在众多金属离子检测方法中，荧光分子探针识别法由于其选择性好、灵敏度高、能够实现开关操作等优点而备受关注。罗丹明类染料具有荧光量子产率高、刚性平面结构较大、水溶性好、毒性小、最大发射波长位于红色光-可见光区等优点，因此，基于罗丹明类染料的荧光分子探针的研究受到了广泛的关注。本文主要以罗丹明为母体设计合成了五种荧光分子探针，考察了它们在水溶液中的识别性能、响应机理及实际应用。1.在第2章中设计并合成了罗丹明B衍生物荧光探针P1，考察了探针对十几种金属离子的响应的紫外和荧光光谱。结果显示，加入Cu²⁺时，荧光发射峰增强，溶液出现明显的颜色变化。通过条件考察实验确定了探针与Cu²⁺响应的最佳pH和响应时间。在此基础上进行了定量检测：该探针对Cu²⁺响应的线性范围是5.0×10^-6mol/L到5.5×10^-5mol/L，检出限为4.9×10^-7mol/L。根据Job’s plot方法确定Cu²⁺和P1的络合比为1:1，根据文献推测出探针与金属离子的络合模型。2.设计合成了两种Pd²⁺离子荧光探针RD和RA，在水溶液中分别对其进行定性和定量检测。实验结果表明，探针RD和RA都可以作为荧光增强型Pd²⁺荧光探针，而且都对钯具有单一的选择性，检出限比较低。通过Job’s plot实验和质谱分析探讨了探针RD与Pd²⁺的响应机理。探针RD和RA在钯炭催化剂、湖水和自来水的检测中都得到了令人满意的结果，并且RA还成功的应用于植物保卫细胞内Pd²⁺的荧光成像。3.设计合成了一个罗丹明类荧光增强型Cr³⁺探针RF，探针在Tris-HCl (1.0×10^-2mol/L, pH=7.2)的缓冲水溶液体系中对Cr³⁺具有单一的选择性。定量检测结果显示：探针与三价铬离子响应的线性范围为0到1.0×10^-5mol/L，检测限为2.3×10-8mol/L。通过Job’s plot实验和质谱分析探讨了探针与Cr³⁺络合模型。RF在湖水和自来水的检测中都得到了令人满意的结果，并且成功的应用于植物保卫细胞和大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤细胞内铬离子的荧光成像。4.以罗丹明B为母体设计和合成了荧光增强型Hg²⁺探针RP。探针RP在Tris-HCl(1.0×10^-2mol/L, pH=7.2)的缓冲水溶液体系中对Hg²⁺展现出单一的选择性。定量检测结果显示：探针与汞离子响应的线性范围为0到1.0×10^-6mol/L，检出限为1.2×10-8mol/L。通过可逆性实验和红外分析探讨了探针与金属离子响应的机理。由于已报道的罗丹明类汞离子荧光探针比较多，我们将探针RP的性能与已报道的以罗丹明为母体的Hg²⁺荧光探针做了对比。并且RP还成功的应用于大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤内Hg²⁺的荧光成像，在湖水和自来水的检测中也都得到了令人满意的结果。