活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）能够介导多种生理活性反应,如单线态氧（¹O₂）、脂质（LH）过氧化产物等。在正常生理情况下,抗氧化酶与内源和外源抗氧化剂协同作用下,活性氧被分解至极低和有益的浓度水平。当它超过一定浓度范围时,会损伤生物大分子。在衰老、压力和某些病理条件下,生物体组织活性氧增加或清除率降低,组织细胞形态和功能被破坏。过量的活性氧可引起或加剧多种疾病及加速人体衰老的过程,很有必要对细胞氧化还原状态的变化进行实时准确的检测。传统分析方法难以实现高灵敏度、高选择性和实时检测,因此,研究选择性、灵敏度均高的活性氧族荧光检测探针具有十分重要的理论意义和应用价值。在活性氧族中,过氧化氢为温和的氧化剂,但在生物体内常转化为强氧化剂;次氯酸或次氯酸根离子常存在于自来水中,为强氧化剂。这两种活性氧化合物可与许多生物大分子反应引起机体功能紊乱,从而导致一些疾病,如神经元退行性病变、心血管疾病和骨关节炎等。本工作主要设计、合成三类小分子荧光探针用于活性氧检测和活细胞成像探究。所设计合成的小分子荧光探针本身仅有微弱荧光发射,与活性氧作用后伴随着荧光基团的释放而产生强烈荧光,通过荧光“开关”来实现对活性氧的实时监测。研究了不同荧光探针的合成方法,通过¹H NMR、¹³C NMR、HRMS和MFS对目标探针进行结构表征和荧光性质测定。利用体外实验,探究了探针的抗干扰性能、荧光释放过程和检测限等。结果显示,三个探针均具有特异性且在一定浓度范围内有良好的线性关系,检测限分别为0.1μM、46 n M和65 n M。另外,罗丹明类探针L5与过氧化氢反应几分钟后,整个体系的荧光强度便会迅速增强（Turn-on,高达1200倍）,性质优异。采用MTT法以LO2和HeLa细胞分别测定探针毒性,结果显示三种探针均表现出低毒性。此外,还研究了探针在不同p H、干扰物存在下的稳定性,结果表明,探针在研究的条件下抗干扰能力强、稳定性好。利用探针检测HepG2和HeLa细胞中活性氧并研究其成像特征。三个探针均可实现细胞水平成像,花菁类过氧化氢探针还可应用于斑马鱼活体研究。利用药物损伤模型产生内源性过氧化氢并结合探针研究其在斑马鱼中的活体成像。结果显示,探针Cy-H₂O₂可以成像“扑热息痛药物”损伤（过氧化氢产生）的位置,还可以区分内外源性过氧化氢的成像位置的差异。该研究为疾病检测研提供了新的方法,具有重要的理论意义。