在新的时代需求的条件下，分子识别研究领域出现了一种新的应用形式，即是分子探针。分子探针具有对亚微粒可视的亚毫秒时间分辨能力以及亚纳米空间分辨能力，可达到单分子检测的可开关、高灵敏性、原位检测以及利用光纤进行远距离检测等。因此，研究分子探针具有重要而深远的意义。

荧光分子探针在紫外-可见-近红外区具有特征荧光，其荧光性质可随着所处环境的性质改变而灵敏变化，包括有机试剂或金属鳌合物。荧光分子探针为了实现对单分子水平的原位、实时检测，通过特定的受体实现目标的结合，从而将分子结合信息转变成易于检测的荧光信号。荧光分子探针包含两个单元即荧光团和识别基团，这两个基团相连在同一共扼体系中。其中，识别基团可以决定荧光探针的灵敏性与选择性，所以为了目标的选择性识别而合成此结构单元[3-7]。金属离子荧光分子探针是指能和体系中存在的某一种特定金属离子发生作用，并通过荧光信号的变化来反应出该种金属离子的浓度信息的荧光分子探针。它的功能是选择性识别离子，并将信息转换为荧光的形式。其荧光团、连接臂和受体这三部分构成一个完整的体系[8-10]。受体能选择性的与被分析物结合，使探针分子所处的化学环境发生变化，而荧光团能够把受体和被分析物结合所引起的化学环境等变化转变成容易观察到的输出信号，如荧光、电流、电极等，连接基团是将受体和荧光发色团连接起来的部分，由于机理的不同可能有多种选择。在受体和被分析物结合后，导致荧光团所处的环境的变化，具体表现为荧光团部分发色荧光猝灭或增强（荧光化学探针），或者颜色变化（比色化学探针），这是最常见的探针工作原理[11-12]。近年来，随着超分子化学和主客体化学突飞猛进的发展，研究者针对不同底物如阳离子、阴离子和小分子等合成了许多化合物，它们的识别性能更是日新月异。检测金属离子已成为生物医学和环境科学领域的研究热点。文献综述

香豆素及其衍生物是一类具有内酯环结构的化合物，在可见光的范围内具有很强的荧光性，具有光稳定性好、光物理和光化学性质可调、萤光量子效率高和Stokes 位移大等特点[13-16]，常被用做荧光分子探针中的荧光团。其荧光的强弱在很大程度上取决于环上的取代基，如果在3-、4-位有吸电子基，6-、7-位有供电子基，则具有强烈的荧光，而当8-位是吸电子基时，那么其荧光减弱[17-19]。

很多金属阳离子在人体中扮演着极为重要的角色，比如说Fe3+是血液交换和输送氧所必须的一种金属阳离子，在生物体内起氧化还原的作用。体内大部分Fe3+分布在特殊的血细胞内，对人体的生命活动具有非常重要的作用。Cu2+对人体新陈代谢起着重要的调节作用。Co2+是维生素B12的重要组分。当然，也有很多重金属离子对人体有害作用，比方说Pb2+会伤害人的脑细胞，致癌突变；同时许多生活中无处不在的HSO3-、F-等会对环境和生物造成极大危害，如硝酸盐的代谢会导致癌症，滥用化肥会导致水污染及土壤板结等，这些都与分子识别、分子探针有关。所以很多生物学家、化学家、物理学家都纷纷关注设计合成高选择性的分子探针这一热点。

工业迅猛的发展，使污染越来越严重，而重金属污染也成为了其中的重要污染[20]，由于其具有富集性，在环境中很难被降解，因而对人和生物有很大的危害性，因此开发新型离子识别探针很有必要。香豆素类荧光团有优良的光学稳定性，高荧光量子产率，Stokes位移大等优点因此成为当前荧光探针研究热点。但是由于以往荧光探针具有合成复杂、用料昂贵、非含水体系，检测手段单一等缺点，所以本研究论文设计合成了香豆素母体结构的新型离子识别探针，并且设计以荧光光谱和电化学测试对八种阳离子以及九种阴离子进行识别，研究其主体分子对阴阳离子的识别能力。