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食品安全是全球公共卫生的重要事项，而食源性致病菌是其主要威胁，因此检测和鉴定食源性致病菌对于认识和管控其威胁以评估食品安全和预防食源性疾病，是必不可少的。基于致病菌中特异性酶的合成底物可视化检测方法如显色培养基技术，已使标准的传统培养分析法发生了革命性的改进，并在国内外获得了越来越广泛的青睐。合成底物被酶作用后能提供容易被检测到的荧光或色泽信号，是一种强大的工具。除了微生物学检测方面外，合成底物也可用于医学诊断、以酶为靶标的药物发现、细胞和组织成像等等研究。 在微生物学检测方面，分别基于4-甲基伞形酮(4-MU)、吲哚酚衍生物的酶底物是比较有代表性的两类合成底物，它们尤其是后者已被广泛应用。尽管这两类合成底物或其大多数已可从市场上获得，但在我国它们却普遍昂贵，且需进口，尤其是应用最多的糖苷酶类底物，这种情况限制了基于合成底物的显色培养基等可视化检测技术在我国的发展和推广应用，进而也会影响到食品安全。此外，尽管关于它们的合成已有不少文献报道，但应用最多的糖苷酶类底物，尤其吲哚酚基糖苷的合成，仍然存在原料或中间体来源不易、需用到相对昂贵的银等金属化合物、合成路线复杂和（或）产率低等问题，这也会制约它们的应用。另外，为促进基于合成底物的显色培养基等可视化检测技术的创新，新型合成底物的开发与应用研究也是必要的。针对上述问题，开展了分别基于4-MU、吲哚酚衍生物的糖苷等酶底物的新合成方法或路线研究，新底物的设计与合成研究，以及评估了它们的相关可视化检测应用，并主要获得以下结果: (1)优化和改进了乙酸1-乙酰基-5-溴-4-氯吲哚-3-基酯和乙酸1-乙酰基-5-溴-6-氯吲哚-3-基酯这些作为吲哚酚基显色底物中间体的合成路线。其包括选用廉价易得的6-氯-2-氨基苯甲酸、4-氯-2-氨基苯甲酸作为起始原料、添加催化剂、调节投料比、改进反应操作、换用绿色环保的溴代方法等等，使它们的合成总产率分别提高了12％和26％。并应用酸性水解法将它们选择性地脱除3位乙酰基，分别以产率为96％、98％而得到了1-乙酰基-5-溴-4-氯吲哚啉-3-酮和1-乙酰基-5-溴-6-氯吲哚啉-3-酮这两种重要的吲哚酚基糖苷中间体。也进一步合成了可作为吲哚酚基糖苷中间体和（或）羧酸酯酶显色底物的乙酸5-溴-4-氯吲哚-3-基酯、辛酸5-溴-6-氯吲哚-3-基酯（Magenta-Caprylate）;其产率分别为61％、47％。另外，还对上述所用原料及其相关产物做了衍生化研究，以试图寻找针对另一类相应中间体3-羟基吲哚-2-羧酸酯更短而有效的合成路线，但其结果并不理想。 (2)发展了一种有用的新方法来合成4-甲基伞形酮基糖苷，该方法涉及到以三氟化硼乙醚结合4-二甲氨基吡啶、吡啶或三乙胺为共混催化剂，并在温和条件下进行的改进型Helferich糖基化反应以及之后的脱保护反应。其中，改进型Helferich糖基化法具有以容易获得的全乙酰糖为糖基供体、α或β立体选择性、反应产率中等至很高（51％-94％）、反应条件温和、易于操作等优点。此外，脱保护反应也做了一些改进处理，使反应更易进行，产率可达47％-83％。 (3)发展了一种新而有效的方法来合成一些重要的吲哚酚基糖苷——5-溴-4-氯吲哚-3-基-β-D-葡萄糖苷(4.4a1，X-Glu)、5-溴-4-氯吲哚-3-基-β-D-半乳糖苷(4.4a2，X-Gal)、5-溴-6-氯吲哚-3-基-β-D-半乳糖苷(4.4a3，Magenta-Gal)，而合成它们所用的中间体是相对最容易获得的1-乙酰基吲哚啉-3-酮衍生物。该新方法对于合成新型荧光底物2-(苯并噻唑-2-基)苯基-β-D-葡萄糖苷(4.4b1)和2-(苯并噻唑-2-基)-4-溴苯基-β-D-葡萄糖苷(4.4b2)更加有效。它涉及固液相转移催化糖基化反应和脱保护反应;其中，前者容易操作、反应产率可达中等至很高程度（46％-90％）、反应时间相对短暂(≤10h)等;而后者采用氢氧化钾催化甲醇醇解法脱保护，也相对更容易操作、反应产率高（86％-99％）。 (4)对合成得到的一些酶底物做了相关的分析检测应用评估，发现:制备的4-甲基伞形酮基-β-D-葡萄糖醛酸苷和Magenta-Caprylate都完全能分别用于可视化检测大肠杆菌、沙门氏菌;酶底物4.4a1、4.4b1、4.4b2均可用于检测纯β-葡萄糖苷酶活性与含β-葡萄糖苷酶的食源性致病菌如肺炎克雷伯氏菌、粪链球菌和蜡样芽孢杆菌;当两种酶底物，尤其是显色底物（4.4a1、4.4a2或4.4a3）与荧光底物(4.4b2)联合用于可视化检测同一琼脂培养基中同一种致病菌时，可降低检测假阳性，或假阴性，从而能提高检测准确性，并且可帮助对比分析目标菌代谢活力或酶活性差异;荧光底物4.4b1、4.4b2比相应的吲哚酚基糖苷具有更优异的定位性能;此外，4.4b2还具有比4.4b1更强的荧光性和比吲哚酚基糖苷更灵敏的生物成像性能，使它能很好地用于判定β-葡萄糖苷酶为本研究中细菌的胞内酶。