小分子荧光探针的传感机制和性能研究对探针的发展起着至关重要的作用,其响应机制直接影响探针对检测物的特异性和灵敏度等响应性能。因此,新型响应机制的探讨与研究往往是小分子荧光探针开发中非常重要的环节。本论文从新的机制发现到对探针性质研究,设计并合成了三种不同的有机小分子荧光探针对水合肼进行检测,并对其响应机制进行详细的探讨。具体工作内容如下:(1)基于双位点与水合肼响应,我们设计并合成了近红外荧光探针二氰基甲烯基苯并四氢吡喃衍生物(DCM2)。该探针醛基和丙二氰基与水合肼发生缩合反应,阻碍分子内电荷转移导致荧光猝灭。探针对水合肼有良好的选择性和灵敏性,并可用裸眼区分水合肼和其他物质。此外,该近红外荧光探针在细胞成像方面表现出低背景优势,并成功的应用于HeLa细胞中不同浓度水合肼的成像研究。(2)以α,β不饱和羰基作为识别基团,利用分子间的氢键作用力进行活化,可使水合肼与探针之间的反应速率加快,由此我们设计并合成探针邻羟基苯乙酮衍生物(P-OH)以对照探针苯乙酮衍生物(P-H)。与对照探针P-H相比,P-OH与水合肼反应时分子间氢键作用起重要的作用,探针P-OH对水合肼的特异性响应机制通过氢谱、质谱进行了详细的证明。探针P-OH对水合肼不仅存在良好的比率比色响应,而且具有高选择性。此外该探针能够用于实际水样中微量水合肼检测以及活细胞中水合肼的成像研究。(3)基于二氨基马来氰强拉电子能力以及衍生物较好的染色性能,我们设计并合成一种具有明显比色和比率荧光探针二氨基马来氰衍生物(DHM)用于水合肼的检测。在探针DHM中二氰基具有较强的拉电子能力,在与水合肼发生反应后,分子内电荷转移(ICT)效应消失,荧光发生蓝移。同时,探针在检测水合肼时伴随较为明显的从紫色到黄色的颜色变化,可实现水合肼的肉眼检测。此外,探针被成功用于实际水样中微量水合肼的检测。