电子处于具有不同的能级分子的各个能级上，照射光照射到分子时，电子会被激发，然后从低能级向高能级跃迁，这样导致了含有高能级电子的分子由非激发态变为激发态。处于激发态的分子或原子在返回基态的过程中会释放一种光能即荧光。正常的情况下，荧光分子处于基态，当其吸收了光之后，分子就会处在电子激发态，基态和激发态都包括单重态和三重态，其中三重态用2S+1表示，S代表电子的自旋量子数代数和，其数值为0或1。S 为0时，当分子处于单重态时，分子内的所有电子自旋配对且其自旋方向相反，正常情况下，大多数有机物分子的基态是单重态。当分子吸收光能后，电子从低能级跃迁至高能级且自旋方向不变，分子此时处在激发单重态。S0、S1、S2的能量由低到高，它们分别表示分子的基态、第一和第二激发单重态。若处于基态单重态的有机物分子中电子在跃迁时伴随着电子自旋方向的变化，激发态分子轨道中就会有两个自旋不配对的电子，此时S 为 1，表明有机物分子处于激发态的三重态，激发态的三重态可以用T表示，T1，T2分别表示三重态的第一，第二激发态。由于能级差不同，分子中的电子从S0跃迁至激发态比较容易发生，且进行的很快（约10-4 s)，而从基态单重态到三重态很难发生，能量高的单重态激发态分子可以与其他同类分子或溶剂分子发生碰撞，通过内转换回到激发态的最低能级，这一过程为10-12s，处于激发态最低能级的分子寿命一般为10-4-10-8 s，它们会放出光子返回基态，这时产生的光称为荧光。即电子从S1回到S0会产生荧光。从S1到T1能量转化是体系间跨越。从T1回到S0有两种过程，过程一是体系间跨越，无能量释放；过程二是放出光子，即磷光，在10-4-10 s间完成[2-3]。

作为一个典型的荧光团，荧光素具有水溶性好的优点，可见激发和发射、高量子产率在生理pH值[ 4,5 ]。近几年，由于其成本低、选择性高、通用性和便于监控等优点，荧光探针对阳离子和具有生物环境相关的阴离子选择性结合已经戏剧性的发展起来的 [6-8]。荧光分子探针在荧光技术及识别信息的基础上，通过分子探针的有机化合物的光物理和光化学特性实现对目标物的高灵敏度，高选择性识别，而我们主要利用其特殊的光物理性质，如不同的吸收波长和发射波长，不同的荧光量子产率和荧光寿命的改变等，或在不同的极性介质中具有不同的光谱特性。它通过特定的受体实现与客体的结合，将两者结合输出的信息转变为易于被检测的荧光信号，从而实现在单分子水平上的检测[9-12]。荧光分子探针通过共价链接或者独立的连接臂将荧光团和识别基团两个单元相连在同一共轭体系中。识别基团是体现探针分子识别功能的主要部分，它决定了荧光探针与被检测物结合的选择性与灵敏度[13]。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

在分子传感器的基础上已经开发了用于检测各种分析物的荧光素衍生物[14-20]。吡啶的香豆素主体分子，在生物细胞体系中对Cu2+具有高度的选择性和良好适应性。加入Cu2+荧光显著增强。通过飞秒荧光分辨技术可以验证其荧光机理。该化合物可以在pH 4-10范围内，含水体系中检测Cu2+。基于香豆素的席夫碱传感器可以在甲醇-水（1:1, v/v）中选择性检测Al3+。

随着工业的发展，重金属污染日益严重，且因其具有富集性，很难在环境中降解，而对人和生物伤害很大，因此开发新型离子识别探针很有必要。而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。因此，本篇论文合成5-氯水杨腙香豆素来弥补上述缺点，并使用荧光和电化学方法对其进行阴阳离子的检测。