荧光分子探针是一类将荧光团作为信号输出单元的、可用于检测多种物质、性能的发光型检测器件。分子荧光探针由于选择的荧光团特性不同而具有多种不同性质的发光性能,并且通过化学方法可以进行更加多样的修饰以达到设计的目的。通过合理的设计策略可以专一地对黏度、温度、各种阴阳离子、pH值、反应性氧、硫、氮系统、生物体特定部位等目标进行识别与靶向。与传统方法相比,荧光分子探针技术进行检测过程中具有以下几个优点:(1)通过荧光团和识别单元的优化,可以达到较高灵敏度和良好的选择性;(2)由于分子探针在分子级别上实现识别过程,且光学信号就有一定的穿透能力,可以很容易地实现原位、实时地检测;(3)由于探针为分子尺度的器件,因此具有很好的时间、空间分辨性和不错的信噪比;(4)通过有机合成定向设计的分子探针具有成本低、设计灵活性高的特点。本论文主要以萘酰亚胺和双吡啶偶联三苯胺荧光团为母体,通过简单的设计,合成了两类用于检测黏度的分子荧光探针;对于所合成出的萘酰亚胺荧光染料,我们进一步将其应用到无机二氧化硅粒子和聚苯乙烯聚合物微球基质上,研究了其在纳米尺度下的性质。整体的工作内容概括为以下几个方面:第一章介绍了基于超分子化学的分子识别模型和利用荧光分子设计的分子探针模型。主要介绍了四种分子传感器设计原理。介绍了基于近红外荧光的分子探针和聚集诱导发光型分子探针。简介了近年来分子探针在对黏度检测和反应型氧化物检测中的应用。根据课题组前期的研究背景,针对黏度检测这一课题,提出了本论文的基本设计思路和研究方法。第二章利用课题组前期发现的萘酰亚胺荧光转子,通过结构的进一步优化,设计合成了一个FRET型的荧光黏度探针(bisNAP)。研究了其在不同溶剂中的紫外吸收和荧光发射谱图,bisNAP的不同溶剂荧光归一化光谱显示出了与极性相关的溶剂致红移现象。通过N-丁基-4-胺乙基氨基-1,8-萘酰亚胺和N-甘氨酸琥珀酰亚胺酯-4-苯基-1,8-萘酰亚胺紫外吸收和荧光发射光谱地叠加验证了分子内的F?rst Resonance Energy Transfer传感原理。通过甘油-水中的荧光实验证明了bisNAP对环境黏度具有较灵敏的响应。随着黏度增加,荧光发射也随之增强。第三章利用课题组前期发展的双吡啶偶联三苯胺近红外荧光团设计了一个共轭连接吲哚碘盐的荧光探针(DPTPA-INDO)。在此基础上,首先对其在不同溶剂下的紫外吸收和荧光发射做了研究,DPTPA-INDO在丙三醇溶剂中,发射波长能够红移到674nm的近红外光区。通过丙三醇-水体系中检测,发现DPTPA-INDO随着体系黏度增大,674nm处的荧光逐渐增强。这一现象可能是由于吲哚与荧光团之间的双键产生的分子内旋转受到抑制所造成的。DPTPA-INDO在高黏度有机溶剂和低黏度有机溶剂乙醇中均显示了很好的稳定性。第四章根据课题组前期研究和本论文第二章工作的优化研究,通过Suzuki偶联反应合成了4-芳基萘酰亚胺(NAPAr)型有机荧光转子N-甘氨酸琥珀酰亚胺酯-4-苯基-1,8-萘酰亚胺和N-甘氨酸琥珀酰亚胺酯-4-三苯胺基-1,8-萘酰亚胺,随后将两种荧光染料修饰到所合成的二氧化硅纳米球和聚苯乙烯纳米球中,制备合成出了荧光二氧化硅微球以及荧光聚苯乙烯微球。通过DLS和SEM对不同基质的化合物进行了粒径表征。从DLS和SEM图中发现,荧光聚合物微球的尺寸均一性和分散性较硅基颗粒更好。