本论文设计、合成了新型的水溶性聚芴衍生物，并利用这些水溶性聚芴材料在生物识别及传感研究领域开展了以下几方面的工作：　　 1.富含鸟嘌呤(G)碱基的端粒ssDNA在一定条件下可以通过分子间氢键相互作用形成特殊的G-四链体结构，这种G-四链体DNA在细胞衰老，凋亡以及癌细胞生长过程中起着及其重要的作用。利用共轭聚合物的荧光信号放大效应，通过调节聚合物与标记染料(荧光素)的距离以及能量转移效率，发展了一种用于高灵敏度检测这种构型转变的新技术。由于钾离子和凝血酶可以特异性的诱导G-四链体的形成，所以G-DNA/CCP还可以用于高灵敏度和高选择性的钾离子和凝血酶识别与传感体系。　　 2.利用共轭聚合物的荧光信号放大机理研究了富含G碱基的端粒DNA在配对单螺旋DNA存在下从G四链体到双螺旋构象的转化过程。该检测体系包括三元素：阳离子聚芴、DNA嵌入剂(溴乙啶)、末端荧光素标记的G四链体DNA。工作原理是双螺旋DNA嵌入剂(溴乙啶)不与G四链体DNA作用，这种情况下只能发生从聚芴到荧光素的能量转移(FRET)，溴乙啶不发出荧光；加入配对单螺旋DNA后，发生从G四链体到双螺旋构象的转化，溴乙啶嵌入到双螺旋DNA，这种情况下可发生从聚芴到荧光素、再从荧光素到溴乙啶的双重能量转移(FRET)，通过监测溴乙啶分子荧光信号的变化实现了端粒DNA从G四链体到双螺旋构象转化的高灵敏检测。　　 3.利用水溶性共轭聚合物荧光信号放大机理以及目标DNA诱导的DNA链交换反应，设计了高灵敏和高选择性的DNA检测体系。该检测体系包括三元素：阳离子水溶性聚芴、5末端荧光素标记的探针dsDNA(dsDNA-F1)以及限制性内切酶HaeⅢ。与dsDNA-F1碱基完全匹配的目标检测DNA诱导dsDNA-F1发生链交换释放出荧光素标记的ssDNA，该DNA可形成发夹结构，而且其茎部的双链中含有HaeⅢ酶切位点，酶切后生成荧光素标记的DNA小片断，加入聚合物后只能产生弱的能量转移；如果加入含有碱基错配的目标DNA链，不能有效的诱导dsDNA-F1发生链交换释放出荧光素标记的ssDNA，不能被HaeⅢ酶切除，无荧光素标记的DNA小片断生成，加入聚合物后可产生强的能量转移。另外通过设计基于DNAzyme的体系，简化了DNA检测步骤。两个体系均能实现对DNA单碱基错配的高灵敏检测。　　 4.利用Aptamer对腺苷的特异性识别，设计了腺苷和腺苷脱氨酶的传感体系。利用磁珠的筛选分离和水溶性聚芴的荧光放大效应，实现了对腺苷和腺苷脱氨酶的高灵敏度和选择性的检测。　　 5.通过共聚的方法设计合成了一系列新型的红色荧光阳离子聚芴衍生物，研究了它们分子内的能量转移过程。利用荧光共振能量转移(FRET)技术，研究了这些聚芴衍生物与Cy5标记DNA的相互作用。　　 6.利用阳离子水溶性聚芴的荧光放大效应设计发展了高灵敏度的H2O2和葡萄糖检测体系。检测体系由水溶性聚芴(PFP-NMe3+)和硼酸酯保护的荧光素(F1-BB)组成。F1-BB为电中性分子而且无荧光，因此不能和聚合物发生作用，加入H2O2后，F1-BB的硼酸酯保护基被脱除产生带有负电荷而且发荧光的荧光素。聚合物和荧光素通过静电相互作用拉近距离从而发生荧光共振能量转移，聚合物的荧光被淬灭。该体系具有较高的灵敏度，H2O2的检测限可达到15 nM。另外由于葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下会产生H2O2，所以该体系还可以间接实现对葡萄糖的检测，检测限可达到10μM。　　 7.通过将水溶性聚芴的侧链共价连接上硼酸酯保护的荧光素分子合成得到了新型的水溶性聚芴PF-FB。利用加入H2O2后硼酸酯保护基被脱除然后发生从聚芴到荧光素的能量转移的原理可实现对H2O2的检测以及间接实现对葡萄糖的检测。结果表明，通过共价连接的方法消除了离子强度对体系的影响，可以实现在血清中对H2O2和葡萄糖的高选择性和高灵敏度检测。　　 8.设计合成了一系列侧链共价连接有呋喃基团的聚芴衍生物PFP-F1-3，加入含有甲基紫淬灭基团的马来酰胺后，呋喃与马来酰胺发生Diels-Alder加成反应，这种情况下可发生从聚芴到甲基紫的电子转移，聚芴的荧光被高效淬灭。通过监测聚芴分子荧光信号的变化实现了对Diels-Alder反应的高灵敏检测。该体系还可以用于筛选Diels-Alder反应的催化剂。