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随着现代工业的迅猛发展，在经济得到发展的同时，环境问题也日益突出。其中，重金属离子污染是我国主要的环境问题之一。而对于重金属离子的检测，传统的方法主要依靠大型仪器，比如原子荧光光谱法(AFS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等，这些需要昂贵的设备及专业的技术人员操作，比较繁琐，所以荧光探针传感器的方法因其方便快捷的特点受到重视。 近年来，荧光探针分析技术以其方便、快速、先进等优势，非常受到化学科研工作者们的青睐，其一系列研究成果被广泛应用于食品、生物、临床和环境等多个研究领域。传统的荧光探针被分散于溶液之中，然后再加入检测体系进行检测，其需要临时配溶液，保存时间过长后，其溶液蒸发，浓度会有变化，不方便携带，且一旦加入到检测体系中就无法分离，不可回收。 为解决以上问题，我们研究出了一种简单且灵敏的水凝胶微球传感器，将荧光探针封装在聚乙二醇丙烯酸脂水凝胶内部，来检测金属汞离子。将小分子荧光探针R19S和PEG-DA水凝胶以一定的比例混合，由自动注射泵注入微流体芯片内，在T型通道里形成微球，在外部通道出口处，经紫外固化仪进行紫外光固化，形成固体微球传感器。小分子荧光探针R19S稳定地存在于水凝胶基质内，不会泄露出来。该水凝胶微球传感器还保留了小分子荧光探针R19S对于金属汞离子的高选择性和高敏感性，金属汞离子可以自由的出入整个体系与荧光探针发生反应。 我们通过荧光显微镜可以方便地对单个微球进行荧光分析。如果遇到汞离子，在荧光显微镜下可观察到绿色的荧光微球，荧光强度值可以通过灰度图进行定量分析。水凝胶微球传感器的荧光强度值与汞离子浓度呈良好的线性关系，在显微镜下测得的检测限为90 nM。当用KI溶液处理微球时，可以使其出现的绿色荧光消失，当再次加入汞离子溶液时，荧光会恢复，表明该微球可以重复使用。而且我们还将水凝胶微球传感器用于实际生活中的水质检测，回收率表明其表现结果较稳定。此固化方法同样适用于实验室其它不同的荧光探针，发现固化后都保留了原荧光探针的特性，所以该固化方法对于荧光探针的封装具有普遍的应用性。 除此之外，本论文还设计了一个荧光共振能量转移体系。以聚丁二炔包覆碲化镉荧光量子点，做成荧光复合材料。在外界温度的刺激下，以FRET的开启和关闭控制实现碲化镉荧光量子点荧光峰的消失与出现。