铁作为人体含量最多的必需微量元素,对人的生长发育以及维持必要的生理功能起着不可或缺的作用。铁元素主要以结合蛋白质的形式存在于人类体内,若人体缺铁,便会导致血色素降低,引发缺铁性贫血、疲倦无力、手脚冰凉、面色苍白、失眠腹泻等;但若体内含铁量过高,则会造成铁中毒,危害健康。地壳中含量最多的金属元素铝,是酸性土壤污染的重要成因。人体内的铝元素积累过多,会引发众多疾病,比如脑病、软骨症、贫血和阿尔茨海默病等。因此,研究一类能对Fe³⁺和Al³⁺实现有效识别的化学传感器显得尤为重要。由于荧光分析法具有操作方法简单、反应灵敏、选择性优异等特点,被广泛运用于离子的研究检测中。罗丹明衍生物作为荧光探针的一种,具有特殊的内酰胺结构和优良的荧光性能,成为了理想的荧光探针母体。本论文正是基于罗丹明特殊的内酰胺结构,采用罗丹明B和罗丹明6G作为探针母体,通过噻吩甲酸、噻吩乙酸地修饰,合成一系列含噻吩环的罗丹明类荧光传感器B2SY、BYJ、BYY、GYJ、GYY,并通过核磁共振分析、质谱分析、紫外和荧光分析等技术对它们的结构和性能进行了表征与探究。论文主要包括以下3方面:一、通过综述介绍了荧光探针的概念、种类、特点以及罗丹明类化学传感器的原理、发展和成果。二、根据文献设计并合成了以罗丹明B为母体的化合物B2SY、BYJ和BYY。运用核磁、质谱、紫外、荧光等分析手段对三者的结构性能进行探究:化合物B2SY在乙醇-水（1:4,v/v）溶液中作为一个“裸眼”探针对Fe³⁺表现出了优异的选择性。其与Fe³⁺以1:1的方式络合,检测限达到1.3′10-7 M,络合稳定常数为2.95′104 M-1。同时,B2SY还能在生理值pH的范围以及活体细胞中有效地检测Fe³⁺的存在。化合物BYJ和BYY能同时识别Fe³⁺和Al³⁺,并不受其他金属离子的干扰。其中,BYJ-Fe³⁺络合比为1:1,BYJ-Al³⁺、BYY-Fe³⁺、BYY-Al³⁺的络合方式均为1:2。三、以罗丹明6G为基本构架,通过噻吩甲酸、噻吩乙酸的修饰合成了化合物GYJ、GYY,并对二者的光学性能开展了研究。化合物GYJ能同时和Al³⁺、Fe³⁺作用,并伴随着溶液由无色向粉红色的转变。GYJ-Fe³⁺、GYJ-Al³⁺是以1:2完成络合,络合稳定常数分别为3.91×108 M-2、5.26×108M-2。化合物GYJ还能渗透入细胞膜,成为在活体细胞中有效检测Fe³⁺和Al³⁺含量的化学传感器。化合物GYY能排除众多金属离子的干扰有效识别Fe³⁺和Al³⁺,并产生颜色的变化（透明—粉红）。GYY和Fe³⁺或Al³⁺都是以1:2的形式络合,络合稳定常数分别为6.64×108 M-2和5.69×108 M-2。