荧光化学传感器是一种操作简单、造价低廉、灵敏度高、并且能用于选择性识别金属离子的荧光性化学器件。铁元素是生物体内重要的微量元素,在环境和人体中的Fe³⁺含量必须保持平衡稳定,因此设计一种能够在环境水体和生命系统中监测Fe³⁺含量的荧光化学传感器具有重要的实际应用价值。本文设计合成了三种新型的识别Fe²⁺和Fe³⁺的小分子荧光化学传感器,并且探究了它们的识别和应用性能。论文的主要内容包括:1.运用2-吡啶甲酸和噁二唑合成了传感器1,并分别运用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱对其结构进行了表征。荧光光谱测试表明传感器1的THF和水的混合溶液对Fe²⁺和Fe³⁺具有良好的荧光识别性能。红外和质谱数据分析、DFT理论计算证明传感器1与Fe²⁺和Fe³⁺形成了1:1的非荧光型络合物。通过实验证明了传感器1具有良好的实用价值,能够在实际样品和活细胞中检测Fe²⁺和Fe³⁺。2.运用苯并噻唑和水杨酸合成了两种水溶性荧光化学传感器（传感器2和传感器3）,并分别运用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱对其结构进行了表征。荧光光谱测试验证了两种传感器对Fe³⁺展现了良好的荧光识别性能。通过红外数据分析和核磁滴定实验证明传感器与Fe³⁺形成了1:1的非荧光型络合物。细胞成像实验证明了两种传感器具有较低的毒性,能用来在生物活细胞中检测Fe³⁺。