随着科学技术的不断进步,荧光被越来越多的人研究,其中荧光探针作为一种新兴的荧光材料之一,以高选择性、使用简单、灵敏度高的独特优势在环境学、材料学、医学、生物学等领域掀起了一波浪潮。荧光探针主要分为如下几类,荧光蛋白,量子点,有机荧光探针等。荧光蛋白具有高选择性和生物相容性,但不耐光刷,容易被酶分解;量子点虽然具有很强的光亮,但是其毒性问题使得它不利于在生物细胞上大规模的应用。传统的有机荧光探针有便捷的分子调控性,良好的生物相容性和较低的细胞毒性,以及生物降解的能力,但目前大部分这类探针广泛存在聚集荧光淬灭（Aggregation-caused quenching,ACQ）效应,这一效应限制了这类探针在生物领域的应用。基于此,本文设计、合成了一系列基于四苯基乙烯及其衍生物的具有聚集诱导发光（Aggregation-induced emission,AIE）效应的高分子荧光探针,探究其在生物大分子检测领域和细胞成像领域的应用情况。1、将基于四苯基乙烯（TPE）的带烷基链的AIE荧光分子与含有亲水性醚键的噻吩单体直接共聚,得到中性高分子P1(M_w=4.834×10⁴ g mol^-1,M_w/M_n=2.28),然后通过季铵化反应得到线性聚电解质P1⁺。对中间体和高分子结构进行了表征,并测试分析了高分子的光物理性能及其染色细胞影像图等。实验发现,该荧光探针具有典型的AIE效应,聚集后呈现绿色荧光发射。通过动态光散射测试和透射电镜图,也证明了在DMSO-THF混合体系中（1:99 v/v）,P1⁺形成了聚集体,且平均粒径为110.1 nm。P1⁺具备较低的毒性和良好的生物相容性,采用激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）和基于时间分辨单光子计数（TCSPC）的荧光寿命成像（FLIM）技术观测了P1⁺对小鼠神经瘤细胞Neuro-2A的标记特性,发现P1⁺分子倾向于聚集在细胞内部的中心区域,且表现出了较长的荧光寿命,而在细胞膜上则相对较松散的聚集,荧光寿命也较短。2、合成了一种基于四苯基乙烯的带醚链的AIE荧光分子,通过Suzuki反应得到均聚物P2(M_n=5.929×10³ g mol^-1,M_w/M_n=2.04),在高分子主链末端通过亲核取代方式分别安装上吗啉、三苯基膦和吡啶这三种官能团,最后得到荧光探针P2⁺体系（P2⁺-Mor、P2⁺-PPh₃、P2⁺-Pyr）,对中间体和高分子做了结构表征,测试了高分子光物理性能等。研究发现,P2⁺-Mor、P2⁺-PPh₃、P2⁺-Pyr均显示出了具有绿色荧光发射的AIE特性,并且这三种高分子荧光探针表现出良好的耐光刷性能。在与生物大分子肝素结合后,荧光强度都发生了明显增强,三种荧光探针P2⁺-Mor、P2⁺-PPh₃、P2⁺-Pyr对肝素的最低检测限度分别是0.23μM,0.17μM,0.28μM。细胞毒性测试证明了其低毒性和良好的生物相容性。与Lysotracker red商业染料的共染实验,发现HeLa细胞经过48 h的染色试验后,三种荧光探针均进入了细胞内,其中P2⁺-PPh₃、P2⁺-Pyr对HeLa细胞内溶酶体的靶向性比P2⁺-Mor对溶酶体的靶向性更好。通过基于TCSPC的FLIM技术观察发现大部分P2⁺-PPh₃在对HeLa细胞染色0.5 h后,主要聚集在细胞膜上,且荧光寿命较短,说明这类荧光探针进入细胞是个缓慢的过程。3、合成了一类基于四苯基乙烯的主链上带亲水醚链噻吩的共聚单体,然后通过亲核取代得到高分子荧光探针P3⁺体系（P3⁺-Mor、P3⁺-PPh₃、P3⁺-Pyr）。P3⁺体系具有绿色荧光发射,且显示出了AIE特性。因为接入含长链醚键的共聚单体噻吩,改变了聚合反应环境,使得分子量增大(M_n=3.482×10⁴ g mol^-1,M_w/M_n=1.47)。耐光性测试发现,P3⁺-PPh₃、P3⁺-Pyr的耐光刷性能要好于P3⁺-Mor。在检测生物大分子研究中,P3⁺-Mor、P3⁺-PPh₃、P3⁺-Pyr对肝素含量的最低检测限度分别是1.50μM,0.17μM,0.28μM。三种探针分子有较低的细胞毒性且通过胞吞的方式都可以缓慢到达HeLa细胞内溶酶体,P3⁺-PPh₃、P3⁺-Pyr的靶向性比P3⁺-Mor要好。综合比较P3⁺体系与P2⁺体系探针,发现安装三苯基膦的高分子荧光探针对溶酶体的靶向性较好,在肿瘤细胞溶酶体靶向追踪和抗癌药物载体领域具有潜在的应用价值。