荧光共振能量转移（FRET）是指能量供体和受体之间由于远程偶极-偶极相互作用，在激发状态下能量从供体荧光团向受体荧光团转移的非辐射过程。FRET在有机荧光染料，小分子荧光探针以及光捕获天线分子的设计中起着举足轻重的作用。在FRET体系的设计中，选择合适的能量供体和能量受体是最核心的部分。本文基于香豆素、氟硼吡咯和罗丹明荧光团优异的光物理和光化学性能，采用其衍生物作为能量供体和受体设计合成了多种FRET体系，并通过实验测试初步评估了其实际应用价值。具体内容包括以下几个方面：（1）设计合成了4,5-羧基罗丹明B异构体二酸，该类罗丹明酸的底环上连有两个羧基，为基于罗丹明衍生物的FRET体系的设计提供了一个优越的平台。通过向罗丹明上引入能量供体和分析物响应位点来设计成荧光探针，或者设计成多发色团结构的光捕获天线分子，应用于太阳能转换装置。（2）设计并合成了两个基于FRET机理的异构体光捕获天线分子CRB1和CRB2。将4,5-羧基罗丹明B与香豆素荧光团和氟硼吡咯荧光团连接起来所形成的组合分子，首次实现了罗丹明类荧光染料在光捕获天线分子上的应用。CRB1和CRB2分别采用4-羧基罗丹明B和5-羧基罗丹明B作为能量受体，通过哌嗪环将不同吸收波长的香豆素和氟硼吡咯供体荧光团连接起来，使分子不仅具有香豆素、氟硼吡咯以及罗丹明的强吸收性质，而且很好的弥补了单个荧光团吸收光谱带狭窄的缺陷，使得CRB1和CRB2的吸收光谱覆盖了300nm到650nm这一太阳光的强辐射区域。该天线在有机相中的溶解性非常好，在整个吸收范围内有较大的摩尔消光系数，对太阳光的捕获能力非常强，从供体蓝色香豆素和绿色氟硼吡咯到受体红色罗丹明的激发能量转移效率几乎都为100%。这些优点表明用香豆素-氟硼吡咯-罗丹明能量传递体系来设设计的光捕获天线分子具有非常大的实际应用价值。（3）基于香豆素-罗丹明能量传递体系构建了一个新颖的荧光硫醇探针。利用过渡金属Cu²⁺对探针荧光的强淬灭性和强嗜硫性实现了探针对小分子硫醇的识别。探针与Cu²⁺配位后荧光被完全淬灭掉，加成产物与硫醇作用后将自由的探针释放出来，探针重新恢复香豆素的强蓝色荧光。在正常生理条件下，探针能选择性检测GSH、Cys和Hcy三种生物硫醇。通过控制加入的Cu²⁺浓度，探针能够测定不同浓度范围的生物硫醇。