金属有机骨架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装的方式相互连接,形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs兼具无机材料的刚性和有机材料的柔性特征,已经被广泛应用于分子分离、气体吸附与储存、催化、化学生物传感、储能及药物负载与缓释等多种领域。本论文基于MOFs材料开发了三种荧光探针,分别应用于次氯酸盐、Fe³⁺及抗坏血酸和β-葡萄糖苷酶（β-glucuronidase,β-GCU）的分析检测,具体包括:（1）基于氧化还原机理的有机小分子荧光探针是测定次氯酸盐的重要工具。然而,它们存在一些固有的缺点,例如其它氧化剂的干扰、复杂的合成步骤以及相对较高的细胞毒性。相比之下,无机纳米探针,尤其是基于能量转移（energy transfer,ET）的双光子纳米探针,具有制备简单、生物相容性好、细胞膜穿透性高和耐光漂白性等优点。在本研究中,基于ET原理,我们使用UiO-66-NH₂发光MOF（luminescent MOF,LMOF）材料作为荧光探针用于选择性及灵敏性地检测复杂水样和活细胞中的痕量次氯酸盐。ET机理确保了该探针的选择性,而MOF发光变化提供了高灵敏度。该MOF纳米探针克服了基于氧化还原机理的传统探针干扰性强的缺点,为生物系统中次氯酸盐的检测提供了良好的平台。（2）Fe³⁺在细胞稳态中扮演着至关重要的作用。然而,使用罗丹明B（rhodamine B,RhB）检测Fe³⁺存在许多固有问题,例如选择性差和光稳定性低。为了解决这些问题,我们合理地设计了一种基于RhB@MOF-5纳米复合材料的“开-关-开”荧光纳米探针用于高灵敏和高选择性地检测Fe³⁺和抗坏血酸。该RhB@MOF-5纳米探针通过简单的一锅合成法制备得到。在这里,MOF-5作为检测Fe³⁺的选择性调节器。通过将RhB嵌入多孔晶体MOF-5中,增强了其光稳定性和延长了其荧光寿命。所制备的RhB@MOF-5是一种高灵敏和高选择性的荧光纳米探针,并且已经被成功用于检测人血清中的Fe³⁺和大鼠脑脊液中的抗坏血酸。研究机理表明,RhB@MOF-5对Fe³⁺的选择性检测主要是基于内滤效应（inner filter effect,IFE）和光致电子转移（photoinduced electron transfer,PET）。该新型“开-关-开”荧光纳米探针为基于MOF的生物传感器用于选择性和灵敏性地检测目标分析物的合理设计提供了参考。（3）β-GCU与多种疾病的发生密切相关,已被用作临床诊断的生物标志物和治疗靶点。然而,高灵敏及高选择性地监测β-GCU的可靠方法仍然十分缺乏。在该研究中,我们基于IFE,通过将RhB封装到MOF-5中构建了一种新型荧光纳米探针（RhB@MOF-5）用于检测β-GCU。4-硝基苯基-β-D-葡糖苷酸（4-nitrophenyl-β-D-glucuronide,PNPG）不仅是β-GCU的底物,而且还是IFE中的强吸收剂。在检测过程中,RhB@MOF-5的激发光被PNPG吸收,从而导致探针荧光强度急剧降低。加入β-GCU后,底物PNPG被水解成对硝基苯酚（p-nitrophenol,PNP）和葡萄糖（glucose,Glu）,导致IFE消失,荧光恢复。该荧光探针对β-GCU检测不仅表现出较宽的线性关系范围0.1-10 U L^-1（R²=0.9957）和超低的检测限（limit of detection,LOD）0.03 U L^-1,而且具有较高的选择性。因此,多孔纳米粒子封装染料的方法对设计新型荧光纳米探针具有重要意义。