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目前荧光探针因其具有灵敏度高、选择性好、操作简便、易微型化、能用于现场分析和监控等特点而引起科学家极大的关注，并广泛应用于阳离子、阴离子以及中性分子的检测。在生命科学和环境科学中，金属阳离子扮演着重要的角色，对它们进行定性和定量检测有着重要的意义。本论文基于香豆素-喹啉体系设计、合成了一系列金属阳离子荧光探针，并对其光物理性能及对阳离子响应性能进行了系统的研究，取得了具有一定实际意义的结果。具体工作内容如下： 1.设计合成了以香豆素为发色团、以三氮唑修饰的8-羟基喹啉为接受体、希夫碱结构为连接体的荧光探针T1，它在乙腈溶液中对Pb2+有高选择性、高灵敏度的响应，而且其它常见金属离子不会对Pb2+的检测发生干扰，解离常数达到0.1μM，可以实现对Pb2+有30倍的turn-on型荧光响应。实验结果表明，T1与Pb2+络合后因抑制了光诱导电子转移(PET)过程从而使发色团恢复荧光。另外，随着 Pb2+的引入，用肉眼就可观察到 T1溶液颜色从无色变为黄色，这也表明了T1可实现在对Pb2+的初步快速检测。 2.在T1的基础上，我们在发色团香豆素的7-位引入N,N-二乙基氨基，旨在使其的荧光光谱向长波长移动，并且以在水相中更为稳定的烯键结构代替希夫碱作为连接体，合成了比率计量型的Zn2+荧光探针T2。T2的选择性好，灵敏度较高，解离常数达到4.2μM，并且能对乙腈溶液中的Zn2+产生颜色和荧光的变化，实现对Zn2+的双模式响应。 3.设计合成了以香豆素为发色团、以2-甲基吡啶基修饰的8-羟基喹啉为接受体、酰胺结构为连接体的荧光探针 P3，它是一个荧光量子产率高、稳定性好、对Hg2+具有专一性响应的荧光探针。在缓冲溶液中，P3对Hg2+的识别是一个 CHEQ(chelation-enhanced fluorescence quenching)过程。P3对Hg2+具有很高的灵敏度，检测限达到了51 nM。