本论文由两部分内容组成:新型萘酰亚胺金属离子荧光探针的设计、合成及性能研究和丁二酰亚胺光解的研究。研究了刚性的1,8-萘酰亚胺化合物在不同溶剂中及不同pH下的紫外和荧光光谱性质。发现这类荧光分子具有很强的溶剂敏感性,是潜在的极性微环境荧光探针的前体。在此基础上我们设计、合成了简单PET金属离子探针N-[4-二(2-羟乙基)氨基苯基]-4-(1-哌啶基)-1,8-萘酰亚胺。光谱滴定表明它是一个良好的铁(Ⅲ)离子选择性荧光分子探针。以4-氨基-1,8-萘酰亚胺作为荧光探针的荧光信号发射基团,按照“杂原子-烷基-氨基荧光团”的模型,设计、合成了一系列新的不同识别基团的萘酰亚胺金属离子荧光探针。识别基团部分分别引入氧、氮、硫原子作为金属离子配位点,以研究不同配体对金属离子的选择性。同时,考虑到金属离子不同的配位数和空间因素,设计了“单臂”和“双臂”识别基团。通过金属离子滴定试验,发现双臂探针对金属离子比单臂探针有更明显的发射蓝移信号。在识别单元中引入硫原子提高了对金属离子的选择性。含有硫原子识别单元的荧光探针对汞(Ⅱ)离子有选择性荧光淬灭作用,对铜(Ⅱ)或铁(Ⅲ)离子有选择性荧光增强作用。提出了不同的识别机理,对铜(Ⅱ)、铁(Ⅲ)离子的荧光增强作用主要是由于阻断了PET效应;对汞(Ⅱ)离子的荧光淬灭作用产生于金属离子―π电子的相互作用。基于金属离子―π电子相互作用机理的汞(Ⅱ)离子的选择性荧光探针是本文首次报道的。设计、合成了四种新的双萘酰亚胺荧光分子探针,该类探针是具有较强ICT信号的荧光分子体系。研究了丁二酰亚胺及N-烷基取代丁二酰亚胺在醇溶液中的光化学性质。通过密度泛函理论(DFT)计算的方法研究了光反应过程中分子间的相互作用,从而进一步阐述了光反应的机理。