荧光探针由于具有使用方便、操作简单、灵敏度高、选择性好等优点,被广泛地应用在化学、生物学、环境、药学和临床医学等领域。荧光探针结合具有实时监测、对生物样品损伤小、可视化检测等优点的荧光成像技术,已成为现代生命科学领域必不可少的检测分析手段。目前,已有一些文献报道了关于检测各类分析物的小分子荧光探针,并且它们的设计合成方法以及分析检测手段也日渐成熟。然而,大部分探针的吸收和发射波长都在紫外或可见光区域,与生物体中一些生物分子吸收和发射重叠,背景荧光干扰比较大,使得探针在组织和动物活体成像实验的研究中受到限制。与之相比,吸收和发射波长都在近红外区域(650-900 nm)的荧光探针,对生物样品的光损伤较小、组织穿透能力较强、背景荧光干扰较小等特点,在组织和动物活体成像中具有较好的应用前景。本论文构建了以长波长氧杂蒽类染料为荧光报告单元的具有低背景荧光的苯硫酚和硒醇类荧光探针,具体工作如下:(1)以两个已知的苯并吡喃-花菁类近红外荧光染料为荧光报告基团,硝基苯磺酸酯和硝基苯醚为苯硫酚识别基团,构建了 7个潜在检测苯硫酚的近红外荧光探针。在生理条件下测试了这些化合物对苯硫酚的选择性和灵敏度,筛选出化合物CCP-1作为检测苯硫酚的最佳探针。该探针不仅可用于体外苯硫酚的检测,也可用于活动物体内苯硫酚的可视化检测。我们将探针用于研究暴露于苯硫酚气氛中小鼠体内苯硫酚的分布,实验结果表明暴露于苯硫酚气氛中的小鼠肝和肺中苯硫酚含量有不同程度增加。(2)以羟甲基罗丹明染料为荧光报告基团,设计合成了具有超低背景荧光的探针Rhod-Sec。该探针在生理条件(PBS缓冲溶液,pH7.4)下主要以螺环结构的形式存在,具有“零”背景荧光,在硒代半胱氨酸存在下,探针的荧光信号增强超过380倍。Rhod-Sec不仅能够应用于细胞外源性和内生的硒醇的检测,也成功实现了 LPS诱导细胞氧化应激条件下硒醇的检测。