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荧光分子探针技术具有灵敏性高、快速便捷、即时成像和重现性好等优点，已经成为化学领域一个非常热门的研究方向。有机小分子荧光探针是以有机功能性荧光染料为基础，利用荧光信号的变化和荧光成像的方法来实现对待测客体的检测分析，从而对生命过程和环境问题进行可视化跟踪，有着重要的研究价值和广阔的应用前景。尽管近年来荧光分子探针技术得到了快速的发展，但是大部分有机荧光探针的设计和构建仍然存在一些问题，限制了它们的进一步应用。首先，大部分有机荧光探针斯托克斯位移较小，而紫外吸收光谱与荧光发射光谱过度重叠会引起瑞利散射和荧光自猝灭，从而增加检测误差。其次，大部分有机荧光探针发射波长处于紫外可见光区，而短波发射会引起光漂白、光毒性以及细胞穿透性差等问题。最后，尽管荧光探针近年来发展迅速，高选择性和灵敏度的探针仍是探针构建和设计中最重要的一环，它是探针实现特异性和定量检测的基础。在各种各样的荧光染料中，二氰基甲烯基-4H-吡喃（DCM）及其类似物具有良好的光物理性质（电子抗干扰性高、长波长发射、稳定性高和大斯托克斯位移等）引起了研究学者的极大兴趣。因此，本文从分子结构创新入手，构建一系列具有大斯托克斯位移、长波长发射和高灵敏度与选择性的新型DCM及其类似物荧光探针，为解决上述瓶颈问题做出新的探索，展开了以下3个方面的工作: 1.以异佛尔腈为荧光基团，以邻二酚为响应基团，构建了一种可以接力检测铜离子和巯基氨基酸的新型荧光探针。该探针本身在429nm和607nm处分别表现出较强的紫外吸收和荧光发射峰，通过螯合增强荧光猝灭效应与铜离子形成特异性配位体后紫外吸收峰红移到505nm，同时荧光淬灭，实现了对铜离子的“ON-OFF”型检测。由于生物硫醇（巯基氨基酸）比邻二酚结构对铜离子具有更强的亲和力，当与铜离子作用时，铜离子与巯基氨基酸形成更强的配位体，从而释放出异佛尔腈荧光团，恢复探针强烈的荧光。该探针对铜离子表现出较高的选择性和灵敏度，与铜离子形成的配位体对巯基氨基酸同样呈现出良好的选择性和灵敏度。此外，该探针具有较大的斯托克斯位移(λem-λabs=178nm)，成功地用于活细胞内铜离子和巯基氨基酸的接力检测。 2.以异佛尔腈为荧光团、以4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD)为检测基团构建了一种新型可以用于区分GSH、Cys和Hcy近红外(NIR)荧光探针。由于4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD)的强吸电子性，该探针本身没有荧光。与巯基氨基酸接触后发生亲核取代反应，异佛尔腈荧光团被释放，此时呈现出近红外发射（663nm）。此外，4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD)与半胱氨酸和同型半胱氨酸作用后引起分子内重排反应，形成以氨基为供电子基团、NBD为吸电子基团的在569nm处发射的荧光化合物。而谷胱甘肽(GSH)由于较大位阻，不能发生分子内重排反应，在光诱导电子转移效应下表现出荧光猝灭，因此，将GSH从Cys/Hcy中区分开来。此外，该探针响应速度快（小于160s），对巯基氨基酸呈现出非常高的选择性和灵敏度，同时可以将GSH从Cys和Hcy中区分开来。 3.以呲喃腈为荧光团，以2，4-二硝基苯磺酰胺为检测基团构建了一种新型苯硫酚荧光探针。由于2，4-二硝基苯磺酰胺的强吸电子性，探针本身没有荧光;在苯硫酚的芳香族亲核反应(SNAr)下，磺胺键断裂，释放荧光团，于613nm处发出红色荧光。该探针具有良好的pH稳定性和较大的斯托克斯位移（159nm），并成功用于真实河水中苯硫酚的定量检测。