本论文基于三种不同的荧光团结构,共设计合成了14个荧光探针,反应型荧光探针13个,配位型荧光探针1个。其中基于二氰基异氟尔酮的水合肼的近红外荧光探针8个,基于二氰基苯并吡喃酮的水合肼荧光探针1个,基于二氰基异氟尔酮的H₂S近红外荧光探针2个,基于二氰基异氟尔酮的F^-近红外荧光探针2个,基于菲并咪唑的三价金属离子(Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺)荧光探针1个。我们通过核磁、红外等检测手段分别对所有探针结构进行确证后,又对筛选出较优秀的探针1a、5a、6a、SL、SN的选择性,抗干扰能力,响应时间等进行研究,并对探针1a和5a进行细胞成像研究。近红外探针1a对水合肼具有选择专一性,识别过程不受其他离子或分子的干扰,响应迅速（30 s）,检测pH范围较宽（6.0-8.0）,斯托克斯位移大（116 nm）,荧光强度变化29倍,对水合肼的检测限为2.21×10^-8 mol·L^-1,具有较好的细胞渗透性和细胞相容性,量子产率高,在生物传感方面具有潜在应用价值。近红外探针5a对H₂S的识别具有较高的灵敏度和选择性,抗干扰能力较强,响应时间为12 min,荧光强度变化45倍,在4.0-8.0的pH范围均能稳定存在和识别H₂S,利用荧光光谱检测H₂S,探针5a的检测限为1.44×10^-7 mol·L^-1,利用紫外光谱检测H₂S,探针5a的检测限为1.70×10^-7 mol·L^-1,同样,探针5a适用于体内、外H₂S的检测。近红外探针6a对F^-的响应时间为30 min,斯托克斯位移约为150nm,荧光强度变化21倍,利用紫外光谱检测F^-,探针6a的检测限为6.68×10^-7 mol·L^-1,可用于环境中F^-的检测。探针SL对三价离子(Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺)具有较高的灵敏度和选择性,连续法（Job’s Plots法）证明探针SL与Fe³⁺、Al³⁺的结合比均为1:1,与Cr³⁺的结合比为2:3,通过紫外光谱检测,探针SL对Fe³⁺、Cr³⁺、Al³⁺的检测限分别为3.09×10^-8 mol·L^-1、4.82×10^-8 mol·L^-1、2.89×10^-8 mol·L^-1,通过荧光光谱检测,对Cr³⁺的检测限为2.81×10^-7mol·L^-1,探针SL是潜在的Cr³⁺荧光探针。探针SN的检测范围较宽,在水合肼含量0.1-1.7 mM区间内,SN能够对其实现定量检测,另外,探针SN在酸性或碱性环境中均能稳定识别水合肼,响应时间为10 min,检测限为1.06×10^-5 mol·L^-1,可用于环境中高浓度水合肼含量的精准测量。