荧光探针检测技术是环境和生物传感领域中不可或缺的一种检测手段,探针的类型可大致分为传统的共轭小分子探针和新兴的聚合物纳米探针。传统的共轭小分子具有量子产率高、设计路线成熟、发光机理明确、以及颜色种类多等优点;但是,其在制备需要大量有机溶剂,且共轭探针本身水溶性差和细胞毒性高等致命问题极大的限制了其在环境和生物分析中的应用,因此基于优良的聚合物基体开发性能优良的探针是亟需的。聚合物探针一般是基于聚合物基体开发的,这样能够有效传承聚合物基体的特性。超支化聚乙烯亚胺（h PEI）本身就具备良好的特性,如优异的水溶性、生物相容性、高反应活性等;因此在h PEI的基础上开发用于环境和生物领域中特异性检测离子的聚合物探针是非常重要的。本文基于hPEI优异的水溶性、高反应活性以及低的生物毒性等优势,利用氨基作为反应位点,通过分子结构设计,制备出具有传感性能的h PEI基衍生物探针。首先通过席夫碱反应,为h PEI接入6-羟基-2-萘甲醛（HNA）,开发了聚合物纳米颗粒PEI-HNA,可作为探针有效检测铜离子(Cu2+);然后利用水热反应,为h PEI接入2,4-二羟基苯甲酸（DA）,制备了新型双功能荧光碳点PEI-DA,该碳点可作为荧光探针检测Cu2+和次氯酸根（Cl O-）;最后利用h PEI与巯基丁二酸（MA）通过酰胺化反应,生成硫氧掺杂的聚合物荧光探针PEI-MA,并将其制备成双功能水凝胶,可用来检测和吸附水溶液中的钴离子(Co2+)。在制备以上水溶性荧光探针的同时,将探针成功应用于目标离子的定量检测、细胞成像及荧光染料;同时经过功能化设计,还将探针用于纸基传感器、纳米纤维膜及传感水凝胶等便携式传感器的制备。具体内容如下:1.利用hPEI中的氨基和HNA中的醛基在水溶液中进行席夫碱反应,以席夫碱键作为连接基团,生成具有水溶性及荧光特性的聚合物纳米探针（PEI-HNA）。探针PEI-HNA被用于0～30μM范围内Cu2+的检测,同时Cu2+与探针之间发生电子转移效应而发生荧光淬灭;基于PEI-HNA良好的荧光性能,该探针可应用在细胞成像和防伪染料领域。通过进一步功能化设计,该探针还被应用于纸基传感器,纳米纤维荧光膜和荧光水凝胶等便携式传感器的制备,这些传感材料在Cu2+的检测领域展现出了良好的前景。2.以酚羟基与氨基为识别位点,利用h PEI和DA在水溶液中进行水热反应,生成含酚羟基的小尺寸双功能聚合物荧光碳点（PEI-DA）。该碳点可作为探针对0～30μM的Cu2+和Cl O-分别进行定量检测,且该探针对Cu2+和Cl O-的淬灭机制分别归结于为光诱导电子转移（PET）和分子内电荷转移（ICT）效应;基于PEI-DA优异的光学特性,该探针可成功应用于Hela细胞成像、荧光染料和固相传感器的制备;PEI-DA掺杂的传感水凝胶在具有检测和吸附Cu2+的功能。该探针在环境保护和生物分析领域有着很好的应用价值。3.以硫氧掺杂为设计切入点,通过h PEI和MA中氨基与羧酸的酰胺化反应,生成可以发射蓝光荧光的聚合物荧光点（PEI-MA）;探究了该探针对Co2+的识别传感特性及两者之间的静态淬灭机理;基于良好的荧光传感性能,将探针PEI-MA应用于He La细胞成像、可调节荧光染料、便携式固相传感器、以及Co2+吸附等领域。该项工作对于荧光传感和离子吸附领域的交叉研究有着重要的参考意义。