荧光探针检测技术具有操作简单、选择性好、灵敏度高、响应迅速、成本低等优点,在对于离子检测的环境分析和生物分析中应用广泛,成为分析化学研究领域的热点之一,近年来发展迅速。本文基于不同的荧光探针识别机理,以罗丹明、荧光素等荧光染料为原料设计合成了几种荧光探针,用于对饮用水和生物活体细胞中Cr³⁺、Al³⁺、F^-、Cu²⁺、H⁺等几种离子进行检测,主要研究内容如下:（1）基于罗丹明-冠醚共轭体系,通过席夫碱反应设计合成了一种用于检测Cr³⁺的荧光探针RhC。在DMF/H₂O（3:7,v/v;PBS缓冲液50 mmol/L;pH=6.8）溶液中,在其他20种常见金属离子共存的情况下对Cr³⁺具有良好的选择性,最低检出限为1.5μmol/L（S/N=3）。通过Job’s点曲线和高分辨质谱（HR-MS）确定RhC和Cr³⁺配位的化学计量比为1:2。利用该探针对饮用水中的Cr³⁺进行检测,在加标浓度为10.00μmol/L的样品中,回收率为104.9%¹06.9%,并且检测结果与原子吸收光谱法（AAS）一致。此外,探针RhC还可用于活体细胞中Cr³⁺的生物成像。（2）基于荧光素,设计合成了一种水溶性可逆荧光探针Flu-Py,用于检测Al³⁺和F^-。在Tris-HCl（10 mmol/L,pH=7.0）水溶液中对Al³⁺和F^-检测的线性范围分别为0¹0μmol/L和0³0μmol/L,灵敏度高,选择性好,最低检出限分别为0.092μmol/L和0.112μmol/L（S/N=3）。通过Job’s点曲线确定Flu-Py和Al³⁺配位的化学计量比为1:1。用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）验证了探针与Al³⁺的配合模式和识别机理。此外,探针Flu-Py还可用于活体细胞中Al³⁺和F^-的生物成像。（3）基于罗丹明B,设计合成了一种新型水溶性的可逆荧光探针RBA,用于检测Cu²⁺。在CH₃CN/H₂O混合溶液（3:7,v/v;HEPES缓冲溶液50 mmol/L;pH=7.4）中,在其他10种常见金属离子共存的情况下对Cu²⁺具有良好的选择性,检测线性范围为0¹5.00μmol/L,最低检出限为0.085μmol/L（S/N=3）。通过Job’s点曲线确定RBA和Cu²⁺配位的化学计量比为1:1,用密度泛函理论（DFT）验证了探针与Cu²⁺的配合模式和识别机理。利用该探针对饮用水中Cu²⁺进行检测,在加标浓度为10.00μmol/L的样品中,回收率为100.8%¹01.1%,并且检测结果与原子吸收光谱法（AAS）一致。此外,探针RBA还可用于活体细胞中Cu²⁺的生物成像。（4）基于荧光素和罗丹明6G,设计合成了一种水溶性可逆的荧光探针Flu-Rh,用于检测H⁺。该探针基于荧光共振能量转移机理（FRET）,在CH₃CN-H₂O混合溶液（1:1,v/v;Britton–Robinson缓冲溶液,pH=2.5-7.5）中,在其他20种常见金属离子共存的情况下对H⁺具有良好的选择性。用密度泛函理论（DFT）验证了探针与H⁺的识别机理。利用该探针对化工厂污水和糖尿病患者尿液中H⁺的浓度进行了检测。