1,8-萘酰亚胺类Cu(II)离子探针是一类具有分子内电荷转移特征(ICT)的比率型荧光分子探针，其荧光团内有着强的电子“推-拉”体系，与Cu(II)离子络合后导致荧光发射波长红移或蓝移，是用于检测Cu(II)离子的高选择性和高灵敏度荧光探针。为了从微观上研究ICT机理的过程，我们运用密度泛函理论(DFT)以及含时密度泛函理论(TDDFT)研究这类分子探针的光物理性质。应用DFT方法对N-丁基-4,5-二[2-(苯胺基)乙胺基]-l,8萘酰亚胺(探针B)和4,5-二[2-(胺基)-N-(苯基)-乙酰胺基]-l,8萘酰亚胺(探针C)，以及探针与Cu(II)离子结合后的基态进行几何结构优化。通过自然键轨道分析(NBO)，考察了探针分子及其Cu(II)离子络合物的成键特性及电子结构。基于基态结构，应用TDDFT进行了激发态计算，并进一步完成激发态结构优化和发射光谱的计算。通过计算证明了探针分子对Cu(II)离子识别机理和荧光发射的分子内电荷转移(ICT)机理。结果表明，探针B与Cu(II)离子络合后，诱导萘胺氮原子脱氢，并与相邻的萘环形成C=N双键，使得共轭体系被延长，偶极矩增大，更有利于萘胺基N原子上的p电子向萘环的π*轨道转移，因此导致吸收波长和荧光发射波长红移。探针C在激发态，萘胺基N原子的杂化状态发生改变，一个N与萘环形成C=N双键，N上p电子向萘环共轭体系转移部分电子，形成ICT态，因此发射波长红移。与Cu(II)离子络合后，与萘环相连的C–N键的转动受到限制，在激发态时不能形成共平面的构型，因此不能转化为ICT态，所以络合物C-Cu(NO3)2只能发射LE态（局域激发态）的荧光波长，相对于探针C的发射波长是蓝移。另外，激发态时，萘胺基N原子的一个电子很容易转移到Cu(II)的空d轨道，消除了顺磁效应，抑制了由于Cu(II)离子的顺磁效应所导致的荧光淬灭。