荧光分子探针是基于荧光分子与靶向分析物之间发生特异性相互作用,释放出可被检测到的特征荧光信号,从而实现对分析物定向检测的分析手段。与传统分析检测仪器(如原子吸收分光光度计、原子荧光分光光度计及电感耦合等离子质谱仪等)相比,荧光分子探针因其操作简便、响应迅速、灵敏度高、选择性好、可实现原位、实时快速分析等优点,已广泛应用于化学、环境、生物分析等领域。因而性能优异的新型荧光探针的设计合成已成为有机化学与分析化学交叉领域研究的热点之一。罗丹明类衍生物荧光染料因其具有高的消光系数、宽的吸收谱带及高荧光量子产率,且与特定分析物作用后,不仅表现出显著的吸收及荧光强度变化,还可伴随明显的颜色变化以实现裸眼检测等功能,已成为荧光分析检测领域中的“明星分子”之一,本文围绕罗丹明“开启型”荧光探针的设计、合成及传感性能进行了系统研究,取得了如下成果:1.基于离子诱导水解反应目视比色检测重金属汞离子以罗丹明B为主体分子,设计并合成了罗丹明B-乙二醛探针分子RHO。在C2H5OH/H2O的混合溶液中,该探针分子骨架上的螺内酰胺部分处于闭环结构并呈无色、无荧光状态,随着体系中特定分析物Hg2+离子浓度的不断增加,诱导该分子的乙酸乙丙烯酯基发生水解反应并释放出罗丹明B分子单体,荧光强度显著线性增强并伴随明显的颜色变化,其他常见碱金属、碱土金属及过渡金属离子几乎不构成干扰,实现了对Hg2+的高选择性、高灵敏度识别,检测限达2.7 n M.2.基于配位键合机理构建荧光分子探针体系检测汞离子以母体罗丹明内酰胺隐色体为模板,通过酰胺键桥连罗丹明荧光团和对苯二甲醛功能识别团,合成了荧光探针分子RBPA,在C2H5OH/H2O的混合溶液中,Hg2+与探针分子中的羰基O和亚氨基N发生配位作用,诱导内酰胺部分开环,体系发生显著的荧光增强并伴随明显的颜色变化,响应迅速,选择性好,且其荧光传感信号在较宽的p H范围内稳定。进一步将其固载于纳米二氧化硅球形基质中,构建无机-有机复合传感体系,实现了对Hg2+的可逆性识别及传感分子的多次重复使用性能,固载化为多功能复合传感体系构建及传感分子由材料到器件的转化提供了可能。3.上转换纳米粒子作激发光源实现对半胱氨酸分子的光化学传感通过溶剂热法制备了纯六方相上转换纳米粒子β-Na YF4:Yb3+,Er3+,经α-环糊精修饰后该纳米粒子由亲油性转变为亲水性,将对半胱氨酸具有特异识别性能的罗丹明衍生物负载其表面,在近红外980 nm激发光源下,β-Na YF4:Yb3+,Er3+的绿光发射峰与半胱氨酸诱导下探针分子的激发谱有很好的光谱重叠,基于此构建了二次激发的上转换体系。随着半胱氨酸浓度的增加,通过上转换绿光光谱的下降及探针分子吸收光谱的增强实现了对半胱氨酸分子的选择性识别。以近红外光为激发光源,可有效避免背景荧光干扰、增加组织穿透深度、减少对生物组织的损伤等,使其在活体检测、生物成像、荧光标记等领域有潜在的应用价值。