荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、简便快捷等特点,近年来发展迅速,是目前常用的一种分析方法。目前金属离子的荧光化学探针的应用仍受到一些限制：如有的专一性不够,易受其它金属离子的干扰；有的水溶性不佳,必须在有机溶剂或有机溶剂与水组成的混合溶剂中使用；有的结构复杂、合成困难；有的膜渗透性能欠佳；有的激发波长在紫外区,应用于生物活体的检测受限制等。因此,优化荧光化学探针分子设计与合成,寻找选择性好、灵敏性高、激发波长、水溶性好并且性能优越的荧光化学探针,具有重要的理论意义和现实意义。本文设计、合成了一系列不同基团修饰的氮杂环化合物,研究了它们的荧光性能,初步探讨了它们在金属离子识别中的应用。1.合成了席夫碱类氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们的在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物3、6对于Cr3+响应都比较灵敏,但易受其它离子干扰：化合物3对于有Cu2+较好的识别能力,受其它离子的干扰小；化合物3在一定的酸度或碱度范围内,荧光强度均有显著变化。这一实验现象为设计新型的质子荧光探针提供了新的实验内容。2.合成了吡啶季铵盐类氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现,化合物4对于Cu2+、Zn2+、Co2+均有响应,尤其对Cu2+响应最灵敏,但易受其他离子干扰。以上实验现象,为进一步设计合成新型的Cu2+荧光探针提供了新的实验内容。3.合成了水杨醛修饰的氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物4a荧光强度对于Cu2+、Cr3+都有明显增强,对于Ni2+,荧光强度有明显的猝灭。化合物5a的荧光强度,对于Co2+、Cu2+、Cr3+,均为显著猝灭；对于Zn2+、Hg2+均为增强,对Zn2+响应的灵敏度高于Hg2+。化合物4b的荧光强度对于Zn2+、Cu2+均为猝灭,其中,Zn2+响应灵敏,但易受Cu2+的干扰；化合物4a在一定的酸度和碱度范围内,荧光强度均有显著变化。4.合成了乙二胺修饰的氮杂环化合物,并测试了它们的荧光光谱。研究了它们在不同pH值溶液中的荧光光谱,初步探讨了它们在过渡金属离子识别中的应用。结果发现化合物5a的荧光强度,在一定的酸度范围内,发生显著变化,这一实验现象为设计新型的质子荧光探针提供了新的实验内容；化合物6a的荧光强度对于Cr3+有明显增强。这一实验现象为设计新型的Cr3+荧光增强型探针,提供了新的实验内容。