有机生物荧光分子中,荧光探针是研究活细胞、组织和生物体内生物小分子、生物大分子、细胞器及其相互作用必不可少的工具。通过荧光探针成像细胞与其内部细胞器具有重要意义。设计荧光探针时,需要综合考虑荧光团、连接体和靶向基团对该分子造成的影响,其中,荧光团的结构至关重要,它对探针的光谱性质,甚至探针自身的靶向性都会产生潜在的影响。荧光团通常来自于若干种基础有机化合物,如咔唑、香豆素、BODIPY等,这些结构中一般有着若干可供取代的位点。通常在设计探针时,仅需考虑靶向目标,并将对应的靶向基团修饰到探针上即可,而实际上,探针的性能会随着荧光团修饰位点或修饰基团自身结构的变化产生巨大的差异,这种性质差异,即被定义为位点效应。因此,研究有机生物荧光分子的位点效应,对于设计一个性能优异,靶向专一的荧光探针具有十分重要的意义。本论文从荧光探针中基础结构:咔唑衍生物与乙烯基吡啶出发,分别设计了一系列用于研究位点效应的分子,并通过这两组分子的光学性质表征以及部分分子的生物成像,初步得出了若干结论。本文主要开展了以下工作:1.设计并合成了三个以咔唑衍生物为基础荧光团的荧光分子CAZ1、CAZ2,以及一个作为对照的双取代分子CAZ3。其中,CAZ1、CAZ2与课题组之前设计的3,6-位荧光探针构成位置异构,且取代位点为非对称的2,6-位。而对照的双取代分子CAZ3则是对称2,7-位。此外,进一步对这些分子进行了光谱实验,并初步探索了这三种分子与对应分子的性能差异。2.设计并合成了两个（苯）乙烯基吡啶中,N位点存在差异的荧光分子2PA、4PA。这两种分子互相构成位置异构体,通过乙烯基吡啶的N位点产生另一种形式的位点效应。同样的,对这两个分子进行了光谱实验,初步探索了这两种分子之间的性能差异。3.对比讨论了咔唑衍生物的三种分子的光谱性质的差异,选择了其中一种进行了生物成像,并归纳了实验结果与位点效应的关系。对比发现,对于咔唑化合物,2,6-位取代由于降低了分子的对称性与共轭性,对于探针分子的光物理性质有着较大的影响,如荧光强度的降低和荧光发射波长的变化。与此同时,在生物成像方面,即使靶向基团相同,位点效应对于最终的靶向效果都有一定影响:醛基取代的CAZ1与对比分子CA1相比,不再具有靶向半胱氨酸的性能,但对pH变化有轻微的响应,可用于pH检测与成像;羰基取代的CAZ2与对比分子CAE相比,也不再具有显著的pH响应效果,这同样可能归因于受到分子结构的变化;分子CAZ3与CAZ1、CAZ2相比,荧光发射光谱具有显著差异。4.对比讨论了二甲氨基-苯乙烯基氰基吡啶的两种分子的光谱性质差异。对比发现,取代基团中N原子位点的变化对于两种分子的固态与溶液荧光都存在有着显著的影响,产生影响的来源是N原子位点导致的分子共轭结构的延展。这从另一方面说明,位点效应能够显著影响分子的光物理性质。综上所述,荧光团中存在的位点效应的确对有机生物荧光分子的性能产生了显著的影响。这一影响主要来自于不同取代位点时对整体结构对称性、共轭性等方面的改变,以及从微观上对能级变化、电子跃迁以及分子内电荷转移过程的改变。其中咔唑及其衍生物验证了对靶向性、光物理性质的显著影响,而乙烯基吡啶分子则验证了位点效应的普适性。这为今后进一步设计高信噪比与专一性的探针提供了启示。