近年来,荧光探针作为一种理想的检测工具,与其它检测技术相比具有灵敏度高、可操作性强、适于体内成像分析等独特的优势而得到了广泛应用。而双光子探针通常具有成像深度大,光漂白小和空间分辨率高等优点,已经被广泛地运用到了生物和医学等研究领域。脑卒中是全球疾病主要的致死和致残因素之一,近二十年居我国主要疾病死亡率的前三位,其中主要是缺血性脑卒中。目前,临床治疗缺血性脑卒中唯一有效的措施是采用组织纤溶酶原激活物(t-PA)溶栓,但其时间窗较窄(3~4.5小时),仅3~5%的患者适用。因而,深入探索脑缺血的发病机制,进而寻求新的治疗措施,对脑缺血患者具有极其重要的现实意义。本论文针对脑卒中时的炎症反应设计并合成了一系列双光子荧光探针,并对其荧光性质和脑卒中早期诊断进行了初步探究。(1)设计并合成了具有线粒体定位功能的双光子pH探针Mito-BNO,该探针能够十分灵敏地识别H~+,并且具有可逆反应的特点,能够实时检测细胞和活体内pH的变化。通过偶联线粒体的定位基团三苯基膦,有效增加了探针检测的灵敏度和准确性,将其应用于氧糖剥夺(OGD)的细胞模型以及小鼠脑卒中模型当中,表明探针Mito-BNO有望实现脑卒中的原位检测和早期诊断。(2)设计并合成了具有溶酶体定位功能的双光子NO探针Lyso-TP-NO,该探针利用芳香仲氨基的亚硝基化,能够有效降低pH以及其他干扰物的影响,增加探针检测炎症的可靠性。将其应用于氧糖剥夺/复氧(OGD/R)的细胞模型以及小鼠脑卒中模型当中,证明了脑缺血再灌注损伤能够引起细胞发生炎症反应,通过加入轮环藤碱,发现细胞死亡程度明显降低,说明该药物能够有效监测手术治疗卒中带来的二次脑损伤。(3)设计并合成了具有内质网定位功能的双光子GSH探针ER-GSH。该探针具有非常好的GSH响应,在40 min内单光子模式下荧光强度增加303.5倍。将其应用于小鼠脑卒中模型并评估了抗炎药物轮环藤碱和NS-398对小鼠卒中术后还原系统的恢复作用,发现该类抗炎药物对小鼠卒中术后还原系统的恢复均有非常好的疗效。