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近几十年来，在分子识别和检测领域，荧光探针以其高选择性、高灵敏度、以及其低成本受到了极为广泛的重视。因此，设计和合成结构新颖，性能高效的荧光探针是一项极有意义的工作。苝二酰亚胺类和萘酰亚胺类化合物以其良好的染色性和光热稳定性，在染料和颜料行业中被广泛应用。除了其染料颜料用途外，苝二酰亚胺和萘酰亚胺的高荧光量子产率以及其贫电子的特性，使得以其为荧光团探针具有良好的应用前景。在第一部分工作中，我们合成了苝酰亚胺为母体的探针AM-PDIs，AM-PDIs可以对F离子进行比率型检测。AM-PDIs对F离子的检测限为0.14μM。在选择性研究中，我们发现AM-PDIs对F离子拥有极高的选择性，其他卤素离子不能对其检测构成干扰。该探针对F离子的检测机理为由于H质子在酰胺和F离子的转移，导致荧光变化。在第二部分工作中，使用AN-SB与Cu2+形成的络合物AN-SB-Cu2+作为H2PO4-探针。加入Cu2+后，AN-SB吸收峰由440nm红移到460nm，并且吸收增强，荧光发射基本被猝灭。AN-SB表现出对Cu2+良好的选择性。通过高斯计算和荧光滴定曲线，我们得出Cu2+与AN-SB的最优络合构型。在AN-SB-Cu2+作为H2PO4-探针的研究中，AN-SB-Cu2+对H2PO4-有着极高的选择性。荧光由强-弱-强的机理是因为Cu2+的顺磁性使AN-SB荧光猝灭，而后H2PO4-把Cu2+从络合物中解离出来，使得荧光回复。在第三部分工作中，合成了探针DN-SB和NPQ-C。DN-SB展现了对Cu2+良好的选择性和敏感度。当DN-SB与Cu2+络合后，在519nm处的荧光增强了4.5倍。基于Cu2+浓度对DN-SB的荧光滴定曲线和Job-plot曲线，提出了DN-SB与Cu2+的络合模型。Cu2+从3μM到10μM变化时，荧光强度与Cu2+呈现出线性关系。DN-SB对Cu2+的响应机理为，Cu2+阻碍了其内在的PET效应，导致荧光增强。探针NPQ-C展现出了对Cr3+良好的选择性和敏感度。当NPQ-C与Cr3+络合后，在500nm处的荧光增强了5.5倍。基于Cr3+浓度对NPQ-C的荧光滴定曲线和Job-plot曲线，提出了NPQ-C与Cr3+络合模型。Cr3+从0μM到10μM变化时，NPQ-C在500nm处荧光强度与Cr离子呈现出线性关系。NPQ-C对Cr3+的响应机理为，Cr3+阻碍了其内在的PET效应，导致荧光增强。该探针检测Cr3+的检测限为0.20μM。