随着工业生产和人类生活水平的迅速发展,大量有毒离子被排放到环境中,导致环境污染日益严重。过渡金属是一类具有潜在危害的重要污染物,而氰化物是一类剧毒污染物,较低含量便能引起环境污染。因此,建立高灵敏度的有毒离子的分析测定技术具有极其主要的意义。荧光分析法因具有较低的检测限,较高的灵敏度,优异的选择性等优点,是重要的光谱化学痕量分析手段,在环境分析化学和生物医学中应用广泛。本论文的主要研究工作是设计、合成新型的寡聚噻吩类和水杨醛希夫碱类分子荧光探针,该类探针不仅检测简便,而且具有高灵敏度、高选择性、高稳定性和快速的时间响应性等优点,研究其在环境水样中的检测应用并考察其各项性能。具体内容如下:（1）设计合成了一种新型的寡聚噻吩类荧光分子探针A3TA,研究了其在水合介质中痕量铁离子(Fe³⁺)和汞离子(Hg²⁺)的检测应用。研究结果表明,该探针对Fe³⁺和Hg²⁺的检测具有选择性好,灵敏度高,操作简便快速,且常见金属离子不干扰其测定。Fe³⁺和Hg²⁺在低浓度范围内,荧光强度与金属离子的浓度均呈现出良好的线性关系。探针A3TA对Fe³⁺和Hg²⁺的检测呈现出较低的检测限,分别为35.2 nM和50 nM。（2）设计合成了一种新型D-π-A结构的荧光分子探针3TT,应用于环境水样和食品中痕量氰根（CN^-）有毒离子的检测。实验考察了酸度、时间及干扰离子等因素的影响。结果表明,探针3TT对CN^-检测呈现出高选择性、高灵敏度、高抗干扰性、良好的荧光浓度线性关系、瞬时检测和宽的pH响应范围。此外,探针3TT还作为一种很好的固体荧光传感器,实现在滤纸上对不同浓度的CN^-的检测。（3）设计合成了一种基于AIE特性的水杨醛类希夫碱比色和荧光双通道分子探针ADC,可用于检测环境水样和食物中的锌离子(Zn²⁺)、铜离子(Cu²⁺)和氰根离子（CN^-）。研究结果表明,探针ADC能够快速的实现对Cu²⁺/Zn²⁺/CN^-的痕量检测,且呈现出高选择性、高灵敏度和高抗干扰性能。并通过光学滴定、¹H NMR滴定及TD-DFT理论计算,提出了探针ADC对Cu²⁺/Zn²⁺/CN^-的传感机制。（4）设计并合成了一种简单新型希夫碱探针ADA,研究了其在环境水样中痕量铜离子(Cu²⁺)的检测应用。结果表明,该方法选择性好,灵敏度高,操作简便快速,且常见金属离子不干扰测定。Cu²⁺浓度在1.0×10^-64.5×10^-66 mol/L范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系。方法用于自来水、河水及蒸馏水中痕量铜的测定,回收率在98%¹02%之间。（5）设计合成了一种新型以1,8-二氨基萘为发色团的希夫碱荧光探针H,研究了其在饮料和环境水样中的量铜离子(Cu²⁺)的检测应用。结果表明,该方法选择性好,灵敏度高,操作简便,快速可靠,且常见金属离子不干扰测定。Cu²⁺浓度在0³.0×10^-6mol/L范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系。方法用于自来水、河水、生活污水及饮料中痕量铜的测定,回收率在96.7%¹03%之间。（6）设计和成了一种新型双水杨醛希夫碱荧光分子探针L,研究了其在水合介质中痕量铅离子(Pb²⁺)的检测。研究结果表明,该探针L对Pb²⁺的检测具有选择性好,灵敏度高,简便快速,且常见金属离子不干扰其测定。Pb²⁺浓度在2.0×10^-52×10^-4mol/L范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系,且呈现出较低的检测限,为3.80×10^-7M。