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活性硫物种包含硫醇、硫化物、二氧化硫、次磺酸类衍生物等,是一类广泛存在于生物体内的分子,它在调节人体与环境之间的平衡,尤其是炎症调节、神经调节、血管张力调节方面起着重要作用。其中,半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）因其在保养生物系统中的重要性受到广泛关注,它们在生物体细胞内的浓度水平高低与很多疾病有关,例如癌症、肝损伤、阿尔兹海默症、艾滋病、心血管疾病以及神经退行性疾病等。此外,它们由于化学结构相似、不易区分而引起研究人员的兴趣。硫化氢（H2S）是由细菌和高等真核生物（包括哺乳动物脊椎动物）产生的气态物质,是人体内三大气体信号分子之一,能够作为组织中的细胞保护剂和气体递质,包括介导血管中的血管张力以及脑中的神经调节,近年来因其对人类健康和疾病的贡献而引起关注。二氧化硫（SO2）传统上被认为是一种环境污染物,研究表明长期暴露于含SO2环境中通常会导致神经系统疾病,心血管疾病和静脉癌症等。然而,SO2最近已成为一种重要的气体传递物,因为它具有一些有益的生物功能,包括抗氧化和心血管调节。此外,研究发现SO2可以由含硫氨基酸内源性地生成,并在生物系统中由亚硫酸盐/亚硫酸氢盐平衡。荧光探针高敏度高、速度快、成本低并且能在微环境中无损、原位在线检测、能够实现对活体甚至单个细胞的实时可视化示踪等优势,使其具有非侵入性和高时空分辨率,荧光探针与成像仪器相结合,已成为一种被广泛应用的检测活性硫物质的有效手段。因此,相关分子荧光探针的设计及合成,对研究活性硫类物质在生命系统中的作用具有重要意义。本文基于香豆素和萘酰亚胺荧光平台,设计并合成了三种不同荧光探针体系,分别是基于FRET机理的比率型Cys荧光探针、基于PET机理同时检测Cys/Hcy/GSH/H2S的双光子荧光探针以及基于FRET机理的特异性检测SO2的比率型荧光探针。在第二章中,应用新型芳香置换-重排反应,以香豆素、磺酰苯并恶二唑为平台合成了一种能够特异性检测Cys的比率型荧光探针Cou-SBD-Cl。该探针能够不受其它硫醇的干扰对Cys实现特异性识别,并且表现出良好的响应效果。在与Cys作用前,由于能量供体Cou的激发光谱与能量受体SBD的吸收光谱几乎没有重叠,因此当用供体激发波长激发时,探针此时只发射Cou的蓝色荧光;而在与Cys作用后,SBD的吸收光谱发生红移,这时便与Cou发射光谱有部分重叠,导致荧光能量由供体向受体转移从而发射SBD的黄色荧光,实现对Cys的检测。在第三章中,设计合成了一个基于萘酰亚胺荧光信号平台同时检测多种硫醇及H2S的增强型荧光探针NP-S。萘酰亚胺作为电子供体,受到光激发后发生电子转移,而苯磺酰氯由于其前沿分子轨道具有的能量较低,使得它可以接受萘酰亚胺的激发态电子,从而导致荧光淬灭;在与硫醇及H2S作用后,由于羟基具有强给电子能力,与萘酰亚胺形成一个推拉电子体系从而发出萘酰亚胺的黄绿色荧光。同时萘酰亚胺作为一个典型的双光子平台,在细胞、组织、斑马鱼等活体生物成像实验中表现出了良好的双光子性质。在第四章中,基于香豆素和花色素平台设计合成了特异性检测SO2的荧光探针Cou-PCL。香豆素基团和花色素基团分别作为供体和受体,在它们之间产生一个FRET机制,即当用供体Cou的激发波长去激发探针时,由于能量从供体转移到受体,可以观察到受体花色素的红色荧光,当探针与SO2相互作用时,SO2会与花色素的活泼双键发生迈克尔加成反应,生成产物Cou-PCL-SO3H,致使花色素结构被破坏,FRET过程受到抑制,又回复到发射Cou的蓝色荧光,实现对SO2的检测。此外,探针在细胞和斑马鱼生物成像中也表现出了良好的效果。