细胞内生物硫醇,通常包括半胱氨酸（Cys）,高半胱氨酸（Hcy）,谷胱甘肽（GSH）,在蛋白质合成、细胞代谢、信号转导和氧化应激调节等许多重要的生理病理活动中扮演着至关重要的角色。现已有许多研究表明,人体细胞内生物硫醇浓度的异常与阿兹海默症、肝损伤、心脑血管疾病、生长迟缓等人类疾病密切相关。同时,也有研究表明生物环境中Cys,Hcy和GSH的浓度存在紧密的联系,每一种生物硫醇浓度的波动都会对另外两种生物硫醇浓度产生显著影响。因此,开发可以有效的同时、选择性测定Cys,Hcy和GSH的方法,对于探究它们之间的复杂关系以及细胞内的功能,加深对相关生理学与病理学的研究都具有非常重要的意义。有机小分子荧光化学传感器与激光共聚焦荧光显微镜相结合,具有灵敏度高、选择性强、实时感测、操作简单、成本较低等优点,已被广泛应用于生物物种的检测以及体内成像。在众多荧光团中,香豆素衍生物因其具有stocks位移大、荧光量子产率高、光稳定性好等优秀的光学特性以及易修饰的化学特性,近年来得到广泛应用。本文以选择性检测Cys,Hcy和GSH为研究目的,基于香豆素衍生物荧光团,设计合成了两个具有多反应位点的有机分子荧光传感器,并就它们对生物硫醇响应的光谱学响应性质和生物成像能力进行探究。具体内容如下:第一部分,我们简述了基于不同染料有机分子荧光传感器尤其是香豆素类荧光传感器的设计研究,基于单一检测及区分检测生物硫醇荧光传感器的研究现状以及目前主要的困难提出本论文的研究目的和具体内容。第二部分,我们以香豆素为荧光团,设计合成了一个具备三激发双反应位点的探针CC,通过不同的响应机理（Cys:取代-加成-环化;Hcy:取代-重排-加成-环化;GSH:取代-加成-环化-裂解）,利用三个不同的激发和发射通道,实现了对Hcy、Cys、GSH的选择性地定量检测。该探针对生物硫醇具有良好的传感性能,荧光增强大,检测限低,响应速度快,水溶性好。此外,该探针通过三个不同的波长的激发和发射通道实现对细胞内源性和外源性的Cys、Hcy、GSH区分成像。第三部分,我们构建了以香豆素基团为荧光团,以α,β-不饱和键为迈克尔加成位点,2-噻吩甲酰基为淬灭基团与离去基团,特异性检测Cys的双反应位点荧光探针CT-C,通过两个级联反应的识别过程克服了Hcy和GSH的干扰。CT-C对Cys表现出两阶段的荧光响应:即先发生巯基进攻α,β-不饱和酮C=C双键,引发荧光快速增强的响应,随后Cys可以继续与加成产物反应会使2-噻吩甲酰基脱去,诱导荧光缓慢淬灭。而Hcy/GSH只能发生巯基进攻α,β-不饱和酮C=C双键的过程,诱导CT-C发生缓慢且较弱的荧光增强效果。CT-C具有较好的光学响应特性,如响应时间快、特异性和选择性高、对Cys表现出明显的荧光增强。这种新的响应模式也成功应用于活细胞中Cys的特异性成像。