荧光探针具有灵敏度高,选择性好,操作简单等优点,在化学、生物医学、临床诊断等领域都有着重要的应用。为更好地应用于生物体系,开发具有发射波长较长（650-900 nm）,组织穿透能力强,细胞损伤小,生物体自发荧光干扰小的近红外荧光探针,受到了科学家们的广泛关注。本论文开发了两种近红外荧光探针,实现了对生物硫醇和SO₂衍生物的检测,并成功地将其应用于细胞和斑马鱼的荧光成像。具体研究内容如下:1.设计合成了一种基于2-甲基色酮的近红外（NIR）荧光探针2-1,可用于Cu²⁺和生物硫醇的特异性识别。在PBS-EtOH（3:2,v/v,10 mM PBS,pH 7.4）溶液中,探针2-1本身在718 nm处有强的荧光发射峰,加入Cu²⁺后,由于探针2-1和Cu²⁺之间的配位作用,发生荧光猝灭。接着向体系中加入GSH后,由于生物硫醇对Cu²⁺具有较强亲和力,发生置换反应,红色荧光恢复。这种“on-off-on”荧光探针可用于MCF-7细胞和斑马鱼中的GSH成像。2.设计合成了一种基于共轭杂环香豆素-半花菁结构的近红外荧光探针3-1,探针3-1不仅可以特异性识别SO₂衍生物,而且具有较低的检测限1.22μM,较短的响应时间5 min。在Hepes缓冲液（10 mM,pH 7.4 10%DMF,v/v）中,探针3-1本身的荧光发射峰在749 nm,加入HSO₃^-后,HSO₃^-与探针3-1的碳碳双键发生亲核加成反应,破坏了分子内的共轭体系,荧光发射峰蓝移到490 nm,发生了259 nm的斯托克位移,荧光颜色由红色变为绿色。通过荧光共定位实验,确定探针具有线粒体靶向的功能,可用于检测细胞线粒体中SO₂衍生物水平。