荧光探针由于具有很高的灵敏度及易操作性等优点在生物分析、医疗诊断、疾病监测等方面发挥着重要的作用。传统荧光探针在应用于生物传感等研究时，遇到很多棘手问题。如生物分子与荧光探针结合时，会诱导探针的聚集，从而导致探针的荧光发生聚集诱导淬灭现象，因此影响了探针的荧光信号。另外一些半导体量子点在进行生物传感研究时，本身含有重金属，具有很高毒性，实际应用受到限制。因此本论文设计合成了新型有机荧光探针，研究了有机荧光探针的性质，探讨了有机荧光探针在生物传感中的应用。主要研究结果如下：1.9,10-二苯乙烯基蒽季铵盐生物探针及核酸适体传感设计合成了9，10-二苯乙烯基蒽（DSA）季铵盐分子BTAESA，研究表明，BTAESA分子具有良好的水溶性与聚集诱导发光(AIE)性质，当分子通过超分子作用即静电作用与疏水作用结合到单链DNA上时，由于分子内的旋转受到限制，体系的荧光强度会迅速增加。这种性质使BTAESA分子能够做为荧光探针（探针1）有效应用于核酸适体传感中。我们研究了不同链长（6、10、15、20、24个碱基）的单链DNA对BTAESA探针分子荧光强度的影响，发现随着链长的增加，探针分子的荧光强度不断增加，且呈现很好的线性关系（R=0.998）；接着研究了不同浓度的含有24个碱基长度的单链DNA(DNA24mer)对BTAESA探针分子荧光强度的影响，发现随着DNA浓度的增加（从0nM增加到200nM），探针分子的荧光强度不断增加，且呈现很好的线性关系（R=0.998），检测限为150PM；这部分还研究了单链剪切酶S1对探针与DNA（24mer）复合体系的荧光强度的影响，结果表明，随着S1酶浓度的增加（从6到32U mL1），复合体系的荧光下降速率呈线性增加(R=0.995)；研究了S1酶抑制剂对S1酶剪切DNA（24mer）速率的影响，发现随着S1酶抑制剂浓度的增加，探针、DNA（24mer）与S1酶复合体系的荧光下降速率逐渐降低，得出半抑制率（IC50）为0.076mM。从而实现了非标记、点亮型、灵敏度高、线性关系好、简便、高效、廉价的核酸适配体生物传感。将探针1的荧光作为信号输出，利用富含鸟嘌呤（G）的凝血酶适体（TBA）作为铅离子Pb2+的识别单元，实现了Pb2+的检测。TBA能够与Pb2+结合形成稳定的G-四联体结构，当加入剪切酶S1时， G-四联体结构不能被降解，这时加入具有AIE性质的探针1，AIE探针会通过静电作用及疏水作用与G-四联体结合，从而诱导AIE探针聚集发光。而加入其他对照金属离子，由于很难形成G-四联体结构，TBA很容易被S1酶解，因而不能诱导AIE探针聚集发光。从而实现了选择性强、灵敏度高、检测Pb2+的核酸适体传感。2.9,10-二苯乙烯基蒽季铵盐生物探针及氧化石墨烯的荧光核酸适配体传感设计合成了聚集诱导发光DSA季铵盐DSAI分子探针，实现了荧光探针和氧化石墨烯复合生物传感。研究表明，当DSAI加入到单链DNA核酸适体P1时，P1和DSAI通过静电作用和疏水作用发生聚集。由于DSAI含有非平面结构的DSA内核，当P1诱导DSAI聚集时，DSAI分子中非平面的DSA旋转受到限制，P1和DSAI体系的荧光会逐渐增强。这种性质使得DSAI分子能够作为荧光探针（探针2）有效应用于核酸适体传感中。我们研究了不同浓度下P1对DSAI荧光性能的影响，并发现随着P1浓度增加，DSAI的荧光强度逐渐上升，并且保持着很好的线性关系。在P1和DSAI体系中加入S1酶时，DSAI和P1体系的荧光强度下降，表明单链的P1随着S1酶的加入发生了降解，DSAI也随之发生了解聚集。研究表明，对于核酸适体传感，DSAI是一种优异的点亮型荧光探针。研究了P1和DSAI的复合体系加入不同核酸适体后的荧光变化。P1和DSAI复合体系中加入了与P1完全互补的目标DNA（T1）以及与T1序列完全不同的错配DNA（M1），P1和T1互补能形成dsDNA,与M1则不能形成dsDNA，而仍然保持单链状态。研究发现，P1和DSAI的复合体系在加入T1或M1时，荧光都能上升，因此这种复合体系不能识别目标DNA。因此我们在此体系中引入氧化石墨烯GO，研究了P1、DSAI、GO复合体系加入T1或M1后的荧光变化。发现P1、DSAI、GO复合体系在加入T1后，荧光能得到很大提升，但是加入M1时，荧光强度没有提高。因此，通过GO的引入，我们能识别目标DNA。研究了P1、DSAI、GO复合体系加入与T1只有一个碱基序列错配的单链DNA(SM1)的荧光强度，发现P1、DSAI、GO复合体系在加入SM1后的荧光是加入T1后荧光的84%。因此这个传感体系也能识别单个碱基错配DNA序列。研究了凝血酶适体TB、DSAI和GO体系对目标蛋白凝血酶的识别。当凝血酶加入到TB、DSAI、GO复合体系中，单链凝血酶适体TB与凝血酶结合形成G-四联体，能很容易挣脱GO的吸附，DSAI与G-四联体结合聚集，荧光增强。加入其他对照蛋白，其体系的荧光并不能增强。因此这个传感体系能很好地识别目标蛋白。这种基于AIE性质的荧光探针和GO的适配体传感器能够避免聚集诱导荧光淬灭现象以及复杂的探针标记过程，实现高选择性、高灵敏度检测目标DNA和目标蛋白。3.细胞色素C诱导的自组装石墨烯量子点的生物传感构筑了细胞色素C诱导的石墨烯量子点自组装体系，研究了这种新型生物传感体系对胰蛋白酶的识别。研究表明，石墨烯量子点和细胞色素C形成复合体系后，由于细胞色素C内的电子转移作用及铁离子淬灭作用，石墨烯量子点的荧光下降，加入胰蛋白酶后该复合体系的荧光上升。这是由于胰蛋白酶的酶解作用能破坏了细胞色素C的结构，进而破坏了细胞色素C的淬灭荧光能力；同时，细胞色素C中的铁离子在胰蛋白酶作用下也被还原成亚铁离子，导致了荧光的恢复和上升；此外，细胞色素C被酶解成细胞色素C碎片后，大量的色氨酸与精氨酸残基露出细胞色素C碎片表面，这两类氨基酸同时能还原石墨烯量子点成还原性石墨烯量子点，荧光得到增强。当加入其他对照蛋白时，由于对照蛋白并不能分解细胞色素C，细胞色素C和石墨烯量子点复合体系的荧光并不能增强，所以该传感体系有很大的选择性。这种石墨烯量子点和细胞色素C复合体系作为一种新型的生物传感器具有点亮型、高选择性、高灵敏性的特点，而且具有易于制备，低成本，低毒，高水溶性和很好的生物相容性等优点，因此能够作为光学探针构筑生物传感器。