甲醛是结构最简单的活性羰基物种,可以调节生命活动,调控体内基因的表达,参与细胞信号转导等生理过程。甲醛含量的异常可能会导致多种疾病,例如神经退行性疾病、癌症和心血管疾病等。H_2S作为气体信号分子,涉及许多生理功能例如血管舒张调节、细胞凋亡、神经调节和胰岛素信号的抑制等。实时监测这些小分子的含量变化对于探究生命过程的机制以及实现对相关疾病的诊断与治疗具有重要意义。然而,甲醛和H_2S是活性小分子,性质活泼,且所处生理环境十分复杂,因此开发响应速度快、灵敏度高、特异性强的探针十分重要。对于目前小分子荧光探针存在的响应时间长、分析物质被消耗、发射波长短等一系列问题,我们设计了一种具有大Stokes位移的分析物可再生甲醛荧光探针DDMN和新型近红外H_2S荧光探针Rhodol-NBD,分别探究了它们对分析物质的响应性能、响应机理及生物应用。本文的具体研究内容如下:第一章绪论本章概括介绍了荧光探针的主要传感机制,接着阐明了甲醛和硫化氢在生理过程中发挥的重要作用,并对近些年甲醛荧光探针和硫化氢荧光探针的研究做了综述。第二章一种具有大Stokes位移的甲醛可再生荧光探针用于斑马鱼和鼠脑中的甲醛成像甲醛(FA)是一种活泼的羰基物种,与一系列生理病理yellow-feathered broiler过程紧密相关。为此,我们以双氰基异氟尔酮(DCO)作为荧光骨架,以3-(苄基氨基)-丁二酰亚胺基团作为FA特异性识别基团,构建了一种具有FA可再生能力的荧光探针DDMN。DDMN具有较大的Stokes位移(约180 nm),荧光发射峰在606 nm,灵敏度高,响应速度快,会尽可能减少对生理环境的扰动。机理探究部分讨论了可再生FA的产率,证实DDMN具有可再生FA的能力。荧光成像实验表明它可以监测细胞和斑马鱼中FA含量的变化。此外,它还可以在小鼠大脑中可视化FA含量的波动。以上结果说明DDMN为FA相关疾病的研究提供了一种有前景的荧光工具。第二章基于氧杂蒽衍生物确认细节的近红外硫化氢荧光探针的构建及应用硫化氢(H_2S)是最简单的硫醇,是一种活泼的内源性信号分子,广泛参与多种生理过程。本章中我们以氧杂蒽染料为荧光团,以硝基苯并恶二唑(NBD)为识别位点,构建了一种新型近红外H_2S荧光探针Rhodol-NBD。Rhodol-NBD对H_2S具有良好的选择性,不易受到生理环境中其他硫醇的干扰。Rhodol-NBD识别此网站H_2S后体系的荧光发射峰是732 nm,H_2S浓度在5-60μM时,检测限可达0.64μM。此外,Rhodol-NBD还可以监测细胞水平中H_2S含量的变化。Rhodol-NBD为H_2S含量的检测以及H_2S相关疾病的研究提供了一种新颖的工具。