荧光探针具有高灵敏度和准确度,以及操作简单等优点,被广泛用于分析和检测化学领域。然而,仍存在响应前后吸收光谱变化不明显,发射波长短,颜色变化不明显等问题。半菁染料由于其较高的摩尔消光系数、良好的水溶性以及较好的化学修饰性被广泛使用。因此,本论文对半菁染料结构设计,利用π共轭结构改变的机理,为实现更好的检测效果提供了解决方案。具体研究内容如下:1.基于半菁染料的荧光探针用于汞离子检测的研究通过设计并合成了一种以硫代苯甲酸为识别基团的半菁类荧光探针,通过利用π共轭结构重排的机理,用于对汞离子灵敏、特异的检测。利用脱硫反应与汞离子响应之后,脱去响应基团,并发生重排,使得响应前后出现较大的吸收光谱的变化（137 nm）,同时表观颜色发生明显的变化,从黄色变成红色。探针具有良好的特异性、抗干扰性以及较快的响应时间。此外,探针被用于实际水样的检测,并制成便携的检测片检测水样;同时其具有较低的毒性,用于细胞的成像。2.基于半菁染料的新型荧光探针用于p H、次氯酸检测的研究通过设计并合成了一种基于吲哚半菁的新型近红外区荧光探针,通过响应时对其π共轭结构的破坏,实现对p H和次氯酸的检测。通过在吲哚半菁上利用重原子效应修饰溴原子以及引入电负性弱的含氧分子,实现了光谱的更红移,吸收达近红外区（890 nm）。在p H和次氯酸的响应下,均出现较大的吸收峰值的移动（365 nm）和明显的颜色变化。