近年来，由于超分子化学突飞猛进的发展，应用荧光功能分子实现分子识别和设计分子开关的研究得到广泛关注。本论文应用荧光作为可检测的输出信号，基于各种机制，设计合成了一些有机功能分子，并研究其在化学传感器和分子开关方面的应用。主要研究成果总结如下：　　 (1)在传统PET机制单糖化合物荧光传感器的研究基础上，我们将四硫富瓦烯(TTF)作为电子给体单元取代氮原子，将葸，TTF与双硼酸结合在一起，构建了基于PET机制的新型葡萄糖选择性传感器。该荧光传感器在一定浓度范围内也可以检测核苷化合物。　　 (2)应用经典的TICT机制，在具有双重荧光发射的DMABN化合物的苯环上引入了糖的识别位点-硼酸单元，设计合成了基于TICT机制的新型比率荧光传感器。同时，DMABN的硼酸酯衍生物也可以作为氟离子的选择性传感器。　　 (3)在对PET机制和TICT机制进行系统研究的基础上，我们结合PET机制和TICT机制的特点，对DMABN化合物进行修饰，利用N与硼原子之间的电子转移，调节DMABN单元的TICT过程，从而设计合成了基于PET-TICT机制的硼酸化合物和硼酸酯化合物来分别检测糖和氟离子。　　 (4)利用TTF与TTF+之间可以可逆地相互转化，并且TTF与TTF+各自具有不同的特征吸收的特性，以及DMABN单元具有双重发射荧光的特点。将TTF单元与DMABN单元连接起来。通过对TTF进行化学氧化和还原来调节DMABN单元的双重荧光。从而构建了一个以双重荧光比率变化为输出信号的比率荧光分子开关。另外，我们也可以通过电化学输入信号来调节体系的荧光变化。　　 (5)构建了一个超分子门控分子开关体系。该体系包含环糊精-荧光素化合物和金刚烷-螺吡喃化合物，利用在水溶液环糊精与金刚烷的主-客体包合作用，可以将荧光素单元和螺吡喃单元连接成超分子自组装体。这时候，螺吡喃的光致变色特性可以可逆地调控荧光素单元的荧光，从而实现荧光分子开关的功能。而当升高体系的温度时，由于环糊精与金刚烷的主-客体包合作用变弱，荧光素单元和螺吡喃单元连接成超分子自组装体被破坏，螺吡喃的光致变色对荧光素单元的荧光强度的调节作用变弱(因为能量转移的效率降低)。此时，体系作为荧光分子开关的荧光调节程度跟室温时相比大大降低。总之，在该体系中，荧光分子开关的开关能力是可以通过外界温度的改变来调控的，因此，我们成功构建了一个温度门控的荧光分子开关体系。另外，溶剂也可以作为该分子开关的门控信号。