氧气与生物体的生命活动密切相关。通过检测氧气在人体内各个组织的分布和含量情况，能够了解人体的生命活动状况，对于疾病预防、临床治疗和新药开发具有重要的作用。因此如何实现对生物体内氧气含量的有效检测成为了人们的研究热点。基于磷光猝灭的氧气传感器以其自身的独特优势备受青睐，氧气传感器进入细胞内，与细胞内的溶解氧作用后，磷光强度会发生明显变化，借助于激光共聚焦显微镜成像技术，就可以实现细胞内氧气含量和分布的可视化检测。已经报道的氧气传感器种类繁多，均可实现对氧气的有效检测，但是仍然存在某些不足。例如，有机小分子的水溶性较差，高分子聚合物难以降解，量子点的毒性等都限制了它们在生物体中的广泛应用。因此，设计合成易于降解、毒性低、生物兼容性好的氧气传感器是十分必要和迫切的。基于超分子组装的水溶性纳米传感器有望解决这些问题。为了实现这个目标，我们开展了与其相关的研究。本论文分为以下三部分内容：1.设计合成了具有双四重氢键的磷光分子Z2和荧光分子Z3，通过核磁氢谱，碳谱，高分辨质谱对终产物的结构进行表征；并对目标产物在氯仿溶液中的光物理性质进行研究。2.利用微乳法构筑了Z2-T2-T3和T1-T2-T3两种超分子纳米球。通过扫描电子显微镜对其形貌进行表征，然后以后者作为重点研究对象，通过透射电子显微镜和动态光散射仪进行进一步表征，证明利用微乳法组装形成了粒径为55nm且在水中分散性很好的纳米球。然后通过发射光谱测试，Stern-Volmer线性模拟，磷光寿命衰变测试对其进行性能研究，测试结果表明该氧气传感器对氧气检测的灵敏度极高。3. T1-T2-T3体系的细胞毒性实验和光稳定性测试表明该传感器具有良好的生物兼容性和光稳定性，可用于细胞成像分析。该传感器可作为潜在的用于研究细胞内氧气检测作用机理及药效评估的一个工具。