近年来,由于罗丹明类衍生物优异的光物理与光化学性能,利用罗丹明衍生物螺内酰胺环的特性,即在与目标分析物相互作用后转化为开环结构,且由无荧光状态转变为强荧光发射,同时颜色发生明显变化,常用于设计为比色荧光传感器。该类荧光传感器不仅可用于阳离子的检测,而且也用于pH、阴离子和生物活性物质的传感识别。本论文基于荧光共振能量转移（FRET）的机制,设计合成3种基于罗丹明衍生物的多响应荧光传感器（萘酰亚胺-罗丹明衍生物,香豆素-罗丹明衍生物和二芳烯-罗丹明衍生物）。通过紫外和荧光光谱对其性质进行了研究,主要研究内容如下:第一章,综述荧光传感器的研究背景、检测机制,罗丹明衍生物的研究概况,通过系统的研究、分析,提出本课题的研究内容。第二章,通过哌嗪将萘酰亚胺和罗丹明荧光团连接设计合成具有较大发射波长位移的双通道荧光传感器1A,可用于顺序检测Cu²⁺和H₂S的多响应荧光传感器。在众多阳离子中,该传感器专一性识别Cu²⁺,在528 nm和610 nm处出现两个同比增强的荧光发射峰,溶液颜色由无色变为粉红色。而随后只有在加入H₂S后,荧光淬灭且颜色恢复至原溶液状态。此外,初步证明该传感器对细胞膜是可渗透的,可应用于细胞成像,实现HeLa活细胞内双通道荧光发射。第三章,将香豆素和罗丹明B荧光团通过哌嗪连接设计合成比色和比率型荧光传感器,其可用于顺序检测Cu²⁺和Arg,可作为多响应荧光传感器。在紫外光谱和荧光光谱中,传感器1B对Cu²⁺的选择性高于其他竞争性金属离子,具有良好的抗干扰能力。在检测Cu²⁺的过程中,不仅实现具有较大发射偏移（125 nm）的比率型荧光变化,而且其溶液颜色变化明显,可裸眼识别。传感器1B与Cu²⁺的络合物可成功应用于高选择性的检测Arg。其溶液颜色变化明显由粉红色变为淡黄色,且实现了荧光淬灭。此外,选择HeLa细胞已经初步研究传感器1B在细胞内Cu²⁺比率成像中的应用可行性。第四章,设计合成了一种多响应荧光传感器,其通过分子内哌嗪将二芳烯基团与罗丹明荧光团连接,选择保留罗丹明具有高反应活性的螺内酰肼基团作为预留反应位点,有助于促进其他配位基团的引入。传感器1C对Hg²⁺专一性识别,显示出显著的“裸眼”颜色变化和选择性荧光“开启”响应,其可用于Hg²⁺检测的比色和荧光增强型传感器。传感器与Hg²⁺的络合物(1C-Hg²⁺)的荧光可以通过FRET机制在紫外光和可见光的交替照射下容易地调节,具有良好的光致变色和荧光开关性能,表现出优异的抗疲劳性和抗光漂白性。