荧光分子探针结构中应具备多共轭体系,或者在共轭体系上增加强的供电子基团、以及分子刚性,使得合成的探针在紫外-可见-近红外区产生强的荧光效应。而在所有的荧光分子探针体系中,吡唑啉类探针化合物具有刚性平面结构、高荧光量子产率、高效率空穴传输、强烈蓝色荧光的优点,基于此,本文就以吡唑啉结构为基础设计合成了用于检测金属阳离子的新型荧光分子探针,主要内容如下:设计合成了荧光性能优异的吡唑啉探针D/L/M,分别在吡唑啉环上引入不同的取代基,并在不同的溶剂条件下通过紫外吸收光谱和荧光发射光谱测试其光学性能和探针对金属离子的识别效果,并探讨其络合机理。检测发现,探针D实现了在水溶液中对特定金属离子Cu²⁺的选择性识别。探针D与Cu²⁺之间以1:1的形式络合,从而产生探针D本身荧光的淬灭效应。探针D与Cu²⁺浓度滴定呈现出良好的线性关系,最低检测线为1.16×10-7 M。探针D与Cu²⁺络合过程的可逆性,以及探针D的低毒性可在细胞中成像应用,表明了探针D用于快速和及时识别Cu²⁺有潜在的实际应用价值。探针L对目标离子Cu²⁺的识别性能虽然没有发生改变,但可在复杂性、干扰性更多的环境下识别Cu²⁺,同时发现Cu²⁺对探针L的淬灭效果更好,并由核磁滴定可知探针L除通过识别基团上与Cu²⁺发生络合以外,蒽基和萘基也能起到协助作用,增强探针的识别能力。随之发现,在吡唑啉环1-位苯并噻唑的引入使探针M对不同的目标离子Zn²⁺/Cd²⁺显示出了高效灵敏的选择。而且在与目标离子Zn²⁺/Cd²⁺络合时产生了不同与以往的荧光增强现象,探针M与Zn²⁺络合产生的吸收峰也发生了相对移动。这表明与吡唑啉环1-位相连的苯并噻唑基团影响着探针M对Zn²⁺/Cd²⁺的识别。总之,通过在吡唑啉环上引入不同的取代基合成了3种不同的探针D/L/M,并分别对其光学特性进行探究,可以得出这3种吡唑啉型荧光探针在识别目标离子上显示了其优良的选择识别性、络合能力,以及络合体系的可逆性。为今后荧光探针检测金属阳离子的进一步探讨提供了依据。