荧光探针因其具备灵敏度高、选择性好、能实时检测等优点,被广泛应用于环境、生物、医药等众多领域,是近些年的研究热点之一。本课题选取聚三噻吩为主体,设计合成三类新型有机小分子荧光探针,并对其合成路线及传感性能进行研究。1、设计并合成了一种“turn-on”型荧光探针3TB,可用于快速检测水溶液中的Fe³⁺和Hg²⁺。当探针溶液中存在Fe³⁺或Hg²⁺时,发出强烈的绿色荧光,并导致荧光增强44倍和19倍。通过荧光发射光谱,红外光谱和核磁共振详细的研究了探针的荧光传感特性,证明3TB-Fe³⁺的化学结合计量比为2:1,3TB-Hg²⁺结合计量比为1:1,并提出了传感系统可能的结合模式。此外,探针3TB对Fe³⁺和Hg²⁺具有高的绑定常数(1.34×10⁶和8.99×10⁴ M^-1),低检测限（13.6和61.7 nM）,高选择性和高灵敏度,强的抗干扰能力,宽的pH响应范围（5.0¹0.0）。这些研究结果充分表明3TB是Fe³⁺和Hg²⁺识别的理想荧光探针。重要的是,该探针已成功应用于有效检测实际水样中的Fe³⁺,拓展了探针的应用范围。2、设计并合成了两种基于寡聚噻吩的比色和荧光双通道氰化物荧光探针3T-2CN和3TBN。两种探针均显示了对CN^-的“裸眼”识别能力,具有极好的选择性和高灵敏度,荧光检测限分别为0.19μM和0.46μM,比饮用水中的最大允许浓度（1.9μM）低得多。此外,通过紫外和荧光光谱,¹H NMR滴定,FT-IR光谱以及TD-DFT计算已经成功证实了CN^-对乙烯基C=C键的亲核攻击的传感机制。在应用方面,制作探针测试条（滤纸和TLC比色硅胶板）能够现场高效地测试水溶液中的CN^-,此外,探针3TBN已成功实现了对食品样品中CN^-的检测,进一步扩大了探针的应用范围。3、设计并合成了两种简单高效的比色和比率型荧光探针3TS和3TH,探针的设计是基于Hg²⁺促进缩硫醛的脱保护反应来选择性地检测水溶液中汞离子,促使探针溶液颜色从无色到黄色的显著变化,以及在紫外灯下颜色从蓝色变为黄色,并伴随着明显的荧光增强,从而能够肉眼检测Hg²⁺。探针不仅显示出高灵敏度,还具有非常低检测限（10.3 nM和62 nM）,而且探针3TS已成功用于快速检测自来水,蒸馏水,河水和湖水,农田土壤,鱼类,虾类和海带样品中痕量有害的Hg²⁺离子,进一步扩大了其的应用范围。