近年来,工业化过程不断蓬勃发展,重金属离子污染对生态环境和人类健康都带来了一定的威胁,而一些微量金属元素在人体调控中有着不可取代的重要作用,因此研究一种可以有效检测金属离子的方法具有重要的意义。基于荧光探针的优良特质,本论文选择用荧光探针分子有效地识别金属离子,分别选用性质优异的荧光团香豆素衍生物和罗丹明B与含有多个杂原子结合位点的3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙进行连接,合成并研究了两例新型荧光探针分子CBH和RBH,首先通过核磁、质谱及X-射线单晶衍射结构分析对探针的分子结构进行了表征确认,然后通过一系列光谱分析测试等研究了探针分子的识别效果以及识别过程。荧光探针CBH可以选择性识别汞离子,CBH位于530 nm处的荧光发射在加入Hg²⁺时增强,达到未加入Hg²⁺时荧光强度的4倍,且当Hg²⁺浓度为15-40μM时,530 nm处的荧光强度随着Hg²⁺浓度的增加较好地线性增长,同时Hg²⁺的加入使得470 nm处的紫外吸收强度也增强。然而其他金属离子的加入不会引起这种变化,并且其他金属离子的存在不会干扰探针对Hg²⁺的识别。探针和Hg²⁺以1:1的形式结合,结合常数为3.89×105M-1。探针可以在ppb级别对Hg²⁺进行线性检测,对Hg²⁺有较高的灵敏度。证明探针CBH可以特异性及高灵敏地识别Hg²⁺。荧光探针RBH可以对铜离子选择性响应而且其他金属离子的存在不会影响探针对Cu²⁺的识别效果。RBH在与Cu²⁺作用后,580 nm处的荧光出现关到开的变化且强度随Cu²⁺浓度的增加不断增强,最终达到未加入Cu²⁺时的132倍。同时Cu²⁺的加入导致570nm处产生紫外吸收峰且强度随着Cu²⁺的不断加入而增强,与此同时溶液从初始的无色转变成紫色。探针RBH与Cu²⁺发生相互作用后罗丹明部分螺环打开,探针与Cu²⁺的结合常数为1.36×105 M-1。探针可以对Cu²⁺在纳摩尔级别进行线性检测,检测Cu²⁺具有较高的灵敏度,探针与Cu²⁺的作用过程很迅速,且能在一定的pH范围包括生理学pH有效地识别检测Cu²⁺。在A549细胞内实现了激光共聚焦成像,表明探针RBH能有效地识别活细胞内的Cu²⁺。