化学传感器具有高选择性、高灵敏性和多功能性等特点,在化学、生物化学和环境科学等领域引起了高度的重视。近年来,同时识别阴离子、阳离子和生物小分子的多离子化学传感器以及近红外荧光传感器的研究工作,得到了很大的发展。结合本课题组相关的研究经验,我们成功设计并合成了一个多离子化学传感器,在结构表征的基础下,进而研究了该传感器在不同模式下对多种金属离子的识别作用；针对传统化学分子探针不易渗透到更深的组织里的问题,基于花青染料有很大的消光系数和相对高的量子产率的特点,我们设计合成了两个识别谷胱甘肽的近红外荧光传感器,探讨了传感器的分子结构及其与目标分子之间存在的相互作用对传感器识别目标分子性能的影响。本论文共分为三个部分：1.简要综述了近年来多离子化学传感器和近红外荧光化学传感器的研究进展。2.以8-氨基喹啉为中心骨架,设计并合成出一个多离子化学传感器5-(二乙基氨基)-2-((E)-(喹啉-8-亚氨基)甲基)苯酚(HL)。我们用元素分析、核磁共振谱和质谱等手段对HL的组成和结构进行了表征,并研究了其在不同条件下对多种离子的识别效应。通过光谱分析和DFT计算,探讨了传感器分子的空间结构以及传感器与目标分子间的相互作用,并且进一步探讨了其在细胞中的应用。3.基于巯基与α,β-不饱和酮之间的反应,我们设计合成了两种不同末端基团的近红外荧光传感器(2E,4E)-1-(2-羟基苯基)-4-(1,3,3-三甲基二氢吲哚-2-亚基)丁-2-烯-1-酮(LN1)和(2E,4E)-1-(2-羟基苯基)-4-(1,3,3-三甲基二氢吲哚-2-亚基)-1-(4-硝基苯基)丁-2-烯-1-酮(LN2)。我们用元素分析、核磁共振谱和质谱等手段对这两个近红外荧光传感器的组成和结构进行了表征,并研究了它们在含水体系中对谷胱甘肽的荧光传感性质,探讨了传感器的分子结构及其与目标分子之间存在的相互作用对传感器识别目标分子性能的影响。