作为活性氧（ROS）中的重要组成物质,次氯酸根离子（ClO^-）在人体内参与了多种生理活动;但多项研究表明其与一些疾病有着密切的关联。同样,生物体必需的金属离子也能调节生理环境的动态平衡,过量则会诱发生理功能的紊乱或疾病。因此,对ClO^-及常见金属离子的快速识别与高效检测显得尤为重要。荧光探针法因具有成本低、选择性高、检出限低与“裸眼”识别等优点,逐渐被运用到多种环境体系与生物体内的离子检测中。本文针对ClO^-及几种常见金属离子构建了一系列灵敏度高、检测性能良好的小分子荧光探针,实现了环境水体及生物细胞中目标离子的快速识别与高效检测。并利用核磁等表征手段与理论计算相结合的方式验证了探针对目标离子的特异性响应机制。研究内容如下所示:（1）以香豆素基元作为荧光团,通过引入不同识别基团（对甲苯磺酰肼和二氨基马来腈）来构建出两种新型的ClO^-荧光探针（探针1a和1b）,并分别对其光学响应性能进行了研究。其中探针1a因结构中C=N双键的异构化作用而呈现无荧光状态,当目标离子ClO^-存在时,C=N双键会因为ClO^-的强氧化作用而断裂随后生成具有强蓝色荧光的香豆素醛,利用过程中荧光信号的变化可实现对ClO^-的专一性识别。该探针水溶性好,对ClO^-的检出限低且响应时间短,能成功的运用于环境水样与生物细胞中ClO^-的识别分析。探针1b自身是一个大的共轭体系,呈现红色荧光。该探针对ClO^-呈现出荧光蓝移的比率识别响应。与此同时,探针也对铜离子(Cu²⁺)产生了特异性配位的荧光淬灭效果。对两种目标离子的识别分别表现出较高的灵敏度与较强的抗干扰能力。此外,实验还利用EDTANa₂与Cu²⁺的复合物体系实现了探针对Cu²⁺的可逆性配位,避免了两种目标离子定量检测的相互干扰。基于理论计算与结构表征手段相结合的方式完成了该探针对目标离子识别机制的探讨,为设计与发展多功能比率型荧光探针提供了一个崭新的思路。（2）以喹唑啉为荧光团而构建了一种对ClO^-与Al³⁺双重响应的荧光探针（探针2）。探针2的共轭体系使其呈现出红色荧光。探针因ClO^-的氧化作用可引起蓝绿色的荧光蓝移,也可通过与铝离子(Al³⁺)的选择性配位变成黄绿色荧光。探针溶液对两种目标离子的响应效果也由黄色分别变为了无色与褐色,检出限低且抗干扰能力强。此外,该探针与Al³⁺形成的复合物体系还可继续对F^-进行荧光接力识别,利用F^-与Al³⁺的强络合作用来释放探针单体从而改变体系的光学性能。重复实验表明探针能持续对Al³⁺与F^-完成可逆循环性的识别检测。实际水样的加标实验与HepG2细胞的荧光成像进一步证实了该探针在环境水体与生物细胞内对目标物检测的可行性。该工作为设计性能优异、多功能多重响应的荧光传感技术奠定了基础。（3）基于萘酰亚胺与香豆素双荧光团构建了一种比率型荧光探针（探针3）,并能选择性识别内源性ClO^-。双荧光团的共振能量转移机理使探针3自身展现出黄绿色荧光。当强氧化性ClO^-存在时,探针分子会发生氧化水解而生成香豆素醛类物质,同时伴随着体系荧光从黄绿色到蓝色的明显转变,即比率型荧光响应。由光谱研究发现该探针对ClO^-的选择性强,灵敏度高,响应时间短。此外,本实验利用吗啉环的定位功能将探针引入到溶酶体内部,RAW 264.7细胞的荧光成像也验证了探针3可用于内源性ClO^-的比率监测。该工作为在生物细胞器内对目标离子实时监测技术的深入研究提供了基础条件。