随着超分子化学的迅速发展以及在生命化学研究中对生物分子检测、生命体中重要的生物化学反应过程监测的需要，基于光学信号输出的生物传感器研究受到广泛关注。本论文以光学信号(荧光或者紫外吸收)作为输出手段，设计合成了有机功能分子和纳米材料用于生物传感器和热控荧光分子开关。主要研究总结如下：　　 (1)设计合成了水溶性具有聚集诱导荧光现象的正电荷有机小分子silole衍生物，与负电性生物分子通过静电作用并在疏水作用的调控下，构建了荧光信号增强的生物传感体系，应用于DNA，ATP，Heparin(肝素)等生物分子的检测中；利用生物分子在水解酶作用下形成的小片段与探针分子之间作用力降低，不能形成稳定的聚集体的特点，进一步将这一检测方法拓展到核酸酶、磷酸酶活性分析以及相关的抑制剂筛选中；同时研究了这种荧光传感方法在DNA结构检测和基于核酸适配体的蛋白传感、肝素和蛋白之间相互作用等方面的应用。　　 (2)合成了负电性水溶性具有聚集诱导荧光效应的四苯乙烯分子，利用正电性表面活性剂调控静电和疏水作用，实现了一种免标记、连续分析乙酰胆碱酯酶活性并用于酶抑制剂筛选中。　　 (3)基于纳米金溶液聚集前后由于纳米粒子大小发生的变化导致溶液颜色的改变，利用酶催化的生物化学反应调控纳米金溶液的聚集并实现可视化分析乙酰胆碱酯酶活性：利用酶催化的生物化学反应驱动DNA纳米机器并构建了DNA分子逻辑门并将这种DNA纳米机器用于葡萄糖检测、乙酰胆碱酯酶活性分析等。　　 (4)利用silole具有聚集诱导荧光性质，设计合成了含有silole结构单元的凝胶因子，研究了他们在超分子组装过程中形成荧光凝胶和荧光分子开关中的应用；利用聚N-异丙基丙烯酰胺的链结构随温度敏感的性质，设计合成了含有silole和四苯乙烯结构单元的聚合物，研究它们在热控荧光分子开关中的应用。