离子检测具有重要的生理意义，目前主流的方法是离子选择性电极法，这一方法具有灵敏度高，重复性好等优点。但是也具有电极容易老化，检测限高，不利于仪器一体化的问题。荧光方法具有高灵敏度、检测迅速等优点，成为离子检测、细胞成像等方向的有利工具。目前最常用的是荧光探针的方法。在应用到生命分析中时，多目标物的测定需要有不同激发发射光谱的荧光探针，避免光谱重叠，影响测量，而设计合成不同的荧光探针费时费力，且它还具有易泄露、细胞毒性等问题。近十年来，离子选择性光极作为一种重要的光学传感器发展迅速。本论文具体展开了以下两方面的工作:　　(1)将杯[4]芳烃修饰的氟硼荧染料(CBDP)作为荧光显色离子载体应用于离子选择光极中，制备戍氯离子、钠离子、钾离子和钙离子选择性光极。其对阴阳离子的响应原理分别基于共萃取机理和离子交换机理。这种光学传感器被用于血浆样品中这四种离子的测定，具有选择性高，可逆性好，响应快速的优点，在有干扰离子存在的条件下，仍然可以对目标离子有很好的响应。由于使用同一荧光显色离子载体，可以实现对复杂样品中多组分的高通量快速检测。兔血浆中四种电解质浓度由以上光极(optode)和传统的离子选择电极(ISE)法测得的结果接近，由此说明了这类光极应用于临床诊断方面的前景。　　(2)将钙离子选择性光极微型化，制作成尺寸在70nm左右的钙离子选择性纳米传感球。通过选择CBDP和ETH5350这两种不同光学性质的显色离子载体，制备成可见光区和近红外光区的荧光传感纳米球，即可以实现可控光谱范围的荧光纳米传感球。这种纳米球对于钙离子的响应时间大约在1秒，能够对钙离子进行可逆的检测。且其生物毒性低，可以通过胞吞作用进入细胞，成功应用于细胞内钙离子的测量。与商用钙离子探针Fluo-3相比，纳米传感微球的细胞存留性更好，能在24小时后，仍旧对细胞内钙离子变化有响应，因此可以用于长时间细胞内钙离子水平检测。