓有成效。另一方面,细胞中的硫化氢过多,常常伴随着内质网稳态失衡而引起内质网应激。然而,硫化氢在内质网中作用机制尚不明确,为进一步弄清硫化氢与内质网的关系,我们设计合成了内质网靶向硫化氢的探针ER-H₂S,利用萘酰亚胺出色荧光性质,叠氮基团对硫化氢的识别能力,以及对甲苯磺酰基的靶向能力,我们成功实现了对内质网中的硫化氢进行可视化检测（识别前后荧光增强45倍左右）,这对于进一步研究病理状态下内质网与硫化氢的关系提供有力工具。（iii）恶性肿瘤组织生长十分迅速,组织内部新生血管生长速度往往不能满足肿瘤组织对氧气的需要,这就导致恶性肿瘤内部组织经常处于缺氧状态。乏氧环境会引起很多生理反应,如促进硝基还原酶单电子还原过程,引起内质网应激等等,为进一步揭示内质网与肿瘤细胞生长繁殖的关系,我们设计合成了靶向内质网的硝基还原酶荧光探针MT-FA,该探针以萘酰亚胺为荧光团,利用硝基还原酶在乏氧状态下能够特异性还原硝基芳香化合物的特点来实现对乏氧环境的特异性识别,该探针对硝基还原酶表现出极高的灵敏性（36 ng/mL）和专一性;利用对甲苯磺酰基的靶向作用,探针可以高效的向内质网聚集,这对于研究内质网在乏氧环境中所起到的作用提供了监察手段。