近年来研究识别重金属离子的荧光探针已经成为化学传感器的一个热点问题。由于Hg2+和Al3+的高毒性以及Cu2+作为生物体内必需微量元素，开发新型的可以识别环境和生物系统中的Hg2+，Al3+和Cu2+方法是非常必要的。在众多的分析方法中，荧光光谱法由于其所需仪器设备简单、较低的检测限和可以应用于生物成像等特点，已经成为一个强大的工具。罗丹明类荧光探针由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等特点，受到人们的广泛关注。罗丹明内酰胺结构的开-闭环体系为荧光增强型分子探针的设计提供了一个十分优秀的平台。　　本文围绕罗丹明“OFF-ON”型荧光探针的设计合成、应用研究和理论探索进行了如下工作:　　1.以罗丹明B内酰胺隐色体为模板，通过引入不同氨基酸和苯酐反应的中间体，设计合成4种多结合位点的“OFF-ON”型荧光探针RW1、RW2、RW3和RW4。在探针的设计思路上，多结合位点会增加探针络合金属离子的稳定性;而向识别基团中引入识别微调控因子(-Br和-Ar)，会更加深入的了解探针对金属离子检测的机制。　　2.系统的研究上述探针对常见金属离子的识别性能，发现RW1、RW2和RW4对Hg2+有着很好的选择性，其中RW2含有的氯原子会导致重原子效应，使RW2的荧光性能相比于RW1与RW4较弱;而RW3苯环基团的供电子性使其对更加缺电子的Al3+有更好的选择性。　　3.将喹唑啉基团以及利用三聚氯氰把2种苯胺类衍生物引入到罗丹明B螺环结构中，设计合成了3种以O、N作为结合位点的荧光探针，其中探针RFP3可以通过两种检测模式来识别Cu2+和Hg2+。RFP3的溶液加入Cu2+后，颜色变为粉红色，但是没有荧光产生;而加入Hg2+后，溶液荧光强度显著增加。其它离子对探针识别Cu2+和Hg2+没有干扰，实现一种探针可同时识别两种金属离子，大大降低了开发成本与检测时间。　　4.将罗丹明小分子荧光探针RC固载到壳聚糖材料上，设计合成了一种荧光分子探针改性的功能材料:CS-RC，成功地应用于环境中Hg2+的检测，并提升了载体材料对环境中Hg2+的吸附能力，且伴随着材料颜色的明显变化，便于观察吸附过程。此外，研究还发现CS-RC也可应用在不同水源样品中。