近年来，荧光分析法因具有灵敏度高、选择性强以及操作便捷等优点而得到快速发展和应用，而性能优良的荧光探针是荧光分析的物质基础。由于罗丹明衍生物优异的光学性能和独特螺环的“OFF-ON”识别金属离子机理，使其成为构建荧光探针的理想结构之一。然而，罗丹明类荧光染料在发展荧光探针方面仍然存在一些不足（如水溶性差、选择性差和灵敏度低等问题），限制了它们的广泛应用。为了解决这些问题，本论文利用罗丹明螺酰胺开环的原理设计合成了三个新型的金属离子荧光探针。具体内容如下：　　一、设计合成了新型的罗丹明希夫碱类Hg2+荧光探针P1。该探针以罗丹明B、水合肼和乙醛酸乙酯为原料合成，通过核磁、质谱和 X单晶衍射进行了结构的验证。在乙醇-水(7/3，v/v，HEPES10 mM，pH7.0)溶液中，探针P1对Hg2+具有专一的选择性，不受常见金属离子的干扰，响应灵敏，识别过程可逆，并且可以进行可视化检测。检测Hg2+时，探针P1溶液从无色变成粉红色，并立即出现强橘黄色荧光，荧光强度可增加至初始荧光强度的40倍，检测限为4.6×10-7 mol/L。生物成像实验表明，探针P1可检测活细胞内Hg2+。　　二、设计合成了新型的罗丹明羟乙基肼类Hg2+荧光探针P2。该探针是罗丹明B、水合肼和苯基乙二醛为起始原料，所得中间体再经硼氢化钠还原而得到的，通过核磁、质谱和X单晶衍射进行了结构的表征。探针P2在乙醇-水(6/4，v/v，HEPES10 mM，pH7.0)溶液中专一性的识别Hg2+，荧光强度可增强至初始荧光强度的20倍，检测限为2.5×10-7 mol/L。探针P2先与Hg2+形成1:1的络合物，继而水解为罗丹明B，属于不可逆机理，这一机理通过Job’s plot实验和质谱的验证。探针P2也可以应用于活细胞内Hg2+的检测。　　三、设计合成了新型的罗丹明吡嗪类 Cr3+荧光探针 P3。该探针以罗丹明 B、乙二胺和3-氨基吡嗪-2-羧酸为原料合成，通过核磁和质谱等进行结构表征。在乙醇-水(1/1，v/v，HEPES10 mM，pH7.0)溶液中，探针P3专一性的识别Cr3+，荧光强度可增强至初始荧光强度的130倍，检测限为1.0×10-6 mol/L。Job’s plot和质谱研究表明，P3和Cr3+形成1：1的络合物。