汞是有毒重金属之一,自然界中的汞以及人们日常生活中可能接触到的汞,通过呼吸道、消化道和皮肤直接进入人体,或通过生物链在人体内集聚,且不能生物降解,从而给人们的身体带来严重的危害,例如肾损坏、细胞功能障碍、神经紊乱等疾病。因此能快速灵敏的对环境以及生物样品中的Hg²⁺进行检测已经成为一种迫切的需要。近年来,荧光探针法检测Hg²⁺因具有成本较低、操作仪器简单、检测限低及可实现实时监测等优点而受到广泛关注。目前已有的荧光探针对Hg²⁺的检测多基于单个荧光信号的变化,检测结果容易受到探针自身因素（如浓度、稳定性）和外部测试环境（如pH值、温度、溶剂极性）的干扰。比率型荧光探针与基于单个荧光信号变化的探针相比,可通过供、受体荧光发射信号强度的比值来进行检测,因此能够降低甚至消除探针自身和探外界环境等因素对检测的干扰,使得检测结果更精准。亚硫酸盐因具有抑制非酶褐变、酶促褐变以及细菌生长的作用而被广泛应用于食物防腐、抗菌、抗氧化等方面。然而,过度摄入亚硫酸盐也会对人的身体造成伤害,如引发腹泻、头痛、哮喘和过敏等疾病,同时工业生产中释放的大量亚硫酸盐也对环境造成了严重的影响,因此找寻一种能快速准确检测亚硫酸盐的方法或技术具有非常重要的现实意义。同光谱学法、色谱分析法、电化学法等传统分析检测方法相比较,荧光探针法检测SO₃^2-因具有灵敏度高、成本低、可实时监测等特点而得到广泛的应用,其中比率型荧光探针是通过供体和受体两个荧光发射峰的比率来进行检测,同常规探针相比,可大大降低误差,提高准确性。鉴于上述需求,本文构建了两个基于荧光共振能量转移（FRET）机理的比率型荧光探针分别用于Hg²⁺和SO₃^2-的检测,并对其光学性质及应用进行了研究。具体内容包括如下两部分:1.一种基于FRET机理的检测Hg²⁺的荧光探针TMUHg-1的合成、光学性质及应用我们以新型荧光团咪唑[1,5-a]并吡啶作为能量供体,罗丹明B荧光团作为能量受体,设计合成了一种基于FRET机理的可定量检测Hg²⁺的荧光探针TMUHg-1。该探针对Hg²⁺具有高灵敏性和选择性,探针自身在466nm处有较强的荧光发射,加入1当量Hg²⁺后,探针在466nm处的荧光强度降低,而在584nm出现新的荧光发射,且该处荧光强度随Hg²⁺浓度的增加逐渐增强,探针在584nm处和466nm处的荧光强度比值(F₅₈₄/F₄₆₆)与Hg²⁺浓度表现出较好的线性关系,探针最低检测限为0.93nM。该探针在5min内即可完成对Hg²⁺的响应,同时在响应过程中可肉眼观察到探针溶液颜色由无色变为红色。该探针可在pH4-10的范围内对Hg²⁺进行检测,已成功应用于生物细胞成像,且细胞毒性小。2.一种基于FRET机理的检测SO₃^2-的荧光探针的合成及光学性质研究我们设计合成了一个基于FRET机理的比率型荧光探针用于SO₃^2-的检测,该探针通过双键加成的方式对SO₃^2-进行响应。该探针对SO₃^2-具有高度的选择性和抗干扰性,探针自身在580nm处有荧光发射,加入10当量的SO₃^2-之后,探针原本在580nm处的荧光发射逐渐减弱,在476nm出现了新的荧光发射,且该处荧光强度随着SO₃^2-浓度的增加而逐渐增强。该探针在2min内即可完成对SO₃^2-的快速响应,同时在响应过程中观察到探针溶液颜色由红色变为无色,颜色变化肉眼可见。