聚集诱导发光（AIE）概念是由香港科技大学唐本忠教授于2001提出,相比于传统的有机、无机或者杂化荧光材料,具有AIE性能的分子或者材料在聚集或者固体状态显示出明显增强的荧光特性;从而有效克服传统荧光材料的聚集诱导荧光猝灭（ACQ）效应,为构建性能更为优越的荧光材料提供了可能。近年来,AIE荧光分子及荧光材料在生物成像、化学和生物传感以及光电器件等方面的研究引起了广泛关注。本论文针对常规荧光分子的ACQ效应和生物体系分散等问题,设计了多种在生理溶液可以分散的荧光探针;研究了这些荧光探针对ClO-,Hg2+在水溶液和生物体系的荧光检测和生物成像研究。其主要内容分为以下三个章节。在第二章中,以典型的AIE分子四苯乙烯（TPE）为基础,本章节设计并合成了一种具有AIE特性和水分散性的离子荧光探针（TPY）。该荧光探针可用于水溶液和活细胞中次氯酸盐的比率型荧光检测。该检测系统具有快速、高选择性和灵敏度。响应时间小于1分钟,许多其他阴离子分子不会影响次氯酸盐的检测。根据紫外可见光谱、荧光光谱、核磁共振和质谱的结果,可推测该检测系统可能是次氯酸盐与探针TPY反应,生成TPE-CHO从而导致荧光发射波长的蓝移。细胞活性结果表明,该探针具有低毒性和良好的生物相容性。本研究为次氯酸盐的检测提供了一种快速、可靠、性能良好的方法。在第三章中,发展了一种基于功能核酸和贻贝仿生化学的Hg2+荧光检测体系。首先通过多巴胺在碱性条件下的自聚合在纤维素纳米晶表面形成聚多巴胺（PDA）包覆的纤维素纳米晶（PDA-co-CNC）,再利用PDA-co-CNC对ssDNA和dsDNA的吸附和荧光淬灭能力的差异;实现Hg2+的高灵敏度选择性检测。因为PDA-co-CNC混合物在对ssDNA和Hg2+的检测中表现出良好的灵敏度和鉴别能力,且易操作。在对适配体DNA检测中,PDA-co-CNC可以检测出不同的靶向ssDNA。由于会有T-Hg2+-T发卡型的形成,本章节设计了一种检测Hg2+的新方法,该方法灵敏度高,响应快,易操作,实验条件温和等优点。由此可知,PDA-co-CNC纳米材料结合DNA在生物检测中表现出优异的应用前景。第四章,本章节报道了一种基于无标记功能核酸荧光检测方法,首先利用AIE分子TPY和DNA的静电相互作用实现制备荧光DNA,再通过PDA-co-CNC对AIE-DNA复合物的荧光淬灭和Hg2+导致DNA的结构改变实现Hg2+的特异性检测。当TPY和DNA适配体在水溶液中混合时,TPY通过静电作用与DNA结合形成对DNA的标记;再在溶液中加入Hg2+时,Hg2+和DNA适配体可以形成T-Hg2+-T发卡结构,这种结构的形成就类似形成双链DNA;从而导致PDA-co-CNC对dsDNA的荧光淬灭效果减弱。通过Hg2+加入前后检测体系荧光强度变化可实现Hg2+特异性检测。和以往的基于功能核酸检测体系相比,本文报道的检测体系无需使用荧光预标记ssDNA。