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生物大分子以及生物活性分子的识别、检测对获取生命过程中的化学与生物信息、阐明生物体系中的信息传递,特别是对疾病的诊断与治疗都具有非常重要的意义。目前研究生物大分子的方法常见的有凝胶电泳、高效液相色谱、核磁共振、免疫着色法以及酶联免疫分析法等,虽然这些方法各有优势,但通常又有操作时间长、所需分析样品量大、操作繁琐、甚至需要放射性同位素标记等缺点。由于大部分生物分子与目标分子结合时不能产生明显的光学或者电学性质的变化,所以它们本身不能作为传输生物识别信号的物质。而合成的光学有机功能材料,比如有机小分子染料,共轭聚合物等,不仅具有优良的光学特性,而且能够灵敏地、特异性地识别生物分子,有望实现对生物分子的原位灵敏的检测和定量。近年来,共轭聚合物作为生物传感原件,在核酸、蛋白质以及生物活性分子的传感检测方面的应用越来越受到人们的关注。聚双吡啶盐及其衍生物属于主链阳离子型聚电解质,具有良好的光电特性,在电子及光电子器件中已经有广泛的应用。我们的初步研究发现：由于其带有正电荷,能够通过静电作用与带有负电荷的生物物种结合,进而引起其光电性质的变化,有望基于这类聚电解质构建新型灵敏的生物传感体系。本论文设计合成了主链含有咔唑基团的聚双吡啶盐,分别研究了其与小牛胸腺DNA、肝素(Heparin)和透明质酸(HA)的相互作用及其识别机制,主要工作如下：1、聚双吡啶盐的合成及表征。以双噁英鎓盐和咔唑二胺衍生物为单体,通过环歧化聚合反应(Ring Transmutation Polymerization Reaction)制备了主链含有咔唑基团的新型聚双吡啶盐Poly1。利用核磁共振光谱、元素分析等手段对其化学结构进行了确认。2、基于聚双吡啶盐的DNA荧光传感性质研究。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱、热变性实验等方法详细研究了聚双吡啶盐Poly1与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。研究表明：在乙醇/PBS缓冲溶液中(2mM, pH=7.4)(v/v=1：1),随着ctDNA的浓度从0增加到95μM,聚合物Poly1的荧光强度逐渐增加到起始的2.4倍,同时最大发射峰从604nm蓝移到586nm。在0到60μM的浓度范围内,Poly1的荧光强度增量(IctDNA-I0)与ctDNA的浓度呈良好的线性关系,检测限可达1.2μM。3、基于聚双吡啶盐的肝素荧光传感性质研究。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱的方法研究了Poly1与肝素(Heparin)的相互作用。在Poly1对各种生物分子的结合选择性实验中,我们发现Poly1对肝素(Heparin)的结合能力优于包括小牛胸腺DNA在内的其它生物分子。研究表明：在乙醇/PBS缓冲溶液中(2mM, pH=7.4)(v/v=1：1),随着肝素的浓度从0增加到17μM, Polyl的荧光强度逐渐增加到起始的约3倍,同时紫外最大吸收峰从334nm红移到341nm,荧光发射峰从600nm蓝移到587nm。在0到12μM的浓度范围内,I0/(I-I0)与1/[heparin]呈良好的线性关系,Poly1和肝素的结合常数为1.18×104M-1。4、基于聚双吡啶盐的透明质酸荧光传感性质研究。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱的方法研究了Poly1与透明质酸(HA)的相互作用。结果表明：随着透明质酸浓度的增加,Poly1的紫外吸收降低,最大吸收峰从335nm经移到347nm,荧光强度逐渐增强,荧光发射峰从605nm蓝移到592nm,且在0到21μM浓度范围内(I-I0)/I0与[HA]呈良好的线性关系。