化学传感器是以电信号或光信号为输出信号,对特定分子或离子进行选择性识别且具有独特信号输出的探测器,在环境监测、生物医学检测中具有重要作用。化学传感器可分为以电信号为输出信号的电化学传感器、以紫外吸收变化为信号的比色化学传感器以及以荧光变化为信号的荧光化学传感器。本论文针对Hg2+和Zn2+,设计了3种化学传感器,通过荧光、电化学和紫外可见变化达到对待测离子的检测。第一部分以绿色荧光蛋白荧光团为母体,设计合成的基于绿色荧光蛋白荧光团类似物的传感器FGFP,在溶液中对Zn2+表现出很好的选择性和很高的灵敏度,并通过荧光、紫外可见、核磁、拉曼以及DFT计算研究其对Zn2+作用机理。第二部分合成吡啶类的绿色荧光蛋白荧光团类似物传感器PGFP-1,该传感器可分别通过荧光和颜色变化同时检测Zn2+和Hg2+,与Zn2+作用荧光增强；与Hg2+作用,PGFP-1溶液颜色由黄色变成粉红色。第三部分设计合成一种简单的多通道化学传感器Fc-Q,实现多种手段对Hg2+的检测,并实现在水溶液中检测汞离子。