荧光探针在识别和检测环境和生物体中存在的微量物质方面发挥着重要作用。已有大量关于检测各种微量离子的文献报道。在这些离子中,氟（F-）广泛存在于水、矿物质和土壤中。然而,由于一系列生理反应,F-的排泄速度缓慢,容易在生物体内积累。F-是生物体中必不可少的元素,研究表明F-在治疗骨质疏松症和保护牙齿健康方面具有重要作用,但过量摄入F-会导致氟中毒,损害胃和肾脏,以及引发胃癌、肾结石、泌尿系结石等疾病。在军事领域中,神经毒剂沙林在空气中会自发水解引起氟中毒,因此检测和监测F-尤为重要。此外,大量干扰离子对检测F-具有巨大影响,许多基于化学反应的小分子荧光探针完全依赖于有机溶剂体系中的检测。在其他体系中,溶解性差和高浓度猝灭是主要的问题,同时对有机溶剂的依赖和耗时的监测过程,限制了它们在现实生活中的应用。（1）设计了一种新型的F-荧光探针AN-SI,它具有响应速度快、选择性好和稳定性好等优点,使其可用于环境系统甚至活细胞中F-的特异性检测。荧光探针AN-SI对F-产生快速且显著的淬灭作用,在30秒内实现快速传感平衡。AN-SI的荧光猝灭与F-浓度在10～130μM范围内表现出良好的线性,检测限为0.127μM（S/N=3）。在探针AN-SI上也实现了对环境水样中F-的实用检测。该探针制作的试纸条可以方便地用于氟化物的现场测量,无需依赖复杂的仪器。在生物领域,该探针还可以成功应用于细胞成像。此外,探针AN-SI在液态和固态都具有很强的荧光发射性能,它弥补了双态发射发光策略。目前,已经有大量的有机发光材料被合成和研究,然而能够在溶液和固态下都有高发射的物质却很稀少,因此人们对开发一种有机双态发光（DSE）材料的方法和普遍适用的机理具有强烈兴趣。它在溶液和固体中都有强发射,填补了ACQ（聚集诱导猝灭）和AIE（聚集诱导发光）之间的空白,实现了在两种状态下的光学性质和应用研究,但是据我们所知,目前设计合成DSE材料依然是一个难题,首先需要解决设计具有DSE性质的荧光团,这类荧光团的合成需要创新的分子蓝图。这些双态发光材料的成功开发将在未来应用于能源、传感或多功能材料领域,更重要的是,在一种分子内实现双态发射不仅可以减少合成荧光团的复杂性,而且可以减少合成步骤过多的问题,从而大大减少优化这些方法所用的时间和精力,同时提出一种可调控DSE材料发射的结构策略具有重大意义。（2）开发了一种新型的DSE荧光团,同时合理的提出了有机发光材料设计思路和合成,这些有机DSE分子合成步骤简便,在溶液和固体中具有高发射效率,光谱信息几乎覆盖可见光区,实现了一种可调控DSE材料发射的结构策略。这些DSE分子在溶液和固态下的发射颜色可以通过调节改变光谱性质,颜色从蓝色到橙色均可调节,DFT计算和x射线晶体学证明了结构的扭曲状态,提出了DSE发射机制是由ICT向TICT之间的转换。DSE分子在防伪方面测试中应用具有良好的光稳定性和良好的可重复性,实现了对数字、文字以及图案的精密防伪。因此,这是一个很少报道的有机分子在溶液和固态下实现变色的例子,这些结果有助于进一步了解分子结构与光致变色性能之间的关系,拓展有机发光材料的研究领域。