近年来,随着科学的快速发展以及人们对环保和健康生活意识的提高,各种用于检测身体疾病和环境治理的技术被开发出来。众所周知,自然界的某些物质与离子,如SO₂、CO、Hg²⁺、Cl^-等的异常水平不仅会污染环境,而且会对人的身体健康产生严重危害。因此开发出能准确检测这些物质和离子的技术已成为研究的热点。光学传感技术如发光（荧光或磷光）分子探针由于其低成本、操作简单、可视性强等优点得到研究者们的广泛关注。本文利用环金属铱配合物发光寿命长、斯托克斯位移大、光稳定性强、易于修饰和量子产率高等优点,将其作为研究对象,设计合成了三种不同类型,可检测不同物质（或离子）的环金属铱配合物磷光探针,并对其进行了结构表征和性能检测。研究工作主要包括:1、通过将吸电子基硝基烯烃引入环金属铱配合物的配体中,合成了一种基于光诱导电子转移机理的“Turn-on”式环金属铱配合物磷光探针Ir1。硝基烯烃作为亲电基团不仅起到了淬灭探针磷光的作用,而且作为选择性检测生物硫醇的识别基团。探针Ir1对生物硫醇的磷光响应为橙光。为了更好地将其应用于细胞成像中,又将探针Ir1进行结构优化,即引进酯基减小轨道能级差,从而改变探针磷光发射波长,成功合成了探针Ir2。探针Ir2对生物硫醇的磷光发射为643 nm的深红光。通过实验证明,探针Ir1和Ir2能够在复杂的溶剂环境中选择性检测出生物硫醇,最终探针Ir2成功地应用于细胞成像。2、利用醛基能与HSO₃^-/SO₃^2-发生特异性亲核反应的特点,引入醛基于环金属铱配合物的配体上,合成了一种选择性检测HSO₃^-/SO₃^2-的比率式磷光探针IrCHO。通过对探针进行¹H NMR谱、¹³C NMR和HRMS谱表征证明了结构的正确性,接着进行了探针对HSO₃^-/SO₃^2-的滴定响应实验、选择性响应实验、pH实验等,为探针IrCHO应用于细胞成像中奠定了基础。3、以ClO^-/HClO与肟基的特异性氧化反应为出发点,合成了一种检测ClO^-/HClO的水溶性环金属铱配合物磷光探针Ir-C=N-OH。实验表明,探针Ir-C=N-OH在PBS缓冲溶液中几乎不发光,当加入ClO^-后,发射600 nm的红光,并能够在干扰离子存在时,有效识别ClO^-/HClO。通过密度泛函理论（DFT）与¹H NMR谱和质谱的综合分析,验证了其检测机理的正确性。通过对ClO^-的滴定响应实验、干扰离子实验、pH实验等,可以推测探针有望用于检测生物细胞中的ClO^-/HClO。通过在三种水样中的响应实验证明了探针Ir-C=N-OH能够应用于检测水溶液中的ClO^-/HClO。