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磷光铱配合物作为新型发光探针被广泛用于检测阴阳离子、氨基酸、核酸、生物大分子等各种分析物以及微环境pH、温度、氧气浓度等参数。当分析物浓度或环境参数发生变化时,铱配合物通过发射强度或寿命的响应,达到检测目的。大多数d6电子组态的过渡金属配合物发光激发态源于金属到配体电荷转移态（MLCT）（如Ru（II）、Os（II）等）,铱（III）配合物的发射态更加多样化,除了MLCT,常见的还包括配体内以及配体间的电荷转移态（IL,LLCT）。这些发射激发态非常容易受配体结构和所处环境影响,并且在某些条件下,两种发射激发态可同时存在,使得铱配合物具有双磷光发射性质。在本论文中主要研究一类在室温下具有双磷光发射的铱配合物,并发展它们在氧气检测中的应用:1.双磷光发射铱配合物的设计、合成及光物理性质的研究我们发现了一类含有氨基修饰N^C配体的铱配合物具有双磷光发射性质,因此,设计、合成了一系列结构通式为[Ir（ppy-CH2NR1R2）2（bpy-CONH）]（PF6）的铱配合物物,通过在其N^C配体中引入伯胺、仲胺、叔胺基团,详细研究它们的光物理性质,尤其是双磷光发射性质。同时,合成了不含氨基的配合物,进行对照实验。用1H NMR、质谱等方法对这些配合物的结构进行了表征。我们发现当N^C配体上引入给电子能力较强的仲胺和叔胺取代基时（配合物3、4）,配合物表现出明显的双磷光发射性质。利用TD-DFT实验研究其发光机理,我们认为氨基到配体的电荷转移态（NLCT）的存在干扰了配合物IL（配体间的电荷转移态）和MLCT（金属到配体的电荷转移态）之间的内转换过程,实现了配合物的双磷光发射性质。此外,由于两个发射态的激发态寿命不同,它们对氧气猝灭的敏感度存在较大差异。因此,双磷光发射铱配合物可作为小分子磷光探针,对氧气具有磷光比率响应。2.双磷光发射铱配合物比率型氧气探针的设计、制备以及活细胞检测中的应用我们设计、合成了不含氨基、含有仲胺、叔胺的磷光铱配合物,通式为[Ir（ppy-CH2-R）2（bpy-（CONH-C4H9）2）]（PF6）(R=H（5）,NHC4H9（6）,NC5H10（7）)。用1H NMR、质谱等方法对这些配合物的结构进行了表征,并详细研究其光物理性质。实验表明,配合物7在室温下表现出双峰发射,发射峰位置分别在525 nm和630 nm。详细研究配合物7对氧气的响应,发现在不同的氧气浓度环境中,发射强度和衰减寿命都发生明显变化,而且,我们证明其响应具有良好的线性关系,且响应范围更宽,可以实现低氧和高氧含量的比率检测。同时,还发现配合物7具有良好的生物相容性和细胞摄取效率而且细胞毒性较低,因此在细胞检测中具有良好的应用前景。利用双通道共聚焦成像进行了配合物7在活细胞内氧气含量的成像实验,在氧气含量不同时,活细胞中的发光强度有明显变化,而且不仅能够实现细胞内乏氧成像,而且可以实现细胞内高氧检测。