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荧光分析法的发展不仅与仪器的发展密不可分,同时与荧光探针的设计合成息息相关。其中,有机小分子荧光探针具有灵敏度高、选择性好、毒性小等优点,且易与荧光分光光度计、高效液相色谱、毛细管电泳、荧光显微镜等仪器联用以实现对各种离子、小分子以及DNA、蛋白质和多糖等生物大分子的标记和检测,广泛地应用于分析化学、生物医学、食品科学、环境科学等领域。BODIPY类探针摩尔吸光系数大、荧光量子产率高、光稳定性好、对pH不敏感。但它们也有一个普遍的缺点——斯托克斯（Stokes）位移小,通常仅为10nm左右,这会导致自吸收和发射光谱较大程度的重叠,引起自吸收现象和激发散射光的干扰,从而在很大程度上降低检测的灵敏度和准确度。我们对现有的改善BODIPY类探针Stokes位移的方法进行归纳总结,并提出了一种简单地通过在3,5位苯基上引入取代基来扩展BODIPY类探针Stokes位移的有效方法,设计了五种大Stokes位移的BODIPY类荧光探针:用于氨基化合物检测的8-苯基-（4’-氧乙酸-N-羟基琥珀酰亚胺）-3,5-二（4’-甲氧基苯基）-二氟化硼-二吡咯甲烷（MOOAPB-OSu）、用于NO检测的8-（3’,4’-二氨基苯基）-3,5-二（2’,4’-二甲氧基苯基）-二氟化硼-二吡咯甲烷（DMOPB）、用于H2S检测的8-（4’-（2’,4’-二硝基苯醚）苯基）-3,5-二（2’,4’-二甲氧基苯基）-二氟化硼-二吡咯甲烷（DMOEPB）和8-（4’-硝基苯基）-3,5-二（2’,4’-二甲氧基苯基）-二氟化硼-二吡咯甲烷（DMONPB）,以及用于NO检测的水溶性荧光探针8-（3’,4’-二氨基苯基）-3,5-二（4’-甲氧基苯基）-2-磺酸钠-二氟化硼-二吡咯甲烷（MOSPB）。在此基础上,结合高效液相色谱、荧光成像和荧光光度分析,开展了以下研究工作:（1）将甲氧基苯基引入BODIPY的3,5位,以N-羟基琥珀酰亚胺活性酯为反应基团,合成了长波长和大Stokes位移的氨基化合物衍生试剂MOOAPB-OSu,其最大激发和发射波长分别为573 nm和615 nm,Stokes位移为42 nm。MOOAPB-OSu的荧光量子产率为0.57,与甲胺的衍生产物MOOAPB-methylamine的荧光量子产率为0.59。以MOOAPB-OSu为衍生试剂,建立了高效液相色谱分离荧光检测十一种脂肪胺的新方法:在25℃下,混合胺与25倍量的MOOAPB-OSu在乙腈:硼酸盐缓冲溶液（120 m M,pH 7.2）=1:1（V/V）的介质中反应4 min,在优化的分离条件下,十一种脂肪胺19 min基线分离。该方法用于湖水、啤酒和红酒中脂肪胺的分离和测定,加标回收率为91.0%-108.8%,RSD为0.7%-5.0%。以MOOAPB-OSu为衍生试剂,建立了高效液相色谱分离荧光检测谷氨酸、谷氨酰胺和γ-氨基丁酸的新方法,衍生条件为在25℃下,三种氨基酸与12倍量的MOOAPB-OSu在乙腈:硼酸盐缓冲溶液（120 m M,pH 8.4）=1:1（V/V）的介质中反应10 min。在优化的分离条件下,三种氨基酸衍生物14 min实现分离。将该方法用于蔬菜中谷氨酸、谷氨酰胺和γ-氨基丁酸的分离和测定,加标回收率为95.5%-108.9%,RSD范围是0.7%-7.6%。基于MOOAPB-OSu建立的高效液相色谱分离荧光检测氨基化合物的方法具有操作简单、快速灵敏、选择性好等优点,可以用于各种复杂样品中氨基化合物的分离和检测。（2）在量子化学计算基础上,提出一种简单的在苯基上引入甲氧基的策略来改善BODIPY的Stokes位移的有效方法,设计合成了“turn-on”型NO荧光探针DMOPB。DMOPB本身的荧光量子产率仅0.002,与NO反应后生成的三氮唑衍生物DMOPB-T的荧光量子产率为0.32,其激发和发射波长分别为574 nm和622 nm。探针的斯托克斯位移为48 nm,比单甲氧基取代的MOPBs大10 nm,与量子化学计算结果吻合。在生理条件下,DMOPB与NO在2 min内即可反应完全,且荧光强度与NO的浓度在0.5μM-4μM范围内存在良好的线性关系,最低检出限可以达到1 n M。将其与荧光显微镜结合建立了细胞和组织中NO的荧光成像分析方法。该方法用于Hela细胞和HUVEC细胞中内源性和外源性NO的成像,还用于对肝损伤小鼠肝脏组织切片和洋葱表皮组织中NO进行成像。该方法可简便、直观、快速、灵敏地观测细胞和组织中NO浓度的变化,为研究疾病和NO的关系提供了一种可视化手段。以DMOPB为衍生试剂,建立了高效液相色谱分离荧光离检测番茄、黄瓜和洋葱中的NO的新方法。在30℃下,NO与DMOPB在乙腈:磷酸盐缓冲溶液（25 m M,pH 6.5）=70:30（V/V）的介质中9 min反应完全。该方法的加标回收率为96.4%-100.8%,RSD范围是0.8%-6.6%。该方法具有简单快速、选择性好和灵敏度高等优点。（3）为验证以上提出的设计BODIPY类大Stokes位移探针方案的普适性,使用与DMOPB相同的荧光团,以间二硝基苯醚和硝基分别作为反应基团、苯环为连接基团,合成了两种H2S荧光探针DMOEPB和DMONPB。它们的Stokes位移分别为49 nm和51 nm。DMONPB本身几乎没有荧光,荧光量子产率为0.007,与硫化氢反应后生成DMOAPB,其发射波长为627 nm,荧光量子产率为0.13。DMONPB与100 equiv.H2S在含有50%DMSO的PIPES（50 m M,pH 7.4）缓冲溶液中于37℃衍生40 min完全反应,且在20-800μM的范围内,荧光强度随着H2S浓度呈线性增长,检测限为1.3μM。此外,DMONPB具有良好的光稳定性、对pH不敏感、细胞毒性低、对H2S有很好的选择性,适用于细胞和组织中H2S的成像。该工作进一步验证了以上大Stokes位移BODIPY类探针设计策略的可行性,为设计同类型的探针提供了新的思路和经验。（4）在BODIPY的3,5位上引入对甲氧基苯基、在2位上引入磺酸钠、以邻苯二胺作为反应基团合成了水溶性的BODIPY类NO探针MOSPB。MOSPB在纯水中的饱和浓度高于1 m M,在水溶液中荧光量子产率为0.004,而与NO反应后荧光量子产率为0.171。在PBS溶液中,探针的激发/发射波长分别为551nm/605 nm,Stokes位移为54 nm。在pH 7.4的PBS溶液中,NO与4倍量的MOSPB在35℃下12 min衍生完全,且不受其它共存物质的干扰。线性范围为0.5μM-5μM,检出限为5 n M（S/N=3）。将建立的荧光分光光度法用于未成熟和成熟的香蕉和猕猴桃中NO的测定,回收率在92.4%-103.4%之间,RSD范围为1.2%-6.7%。实验结果表明,未成熟的果实中NO的含量高于成熟果实。该方法简单快速、衍生过程无需有机溶剂且不需要冗杂的前处理,可以直接用于生物样品中NO的测定,对研究植物体内NO的作用机制及水果的保鲜贮存等方面有着重要意义。