化学分子探针属于光化学传感器的一类，它们主要是利用荧光来传达分析对象与敏感分子作用所产生化学信息的变化，这种信息的传递具有高灵敏度、高选择性、以及仅需小量试样等优点。它在分析化学特别是在生物分析中应用广泛。人们可以用具有强荧光的标记试剂或者用荧光生成试剂作用于待测物使其具有荧光标记特征，这将大大提高检测灵敏度和降低检出限。研究数据表明，这种方法检测的灵敏度可达10-9，最低已经达到10-12数量级，这就是我们现在所称的荧光探针技术。它具有高选择性和高灵敏度以及操作简单、精确度高、设备简便等优点，近年来受到众多化学研究者的关注。本论文我们主要设计了两个系列的小分子荧光探针，并对它们的识别性能进行了研究：1.第一类小分子荧光探针的设计中我们引入9-苯亚甲基-9H-芴作为荧光基团，因为它属于芳基乙烯衍生物，具有较大的共轭结构，是比较理想的荧光发射体系；此外，它双键一端的芴环具有对称结构，这使它在贮藏和使用过程中能避免发生异构化。在此结构基础上我们选择吡啶甲基的衍生物作为接受体，通过改变吡啶4位的取代基团，希望利用其影响吡啶N原子上电子云密度的分布来实现对不同金属阳离子的识别。本论文研究工作中，我们分别选择了-H，-NO2，-OCH3三种不同类型的取代基，经过紫外、荧光等光谱以及飞行时间质谱的测试研究，发现4位取代基为-H时，探针分子表现出对Ni2+离子有较好的紫外识别作用，且其他金属离子对其干扰较小。2.我们还设计了以噻吩[2,3-b]并噻吩为荧光团的第二类小分子荧光探针，因为并噻吩是一个大的共轭体系，电子云密度比较高，具有良好的空穴传输能力和光学性质。我们选择苯并噻唑为主要的识别基团，在研究中我们还利用氯乙酰氯试剂调控发光团与识别体之间的距离，并藉此增加探针分子中具有配位作用的杂原子数目，希望加强它们与金属离子的络合能力，研究结果表明当识别体与发光团相隔较近时，化合物（31）对Zn2+离子、Hg2+离子有显著的双识别效果，当两者距离较远时只对Hg2+离子有识别作用。另外，我们还尝试了在噻吩[2,3-b]并噻吩官能团上引入类冠醚识别体，我们发现该化合物（36）对Zn2+离子有较好的荧光识别能力。