1,2,3-三氮唑类化合物以其独特的氮杂环结构而拥有特殊的物理化学性质及良好的生物活性和低毒性,使其在有机化学、有机金属化学、材料化学和药物化学等领域有诸多的应用。而医药方面的应用尤为突出,某些该类化合物已在病菌、炎症、癌症、肿瘤等的治疗过程中表现出良好生物学活性。鉴于新合成的1,2,3-三氮唑类化合物有可能被作为新型药物开发利用,因此很有必要进行与血液蛋白相互作用的研究。血液蛋白作为一种运输药物小分子的重要载体,在体内与大多数药物小分子通过结合起一定作用,是生命科学的重要研究对象之一。血液蛋白与药物的相互作用不仅影响药物在体内分布,而且影响药物在体内的代谢与排泄方式,这也是决定药物是否具有良好的药理活性、生物利用度、低毒性和代谢稳定性的主要因素。因此研究药物与血液蛋白质的相互作用已成为生命科学、化学和临床医学研究领域的重要研究课题之一。其中血清白蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白是最常用的三种球蛋白模型。另一方面,1,2,3-三氮唑化合物可与其他取代基合成多种类型的衍生物。尤其是结构上含酯基或羧基的三氮唑衍生物可与某些金属离子特异性键合,进而可作为金属离子的探针应用。目前,在环境科学及医药学方面已显示出其特有的药理活性和广阔的应用前景。众所周知,汞是一种剧毒性的金属污染物,生物体摄入后可导致正常的生理功能紊乱,引起肾脏、消化道、大脑或神经系统等的病变;汞沉入水中后可经过水生食物链快速积累,对水体环境造成极大的污染。因而通过研究新合成的1,2,3-三氮唑衍生物对汞离子的特征显色识别和建立在生理条件下检测汞离子的方法,以确定其与汞离子的作用机制及实现在细胞中的应用,对环境和生命安全具有非常重要的理论与实际意义。基于本实验室的前期研究,本论文将八种含酯基或羧基的不同1,2,3-三氮唑类化合物及其相应的罗丹明衍生物作为研究对象,包括2,5-二苯基-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl 2,5-diphenyl-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S1）,5-苯基-2-（3-三氟甲苯）-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl 5-phenyl-2-（3-（trifluoromethyl）phenyl）-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S2）,5-苯基-2-邻甲苯-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl5-phenyl-2-（o-tolyl）-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S3）,5-苯基-2-（4-甲氧基）-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl 2-（4-methoxyphenyl）-5-phenyl-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S4）,2-苯基-5-三氟甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl2-phenyl-5-（trifluoromethyl）-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S5）,5-苯基-2-对甲苯-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯（Ethyl 5-phenyl-2-（p-tolyl）-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate,S6）,5-甲基-2-苯基-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸（5-methyl-2-phenyl-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylic acid,S7）,5-甲基-1-苯基-1H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸（5-methyl-1-phenyl-1H-1,2,3-triazole-4-carboxylic acid,S8）;其相应的罗丹明衍生物分别简称为R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,综合多种谱学技术及计算机化学方法,进行了以下几方面的创新性研究:（1）采用从头算法的HF方法和密度泛函理论的B3LYP方法,首次对八种系列1,2,3-三氮唑类化合物（S1-S8）进行了结构的全参数优化,采用含时密度泛函理论对它们进行了吸收光谱及发射光谱模拟,并与光谱实验结果做比较;（2）利用紫外光谱法、多种荧光光谱法及分子对接技术研究了4种不同取代基的1,2,3-三氮唑类化合物（S2,S4,S5,S7）与三种血液模型球蛋白（人血清白蛋白、人免疫球蛋白、牛血红蛋白）相互作用;（3）对以上八种1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物（R1-R8）,通过密度泛函理论的B3LYP方法计算了它们与汞离子的络合结构;并通过电喷雾质谱确定了它们对Hg²⁺的显色机理;（4）通过细胞成像测定,显示八种1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物（R1-R8）在生理条件下对人宫颈癌细胞株HeLa细胞的标记,借此发现这些新化合物的性质及用途。本论文的主要内容分两大部分共9个章节:第一部分:系列1,2,3-三氮唑类化合物的量化计算及其与三种血液球蛋白的相互作用研究。第一章对1,2,3-三氮唑类化合物及其研究现状进行了综述。第二章利用计算化学方法对八种系列1,2,3-三氮唑类化合物（S1-S8）的结构进行了理论研究,计算结果表明,采用HF和DFT两种方法模拟的结果相近,但B3LYP方法下计算的化合物更接近稳定构型,模拟光谱与实验光谱基本吻合。第三章-第六章对4种不同取代基的1,2,3-三氮唑类化合物（S2,S4,S5,S7）与三种血液模型球蛋白（人血清白蛋白、人免疫球蛋白、牛血红蛋白）相互作用进行了研究。采用紫外、荧光、同步荧光、三维荧光光谱法及分子对接技术研究S2,S4,S5,S7与三种血液球蛋白的作用结果显示,4个化合物均对HSA/HIgG/BHb发生荧光增强作用;紫外、同步荧光及三维荧光谱图中显示的不同结合体系的位移变化,揭示了蛋白质的构象及微环境发生了变化;热力学参数及分子对接结果表明,S5,S7与三种蛋白的作用力均是疏水和氢键作用力,而S2,S4分别与三种蛋白结合的作用力各不相同,还存在静电和范德华力的作用。第二部分:系列1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物（R1-R8）与Hg²⁺显色反应的机理及细胞成像研究。第七章对1,2,3-三氮唑罗丹明衍生物与Hg²⁺的显色研究进行了综述;第八章针对八种1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物（R1-R8）,通过B3LYP方法计算了它们与Hg²⁺的络合结构,并利用电喷雾质谱对不同体系进行了质谱测定,确定了它们对Hg²⁺的显色机理。B3LYP计算结果表明:R1,R2,R3,R7和R8与2个Hg²⁺络合的低能构型更稳定,R4和R6能与1个Hg²⁺形成更稳定的低能构型,相应的电喷雾质谱实验结果也证实了它们与Hg²⁺的络合比为1:2或1:1;没有获得R5与Hg²⁺的模拟构型,但质谱结果显示R5也能与2个Hg²⁺稳定络合。推测这些三氮唑罗丹明衍生物对Hg²⁺的显色机理为Hg²⁺诱导1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物中的罗丹明螺环开环。细胞成像结果表明,这八种1,2,3-三氮唑的罗丹明衍生物（R1-R8）可实现生理条件下对人宫颈癌细胞株HeLa细胞的标记。第九章为论文总结与创新点及展望。通过对系列1,2,3-三氮唑类化合物与血液蛋白的相互作用及其罗丹明衍生物对Hg²⁺的显色机理和细胞成像研究的总结及创新点的归纳,提出了现在研究存在的问题及可能进一步研究的思路,并对这些系列1,2,3-三氮唑类化合物的深入开发利用进行了展望。