H⁺和Cu²⁺在环境及生物体内扮演着重要的角色。H⁺参与很多化学及生理过程,如钢铁生锈、细胞增殖和凋亡、离子运输、肌肉收缩等。Cu²⁺作为微量元素主要作用于血液系统和神经系统,Cu²⁺的缺乏和过量都会导致疾病。因此H⁺和Cu²⁺的检测非常重要。光谱探针由于其操作便捷、灵敏度高、选择性好、成本低等优点而被广泛用于离子检测中。本文以1,8-萘酰亚胺为荧光团设计合成了三个新型1,8-萘酰亚胺类H⁺和Cu²⁺光谱探针,分别对其结构进行了表征,并研究了其紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对H⁺和Cu²⁺的响应性和传感机理,以及细胞毒性。具体内容包括:识别基团来自肼和呋喃甲醛的1,8-萘酰亚胺类H⁺和Cu²⁺光谱探针（BNFA）:在CH3CN/H2O（1/1,v/v）体系中,当pH为1.9⁵.2时,BNFA是一个猝灭型Cu²⁺比色和荧光探针,可以通过吸光度减小（4.6倍）、荧光强度减弱（5.4倍）,以及最大荧光波长蓝移（19 nm）三个通道对Cu²⁺进行识别。在Cu²⁺浓度0⁶μM范围内,BNFA在（19）（21）（16）nm处的吸光度和在558 nm处的荧光强度都与Cu²⁺浓度呈良好的线性关系,比色和荧光检测限分别为6.10×10-7和2.62×10-7 mol/L。当体系pH在6.2¹2.0范围内,BNFA又可以作为三通道比率型H⁺比色探针和荧光探针,可以通过573 nm和461 nm处的吸光度之比A573/A461增大、552 nm处的荧光强度F552减小,以及颜色从浅紫色变为深紫色实现对H⁺的识别。识别基团来自肼和3-甲基-2-噻吩醛的1,8-萘酰亚胺类H⁺和Cu²⁺光谱探针（BNMT）:在CH3CN/H2O（1/1,v/v）体系中,当pH为2.2⁶.0时,BNMT也是一个猝灭型三通道Cu²⁺比色和荧光探针,Cu²⁺可使BNMT溶液的吸光度下降6.1倍、荧光强度减弱23倍、最大发射波长蓝移43 nm。当Cu²⁺浓度在0²5μM时,BNMT在（19）（22）（16）nm处的吸光度和在571 nm处的荧光强度都与Cu²⁺浓度呈良好的线性关系,比色和荧光检测限分别为3.12×10-7和2.44×10-7 mol/L。当pH在6.0¹2.1范围时,BNMT也是一个三通道比率型H⁺比色探针和荧光探针。可以通过581 nm和471 nm处的吸光度之比A581/A471增大、571 nm处的荧光强度F571减小,以及颜色从浅黄色变为深蓝色识别H⁺。识别基团来自肼和三羟甲基氨基甲烷的Cu²⁺荧光探针和pH比色开关（BNGT）:在CH3CN/H2O（1/99,v/v）体系中,在pH 5.2⁶.5范围内,BNGT可以通过392 nm和754 nm双波长处荧光增强（分别增强9.2倍和9.4倍）、以及荧光颜色由无色变为亮蓝色检测Cu²⁺,两波长处荧光对Cu²⁺的检测限分别为2.64×10-7和2.45×10-7 mol/L。BNGT还是一个敏锐的pH比色开关,可以在三种CH3CN/H2O（1/99,1/1,8/2,v/v）体系中,通过明显的最大吸收波长增大、吸光度增强、颜色从无色变为玫红色三个通道指示0.2个pH单位（从5.8到6.0）的变化。作为Cu²⁺探针时,BNFA、BNMT和BNGT与Cu²⁺的结合比均为1:1,检测过程均不可逆,而作为H⁺探针和pH开关时,过程均可逆。三种物质对H⁺和Cu²⁺的识别都具有高选择性、高灵敏度和强抗干扰性。BNFA细胞毒性较大,BNGT的细胞毒性很低,而BNMT几乎无细胞毒性。