“聚集诱导发光”（Aggregation-Induced Emission,AIE）突破了传统荧光聚集诱导猝灭（Aggregate Caused Quenching,ACQ）的瓶颈,实现了一场关于荧光探针分子的变革。一直以来,发光材料在科研领域受制于聚集诱导猝灭的局限性,很难大规模的广泛应用。这种聚集猝灭现象,让发光领域的研究者非常困扰,因为很多发光材料都要在固态下使用,比如手机屏幕等。然而AIE材料很好的解决了这一问题,可以说,AIE现象的发现为荧光材料领域提供了一个崭新的研究方向,在化学传感、生物传感、生物成像以及医学治疗等方面最近几年已得了瞩目的研究成果。目前常见的AIE型荧光分子基本骨架主要包括四苯乙烯（TPE）、六苯基噻咯（HPS）等。在众多荧光生色团中三苯胺不仅具有螺旋桨结构的荧光核,而且在三苯胺结构单元中,因为与氮原子相连的三个苯环具有较高的活性和易修饰的特性,所以可以通过在苯环适当的位置进行一系列反应键连不同的功能基团,得到一系列具有特定功能的三苯胺衍生物材料。但三苯胺及其衍生物以及商业上通用的染色剂分别具有很多缺点。首先三苯胺及其大多数衍生物具有大的共轭结构,极易发生π-π堆积,使分子的荧光发生猝灭,是典型的聚集诱导荧光猝灭（ACQ）分子。其次目前商业上使用的染色剂不仅价格昂贵,而且大多具有致癌性。所以开发具有AIE性质的三苯胺类荧光材料具有非常重要的意义。鉴于此,本论文主要以三苯胺为生色团合成了一系列具有不同功能的AIE型荧光分子探针。一方面,通过修饰如硼酸、二氢吡啶、吡啶盐等某些特定官能团合成一些新型荧光探针,并应用到ATP、O₂^.-的识别及其细胞成像中。另一方面,考察了不同的给-受（D-A）电子体系在光动力治疗（PDT）方面的应用。本论文主要由以下三部分组成:1.ATP作为细胞能源物质,对细胞和机体健康起着极为重要的作用,因此对ATP的检测也显得尤为重要。本实验依据硼酸与邻二醇的特异性结合以及吡啶正离子与磷酸负离子的正负电荷吸引设计了ATP识别探针。由于三苯胺的多位点可修饰性,开发出了一种多位点结合的ATP识别探针。通过实验结果可以得出随结合位点的增加其对ATP的识别能力具有明显的提升,TPA-PPA-3荧光强度的变化值能达到33倍。并且通过细胞成像实验发现随正电荷数目的增多其成像部位由细胞质慢慢转移到了细胞核。由于TPA-PPA-3与市售细胞核染色剂（DAPI）有非常高的重叠度,因此可以完全作为一种细胞核显影剂使用,避免强致癌性DAPI的使用。2.以三苯胺为核,通过修饰三苯胺合成了一系列从蓝光到红光发射全波段的荧光化合物库。在所有荧光材料中,TPA-DHP-1和TPA-PPA-1在存在外界压力时表现出明显的压致变色性能,并对其压致变色机理进行了充分讨论。此外,开发出了两类转变荧光传感器:TPA-DHP-1,2,3系列化合物氧化后存在构象转变,TPA-PPA-1,2,3系列化合物能够在O₂^.-存在下进行简单的质子分离和亲核反应。两类探针都表现出三个显着特征:（1）由于波长变化剧烈,荧光强度升高,不可逆化学转化,可以减少背景荧光干扰。（2）在活细胞和体外可从不同的光学通道快速、灵敏和动态监测O₂^.-。（3）双通道监测策略不仅可以为细胞线粒体中的O₂^.-提供实时观察,还可以同时对细胞核和线粒体两者进行成像。因此,本研究可为检测活细胞中生物活性小分子提供一种更简便,准确,可行的方法。3.三苯胺作为一个很好的给电子体,基于此,我们采用TPA作为给电子基团,分别通过单边和双边修饰不同的吸电子基团,系统性的研究了通过不同受体单元的组合来构建不同的D-A、A-D-A型小分子。通过调节分子的电子云密度,增强化合物的ISC过程、以及重原子研究其对PDT能力的影响。通过单线态氧探针（SOSG）对它们的单线态氧（¹O₂）产生能力进行了验证,发现含有重原子的A-D-A型分子具有优越的¹O₂产生能力。并且发现含有重原子的A-D-A分子TPA-18具有非常好的应用前景,能够对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有很好地抑菌效果,能够靶向于细胞的线粒体实现对癌细胞的杀伤。该设计思路为PDT方面的分子设计提供了一定的理论指导。