比色方法由于其简单、快速、直观可直读、无需大型仪器、可实现实时、在线快速检测等优势在分析检测中有着非常广泛的应用。传统的比色法测量大多通过待测物与配合剂或者显色剂结合,利用溶液对可见光的吸收从而呈现出所吸收光的互补色的原理来进行半定量测量,属于单色光比色测量。这种基于光吸收原理的比色传感检测体系无法实现暗处甚至细胞内的比色传感检测。由于人眼对不同颜色光的判断要比对单色光强度深浅的判断灵敏的多,本论文以氧传感测量为研究主线,利用三原色光复合的原理,引入一个发光强度固定、且与荧光探针发光颜色不同的参比光,通过两种不同色光的混合,将随待测物浓度不断变化的荧光强度信号转化为颜色变化的信号,进而实现待测物的光学比色传感检测。　　 本论文共包含六章内容:　　 第一章引言部分。引言主要综述了氧传感器的发展历程,评述了氧传感器的主要发展历史、各种氧传感器的优势和光学氧传感器各个主要构造和组件的发展历程和发展方向。其中光学氧传感器的发展历程为本章的主要内容:包括氧敏感探针的种类、探针固定化材料的发展历程和方向以及传感检测新技术和新方法的出现和发展等,并介绍了发光比色测量用于传感检测的前期研究进展和概况。　　 第二章介绍了利用绿色荧光量子点和氧敏感探针构建的一种可逆的发光比色氧传感器。由于核／壳结构的绿色荧光量子点对氧没有响应,其可作为稳定的绿色荧光背景；而氧敏感探针中位-五氟苯基卟啉铂(PtTFPP)对氧浓度变化非常敏感,其发出的红色荧光强度随着氧浓度的升高而降低；通过两种荧光物质所发出的不同颜色色光的复合,将随氧浓度变化的荧光强度信号转化为颜色变化的信号,实现了氧浓度的可逆比色快速检测。制备的比色氧传感器具有较好的光学稳定性、响应快速、较好的可逆性和较高的分辨率,无需借助测量仪器,可满足低浓度氧含量快速检测的要求,降低了氧传感检测的成本。　　 第三章研究工作在第二章研究工作的基础上,构建了一种基于氧浓度变化为二次传感的可逆比色光学葡萄糖传感器。在比色氧传感器上固定葡萄糖氧化酶,构建了一种可逆比色葡萄糖传感器。研究工作详细考察了制备的比色光学葡萄糖传感器在不同温度、盐度及pH环境中的响应情况,通过测量条件的优化,该比色葡萄糖传感器可以进行尿液中葡萄糖含量的检测,具有良好的可逆性,可多次进行葡萄糖含量检测。　　 第二章和第三章制备的比色传感器由于染料浓度限制传感器呈现出的颜色较浅,需要特殊的激发光源和相应的滤光片才能实现比色测量。第四章的研究工作针对这些问题,构建了基于双色复合光的比色氧传感布标签。利用疏水相互作用,将两种发不同颜色光的疏水性荧光染料包裹在尺寸均一的聚苯乙烯微球中,再将对氧敏感的聚苯乙烯微球高浓度富集在棉布上,制备了高亮度、形状可变、对氧可逆传感的氧比色布标签,实现了氧浓度的实时快速比色检测。该方法克服了传统比色传感器由于染料浓度限制而存在颜色较浅的缺点,同时由于采用的两种荧光染料均可在紫外区激发,而其发出的光位于可见区,因此无需任何滤光片就可实现肉眼可直读的比色氧浓度传感检测,使得所制备的比色氧传感器的实用性进一步提高。　　 第五章的研究工作利用数码照片的直方图读取原理实现了氧含量的定量测量,并进一步实现了氧含量的二维定量成像,将肉眼不可见的氧浓度分布通过数码相机拍摄的照片记录下来,通过分析照片的直方图信息,实现了氧浓度的定量可视化检测,克服了传统比色传感检测半定量、不准确的缺点。测量方法简单、快速,设备简单易得,有效地提高了比色测量的精度和准确度。　　 第六章的研究工作主要针对前述的比色传感器所采用的敏感探针存在热猝灭效应,发展了一种可逆的比色纳米温度传感器,用以校正由于热效应引起的测量误差。制备的比色纳米温度传感器分辨率较高、具有良好的可逆性。结合第五章建立的数码照片直方图读取方式,将制备的比色纳米温度传感器用于二维热成像,实现对热交换过程的实时快速成像监测。