阴离子在自然界和生物体内广泛存在,在很多化学和生物进程中扮演着重要的角色,然而阴离子的过量存在又会带来危害,因此,阴离子的识别与检测是十分重要的。其中,氟离子的检测尤其受到人们越来越多的关注。其原因在于氟离子是人体内不可缺少的微量元素,与人们的生命活动息息相关。适量的氟离子摄入可以预防龃齿,骨质疏松症,但是如果人体内氟含量过高,可能会导致一系列疾病的产生,危害人体健康。检测氟离子的测量方法主要有有离子色谱法、氟离子选择电极法、氟试剂比色法和荧光探针法。前三种方法操作麻烦,误差大,而荧光探针法由于其灵敏度高,响应时间短,检测限低越来越受到了科研工作者的关注。更重要的是,荧光探针法不仅能够对环境中的氟离子进行识别,还能够实现生物细胞内氟离子的检测。常见的氟离子荧光探针主要有两种,一种是去质子化型荧光探针,另一种是反应型荧光探针。去质子化的氟离子荧光探针是氟离子与强极性的OH或者NH形成氢键,产生去质子化作用,导致光学性质发生改变,但很难实现水溶液中氟离子的识别。而反应型氟离子荧光探针可以很好地解决这一个问题。即使在水溶液中,也能够产生明显的荧光信号变化。本论文以异佛尔酮、萘酰亚胺和苯甲酰基吡啶为荧光发色团,设计合成出了三个硅氧键反应型荧光探针分子,利用荧光分析、裸眼识别、共聚焦细胞成像等手段,研究了它们对F^-的检测能力。具体内容包括三个部分:第一部分是绪论,介绍了氟离子的一些特性和在自然界存在的广泛性,并阐述了它对人体的作用与危害,还介绍了荧光探针的概念及识别机制以及近几年来国内外的氟离子荧光探针的研究现状。最后对这些研究综述进行总结,提出本论文的研究设想。第二部分设计合成出了一个基于异佛尔酮为荧光发色团的近红外比率型荧光探针,通过硅氧键与氟离子的特异性反应实现对氟离子的高效识别。通过各种仪器测试对分子结构进行表征,再通过荧光分光光度计对荧光性能进行测试分析,结果表明该探针分子对F^-的识别能力非常好,检测限达到1.58×10^-8M。并且,由于它是近红外的比率型荧光探针,能够很好地克服生物荧光自干扰,通过共聚焦细胞成像,也验证了它能够实现在生物细胞内对氟离子进行高效的特异性识别。第三部分设计合成了一个以萘酰亚胺为荧光团的反应型氟离子荧光探针,利用叔丁基二甲基氯硅烷作为识别基团来实现对氟离子的检测。首先对分子结构进行表征,再通过荧光分光光度计对荧光性能进行研究,结果表明该分子对F^-的检测效果很好,是一类红移型荧光探针,检测限达到6.167×10^-8M。第四部分是以苯甲酰基吡啶为荧光发色团合成的一个反应型氟离子荧光探针,同样通过各种仪器对分子结构进行表征并利用荧光分光光度计对其识别行为进行进一步研究,结果表明该分子对氟离子具有高效的选择性识别功能。