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荧光化学传感器设计合成简单,对金属离子和阴离子有高选择性、高灵敏性识别,引起了化学工作者广泛研究。喹啉和萘酰亚胺是具有良好配位性质和光物理性质的荧光基团,以其为荧光团可以设计合成具有良好性质的荧光化学传感器。二氧化硅包覆四氧化三铁的纳米粒子具有磁性和良好的生物相容性,将其应用于荧光化学传感器可以提高传感器的实际应用价值。本文设计并合成了一系列基于喹啉和萘酰亚胺的荧光化学传感器,研究了它们对金属离子和阴离子的荧光响应。另外合成了二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒子荧光化学传感器。主要内容包括：第一章,阐述了荧光化学传感器基本原理和响应机制,并介绍了基于喹啉和萘酰亚胺离子荧光化学传感器的研究现状,及功能化纳米粒子与荧光化学传感器结合的研究现状。第二章,设计合成了一系列基于8-羟基喹啉衍生物的Hg2+荧光化学传感器,其中两个传感器在含0.2%乙腈的水溶液中对Hg2+有高选择性、高灵敏性的荧光增强型识别。这两个可恢复的传感器能通过形成含汞化合物移除水样中的Hg2+,再通过加入过量的NaBH4恢复到传感器以再利用。此外,这两个传感器具有良好的双光子荧光性质,在单光子和双光子激发下都能成功的应用于检测饮用水中的Hg2+,且具有很低的检测限(<2 ppb)。第三章,设计合成了基于8-羟基喹啉的Schiff碱Zn2+荧光化学传感器,其在HEPES缓冲溶液中对Zn2+有荧光增强型选择性识别,能较好地区分Zn2+和Cd2+,其它金属离子(除了个别有淬灭作用的离子)和阴离子对Zn2+的响应基本无干扰,并能很好的定量检测水样中的Zn2+,且具有很低的检测限(3.12ppb)。第四章,利用汞离子催化水解乙烯基醚的反应设计合成了基于1,8-萘酰亚胺的比色、比率Hg2+荧光化学传感器。该传感器在含1%乙腈的水溶液中对Hg2+有颜色从无色到浅黄色、荧光从蓝色到绿色变化的高选择性识别。该传感器对Hg2+呈现灵敏的比率荧光响应,能对饮用水中低含量的Hg2+定量检测,且具有很低的检测限(0.72ppb)。此外,该传感器已成功应用活细胞内Hg2+的荧光成像检测。第五章,设计合成了基于1,8-萘酰亚胺的Cu2+、S2-磁性纳米粒子荧光化学传感器,其对Cu2+有高选择性识别和高效率的分离；该传感器与Cu2+结合的产物能选择性识别S2-S2-很好地定量检测。该传感器成功应用于活细胞内Cu2+和S2-双光子共聚焦荧光成像检测。