手性物质广泛存在于各种天然产物中。生命活动中的基础物质如糖类、蛋白质、氨基酸、核酸等大多具有手性,由于这些物质在生物新陈代谢中的重要作用,离开了手性物质生命活动将无法进行。开展手性识别的研究不仅有助于认识生命现象,而且对环境、生物科学、药学、医学、超分子化学等领域的发展具有重要的推动作用。因此,基于手性识别的传感器的设计、合成及应用受到很多科学家的关注。其中,手性荧光化学传感器以其高效、快速、高灵敏性、低成本等优点备受青睐。随着工业的发展,环境问题愈演愈烈。重金属离子污染已成为引发环境问题的原因之一。生命活动的正常运行也和生物体内的各种金属离子的含量密不可分,适量的金属离子在生命过程中扮演着重要角色。荧光化学传感器以荧光为手段,运用主体和客体之间的特异结合,可实现对金属离子的定性定量检测,具有响应时间短、灵敏度高、使用简单、成本低等优点,在环境检测、水体处理和生物等领域具有广阔的应用前景而备受关注。研究发现通过氧原子、氮原子或硫原子等含有孤对电子的原子连接形成的“钳型”双臂结构的化合物具有特殊的结构特点。这类化合物含有特殊的空腔结构,且含有孤对电子,能够与金属离子和手性阴离子相互作用,引起超分子工作者的兴趣。在这类化合物中引入荧光基团可在识别的过程中展现出特殊的光化学特征。本论文设计合成了含吖啶荧光团的化学传感器,并通过紫外光谱、荧光光谱滴定、质谱、¹H NMR实验等方法研究了这些传感器与一些常见手性阴离子（苹果酸阴离子、苯丙氨酸阴离子、酒石酸阴离子、丙氨酸阴离子等）和常见的金属离子(Mg²⁺,Ca²⁺,Fe²⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cd²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Mn²⁺,Ba²⁺,Pb²⁺,Hg²⁺,Al³⁺,Fe³⁺等)之间的相互作用及荧光传感性能。论文分四章,主要内容如下:（1）简要阐述了手性阴离子识别和金属离子识别,及相关荧光化学传感器的研究进展,据此提出本文的设计思路。（2）合成了两个基于吖啶的手性荧光化学传感器L-1和D-1,并通过荧光光谱、¹H NMR实验、量子化学计算探究了它们对手性阴离子的选择性识别能力。L-1对L-酒石酸阴离子有很好的识别效果而对D-酒石酸阴离子识别效果不好。主体和客体之间1:1的络合比通过Job曲线确定。L-1和D-1对酒石酸阴离子的荧光响应程度不同,这表明了它们对酒石酸阴离子具有很好的对映选择性。此外,通过¹H NMR实验提出了L-1和酒石酸阴离子可能的键合模式。（3）合成了两个基于吖啶的荧光化学传感器L-3和L-4,并通过红外光谱、荧光光谱、细胞成像等方法探究了它们对金属离子的选择性识别性能。L-3对Fe³⁺具有显著的识别效果,L-4对Ni²⁺具有很好的选择性。主体与客体间1:1的络合比由Job曲线和Benesi–Hildebrand方程推测得出。通过细胞成像研究了L-3和L-4在Hela细胞中的识别效果,结果表明它们在生理条件下均表现出良好的识别效果,说明荧光化学传感器L-3和L-4具有广阔的应用前景。（4）合成了两个含有吖啶荧光团的化学传感器L-5和L-6。通过荧光光谱、细胞成像、¹H NMR滴定实验等方法探究了它们对金属离子的选择性识别效果。结果显示L-5和L-6能在生理条件下对Al³⁺进行识别,它们与Al³⁺形成了1:1的络合物。它们与其他金属离子之间没有形成相应络合物,并且L-5和L-6在Hela细胞中同样表现出对Al³⁺的良好识别效果。这说明L-5和L-6是具有应用价值的荧光化学传感器。