核磁共振和单分子荧光技术在研究蛋白质动态学方面具有非常重要的作用。与传统的核磁共振相比，顺磁核磁共振可提供有价值的长程结构信息，在解决蛋白质的溶液构象及动态学行为，蛋白质-蛋白质相互作用，蛋白质-配体相互作用等方面具有明显的优势。通常情况下，蛋白质中并不含有顺磁中心，需要通过化学修饰的方法将探针引入蛋白质，并借此将顺磁中心引入到蛋白质上。从而借助小分子基团及其金属配合物的磁学性质和光谱特性，获得大分子蛋白质的动态行为、结构变化和作用机制。　　本文设计合成了一系列TDA、TPMTA、PyQDA为骨架的顺磁荧光双功能探针，这些探针可与蛋白质表面的游离巯基通过 Michael加成或亲核取代反应进行共价连接。发现了提高4-PhSO2-TPMTA与L-半胱氨酸反应活性的方法，为下一步与蛋白质的定点修饰提供重要的物理化学参数。4-PhSO2-TPMTA与Ubiquitin-G47C连接前后， Ubiquitin-G47C的化学位移有明显变化。在Ubiquitin-G47C-TPMTA中逐渐滴加金属离子（Eu3+和Tb3+），该复合物在激发光照射下可产生明显的金属离子（Eu3+和 Tb3+）特征荧光发射峰，且荧光强度逐渐增强，当金属离子与Ubiquitin-G47C-TPMTA的浓度比为1:1时，配位达到饱和，荧光强度不再随金属离子浓度的增加而变化。该探针具有较大的金属离子张量和较强的镧系金属离子（Eu3+和 Tb3+）特征荧光，比较适合用于蛋白的溶液构象变化和蛋白质-蛋白质或配体相互作用等方面的研究。核磁共振发现TPMTA探针的刚性特别强，以此来定点标记蛋白质应用荧光能量共振转移技术可以极大提高大分子复合物的分辨率。