荧光分析方法由于选择性高、灵敏度高、操作简单、重现性好、响应速度快、无创性、直观性强和可实时监测等优点而被人们广泛研究。有机小分子荧光探针作为荧光分析方法有力的工具之一,因其合成过程可控性强、容易提纯、可以靶向设计、化学修饰能力强和荧光量子产率高等优点,在荧光分析方法中被广泛应用。有机小分子荧光探针通常由荧光团、连接基团和识别基团三部分组成。常见的荧光团有香豆素、萘二甲酰、呫吨类、花菁和BODIPY等,本论文对基于这些荧光团的有机小分子荧光探针的发展进行了总结与评述。在此基础上,我们选择合适的荧光团和发光机理设计合成出可以用于检测生物体内活性物质的有机小分子荧光探针。具体的研究工作如下:（1）在检测一氧化碳（CO）的有机小分子荧光探针中,基于Pd~0介导的Tsuji-Trost反应设计的探针具有合成步骤简单和反应迅速等优点。所以我们选择该机理来设计用于检测生物体内CO的荧光探针。我们通过酯基连接烯丙基（识别基团）和1,3-苯并噻唑-2-基-萘（荧光团）,设计合成出有机小分子荧光探针Np-CO。Np-CO是一个比率计型的荧光探针,为提高实验结果准确性奠定了基础。Np-CO可以与CO在13 min基本完全反应,并且510 nm与385 nm处荧光强度的比值与浓度范围在0.4-50μM的CO之间具有良好的线性关系。Np-CO对CO具有较好的选择性,可以用于洋葱组织中CO的荧光成像。（2）目前,已经报道了几种基于Pd~0介导的Tsuji-Trost反应设计的CO荧光探针,这些探针大部分是利用酯基连接烯丙基（识别基团）与荧光团。但是胎牛血清会水解酯基,而胎牛血清又是培养细胞的必需品。为了检测活细胞中的CO,我们采用醚连接烯丙基（识别基团）和1,3-苯并噻唑-2-基-香豆素（荧光团）,合成了有机小分子荧光探针Cou-CO。Cou-CO本身没有荧光,在Pd~0存在的条件下,能够与CO反应生成具有强荧光的Cou。Cou的最大激发和发射波长分别为464nm和495 nm。Cou-CO用于检测CO时具有很好的选择性,可以有效避免胎牛血清的干扰,最低检出限可以达到78 n M。最后,我们成功的用Cou-CO对活细胞中CO进行了荧光成像。（3）羟基自由基（·OH）是一种重要的活性氧（ROS）,具有非常短暂的寿命,可以快速的与生物体内的多种物质反应,所以开发快速且灵敏地检测生物体内·OH的方法是非常有意义的。我们通过乙二胺将3-羧酸香豆素与萘二甲酰亚胺连接起来,设计合成出利用荧光共振能量转移（FRET）检测·OH的有机小分子荧光探针Np-Cou。Np-Cou与3-羧酸香豆素检测·OH相比较,具有大的Stokes位移（170 nm）,并且发射峰红移,从而有效避免生物荧光干扰与光损伤等优点。Np-Cou用于检测·OH具有高的灵敏度和选择性,最低检出限为37 n M,可以检测活细胞中内源性的·OH。