分子传感器的重要特征就是能够将物质的化学组成信息转换为可测量的光电信号,因而具有灵敏度高、操作简便、易于实现快速检测的优点。基于此,分子传感器已成为目前国际分析化学前沿性研究热点之一。而基于不可逆特异性化学反应的光学分子传感器,因其识别传感的专一性和较好的灵敏度而备受关注。本文在前人研究的基础上根据一些特异性化学反应和各种性能优良的染料相结合,成功地设计了一系列光学分子传感器。本论文共分五章,分别包括以下内容:　　 第一章,绪论。首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念、研究现状和发展趋势;其次重点介绍了铜离子,汞离子及硫化氢的光学分子传感器研究进展;最后,在对文献分析总结和本实验室工作的基础上,提出了本论文的研究设想。　　 第二章,研究了一种基于罗丹明B螺环氨基硫脲开环机制的新颖的铜离子比色/荧光分子传感器。发现并合成了六元螺环罗丹明B结构探针,提出了铜离子与氨基硫脲基团特异性化学反应的机制,研究了六元螺环罗丹明B氨基硫脲化合物作为铜离子光学分子传感器的光谱性质。该传感器具有以下特点:1)在乙腈:水=20:80(v:v)溶液中及生理pH体系中,对铜离子的检测有较高的灵敏度,并且反应迅速;2)铜离子和探针作用后的产物在肼的存在下又能生成探针。因此该探针对铜离子的检测可再生。　　 第三章,设计合成了罗丹明B螺环苯基硫脲开环机制的汞离子的光学分子传感器,并研究其光谱性质。研究结果表明,探针在水溶液中对汞离子体现出优异的识别专一性,对其它金属离子均无响应。基于这一事实,建立了荧光增强法测定汞离子的方法。　　 第四章,基于铜离子促进的磺酰肼的水解,结合4-[4-(二甲基氨基)苯偶氮]苯甲酰基及丹磺酰荧光团的光谱特征,设计合成了铜催化水解以阻断能量转移机制的丹磺酰肼类衍生物探针。考察了其对铜离子的光谱响应,发现探针对铜离子的检测呈现良好的选择性和灵敏度。同时,在0.2～1.0μmol/L浓度范围内呈现良好的线性,检测线可达1.0×10-5mol/L。　　 第五章,基于能量转移机制,开展了4-胺基-1,8-萘酰亚胺荧光团-半花菁探针作为硫化氢光学传感器的研究内容。由于硫氢根离子与花菁结构中阳离子型C=N双键的特异性加成反应,阻断了探针中4-胺基-1,8-萘酰亚胺荧光团到半花菁的能量转移,实现了对硫化氢荧光“OFF-ON”传感,而且该传感过程不受其他生理体系常见还原性物种的干扰。同时,在0.05-10.0×10-5mol/L浓度范围内呈现良好的线性。