重金属离子如Cd²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等，毒性很大，对自然环境和大众健康造成了巨大的威胁。阳离子(K⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺)，阴离子（I-、F-）以及多种氨基酸、生物硫醇等是人体正常生长所必须的营养素。因此，对这些物质进行定性和定量的检测具有重要意义。在本研究中，我们制备了一些含生色团功能材料作为荧光化学传感器，实现了对多个重要物质的快速、灵敏、有选择性的检测。以聚氧化乙烯-b-聚苯乙烯两嵌段共聚物（PEO-b-PS）在水中形成的核壳型的纳米级胶束为基体，构建了荧光共振能量转移型的荧光化学传感器，实现了对铁离子和汞离子的荧光比率检测。我们合成了疏水性的硝基苯并噁二唑衍生物NBD，作为能量供体，在胶束形成过程将其包载到胶束核层，而闭环罗丹明B衍生物SRhB-OH作为铁离子的选择性荧光探针，以吸附作用引入了胶束的核壳界面。铁离子可引起SRhB-OH的开环化，形成的Fe（III）/SRhB-OH复合物是一种长发射波长的荧光团，可作为能量受体，于是，构成了可检测铁离子的荧光共振能量转移（FRET）模式的荧光比率检测体系。我们研究了不同聚苯乙烯段长度对体系检测效果的影响，发现PEO₁₁₃-b-PS₁₁₅所形成的胶束体系具有较好的比率检测效果，检测下限浓度为1M。用同样的方法，我们将能量供体—疏水性的荧光素衍生物（FLS-C12）和汞离子的选择性荧光探针—闭环罗丹明B衍生物RhB-CS引入到PEO₁₁₃-b-PS₁₁₅胶束体系中，构建了对汞离子检测的FRET模式的荧光化学传感器。在水中，检测下限浓度可达0.1M。该传感器在水中和生理液中都可以使用，且可以透过细胞膜，对活细胞中的汞离子进行检测。以化学交联的聚乙烯醇（PVA）薄膜为基体构建了比率模式的荧光化学传感器。我们合成了可进行荧光共振能量转移的生色团基元，其中，闭环罗丹明B衍生物SRhB作为荧光探针，SRhB可以选择性地与铁离子结合，形成长发射波长的荧光生色团，成为能量受体，丹磺酰基作为荧光能量供体。将生色团基元以共价键引入了PVA薄膜中，构成了对铁离子检测的薄膜型传感器。此传感器的优势在于可以如同pH试纸一样方便地使用，可以多次重复使用，可实现实时实地的检测，检测的铁离子浓度范围宽，实现了肉眼可视化的比色检测。炭疽病是一种危险的疾病，吡啶二羧酸钙（CaDPA）是炭疽杆菌孢子的生物标记物。CaDPA的快速检测对炭疽病的预防和诊断有重要意义。我们采用点击化学反应将参比染料丹磺酰氯衍生物DNS-炔和荧光探针Eu-EDTA复合物高效地键接在了柔性的PVA薄膜表面。CaDPA与Eu³⁺配位作用，降低了铕的非辐射淬灭，使得铕的特征红色荧光显著增强，而DNS荧光强度保持不变，体系实现了对CaDPA的荧光比率检测和肉眼可视化的检测，在水中对CaDPA的检测下限浓度为100nM。体系的选择性和抗干扰性好，可以在生理液如血清和尿液中使用。基于胸腺嘧啶-Hg（II）-胸腺嘧啶复合物，我们制备了碘离子的荧光增强型传感器。我们合成了蒽-胸腺嘧啶衍生物An-T，汞离子可以与An-T特异性结合，形成复合物An-T-Hg（II）-T-An，同时An-T的荧光淬灭，使得An-T可作为汞离子的荧光淬灭型传感器。而碘离子的加入，可以从复合物An-T-Hg（II）-T-An中夺取汞离子，重新释放出An-T，使荧光回复。因此，复合物An-T-Hg（II）-T-An可作为碘离子的荧光增强型的传感器，检测下限浓度为126nM。我们合成了芘-胸腺嘧啶衍生物PyT，PyT与汞离子结合很容易地制备得到了复合物PyT-Hg（II）-TPy，使生色团芘两两邻近，发射出激基缔合物的荧光。当生物硫醇存在时，与复合物PyT-Hg（II）-TPy中的汞离子发生结合，释放出PyT，芘之间的距离变远，发射出单体的荧光。利用芘独特的单体/激基缔合物转变，使得复合物PyT-Hg（II）-TPy成为了生物硫醇的荧光比率型的化学传感器。此传感器十分灵敏，对谷胱甘肽的检测下限浓度达69nM，且可以在生理液如尿液中使用。