分子探针是一种将分子间的相互作用转换为光学信号传递给外界的工具。因其专一的选择性,较高的灵敏度和操作简易等优点,近年来引起了广大研究者的兴趣,被广泛用于医药、化学及生物科学等领域。苯并噁唑、芴、吲哚菁等荧光染料由于有优越的光学和物理性能、量子产率高且稳定性好等特点,被广泛用作荧光基团用于分子探针的设计合成。本论文以苯并噁唑、芴及吲哚菁类化合物为荧光基团,分别构建了以半胱氨酸、汞离子、水合肼为目标待测物的分子探针。具体内容如下：(1)利用醛基与半胱氨酸特异性成环的反应机制,设计并合成了一种新型荧光增强型分子荧光探针。该探针对半胱氨酸的响应是基于分子内电荷转移(ICT)原理：未加半胱氨酸时,探针的荧光很弱；当加入半胱氨酸后,探针结构中的醛基与半胱氨酸反应成环,因探针分子结构发生变化,探针分子内‘’ICT-off’,荧光显著增强。该探针对半胱氨酸有很好的选择性和较高的灵敏度,检测下限可达9.84×10-8M。(2)针对聚芴类荧光探针难纯化的缺陷,本文选用小分子芴作为荧光基团,通过9位上修饰的羧基与噻吩甲胺的酰胺反应,合成了一种含有杂原子N、S、O的新型多酰胺识别基团的分子探针,能特异性的识别Hg2+。未加入Hg2+时,探针有很强的荧光；当加入Hg2+后,探针识别基团中的杂原子O、S与Hg2+络合,使Hg2+与荧光基团芴环上的π电子作用,降低了共轭体系的电子云密度,导致荧光猝灭。据此,设计并合成了一种新型的荧光猝灭型Hg2+荧光探针,该探针具有选择性高、检测限低、响应时间短等优点,并能用于实际环境水样中Hg2+的检测。(3)本文针对单官能团转移策略设计的分子探针选择性差的缺点,设计并合成了一种基于双功能团转移策略的分子探针。选用近红外Cy7-Cl菁染料作为探针分子的荧光基团,将其与识别基团三氟乙酰丙酮通过苯酚基团连接,构建了一种近红外分子探针。由于三氟乙酰丙酮和肼发生Hantzsch反应,减小了探针分子的共轭结构,导致探针在760nm处的吸收减弱,从而可实现对水合肼的比色检测,并用于实际环境水样中水合肼的检测。