荧光探针由于其独特的灵敏度、优异的选择性、经济易得、操作方便以及可实现体内外实时监测等优点获得了科研工作者的关注。近年来,用于检测各种阴阳离子、pH、硫醇、活性氧化物甚至蛋白质类的荧光探针被广泛设计并应用于化学,环境科学和生物医学等领域。芘和咔唑荧光团具有超高的荧光量子产率,较大的共轭体系以及出色的光学性质,常被选择用于设计成各种荧光探针。本论文以芘或咔唑为荧光团合成了四种荧光探针,并将其用于特异性识别CN^-、ClO^-和H₂S。论文主要包括以下六章内容:第一章:简单概述了分子识别和荧光探针的概念,荧光探针的结构组成以及四种常见的识别机理。并分别介绍了芘类荧光探针和咔唑类荧光探针近几年的研究进展。第二章:合成荧光探针1-（1-芘基）-3-（2,6-二氯苯基）-丙烯酮（探针1）用于检测氰化物（CN^-）。结果表明CN^-的加入显著增加了探针1在464 nm处的荧光发射强度。荧光强度与CN^-浓度间呈现良好的线性关系,线性范围为2.5-12.5μM,检出限为37 nM。探针1对CN^-表现出优异的选择性。通过DFT和TD-DFT计算支持CN^-亲核加成到探针1上的反应机制。此外,探针1成功用于细胞、线虫和斑马鱼中CN^-的成像。最后,探针1也成功应用于检测加标自来水样品中CN^-的浓度。第三章:报道了一种用来选择性识别ClO^-的增强型荧光探针（探针2）。在乙醇/PBS（1/1,v/v,pH 7.4）溶液中,ClO^-的引入使探针2在477 nm处的吸光度不断下降,490 nm处的荧光强度逐渐增强,并且ClO^-的浓度与吸光度和荧光强度之间都呈现出良好的线性关系。次氯酸钠的强氧化性使C=C键裂解,探针分子结构发生变化从而引起吸收谱图和发射谱图的变化。检测过程表现出高灵敏度,检测限为0.19μM。探针2成功应用于HepG2细胞成像。第四章:基于咔唑荧光团设计了一个查尔酮衍生物荧光探针（探针3）,该化合物可用于灵敏快速地检测ClO^-。该探针在众多分析物中表现出对ClO^-独特的选择性,以及检测过程中优异的抗干扰能力。ClO^-将探针3中的对甲氧基苯酚氧化成对苯醌,从而诱导525 nm处的荧光发射。荧光强度与ClO^-浓度在53.6-107.2μM范围内展现出线性关系,检测限为0.30μM。荧光成像结果表明,探针3可用于可视化检测HepG2细胞内的ClO^-。第五章:设计并合成了新的基于咔唑的荧光探针（探针4）。该探针通过HS^-的引入促使硫吡喃形成导致UV-vis和荧光光谱变化,实现对H₂S的高选择性检测。同时,探针对H₂S的检测具有良好的灵敏度,检测限为0.16μM。可以通过肉眼监测变化过程:添加H₂S后,探针溶液从黄色变为粉红色。重要的是,该探针可用于监测HepG2细胞和小球藻中外源性的H₂S。第六章:该部分是总结与展望,回顾了本文涉及的各项工作的内容与意义,并提出我们未来工作发展的方向与目标。