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随着超分子化学的迅速发展以及在生命化学研究中对化学/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金粒子用于生物及物理传感器。主要研究总结如下：
1)设计合成了带有一个负电荷的四苯乙烯衍生物，利用其聚集诱导荧光增强效应(AIE)，以带正电荷的小分子多肽(Arg6)为底物，进行了胰蛋白酶的活性分析及其抑制剂的筛选。
2)在具有AIE效应的四苯乙烯分子中，引入甘露糖单元和苯乙烯单元，通过苯乙烯单元聚合得到对刀豆蛋白(ConA)和大肠杆菌(E.Coli)有特异性响应的有机功能聚合物。
3)设计合成了带正电荷的聚电解质Polymer(PolySO2Na)，借助具有聚集诱导荧光现象的带有正电荷的silole衍生物，水溶液中silole与Polymer形成的荧光聚集体，在γ射线照射后荧光发生淬灭的现象，成功构建了一个γ射线传感体系。
4)设计合成了含有马来酰亚胺基团的萘二酰亚胺(NDI)衍生物，通过酶催化酯的水解反应和硫醇化合物与马来酰亚胺中双键的亲核加成反应的共同连续作用，进行乙酰胆碱酯酶的活性分析以及其抑制剂的筛选。
5)合成制备了一端带氨基的聚二乙炔囊泡水溶液，利用其随pH变化而颜色变化的现象，实现了葡萄糖的可视化检测，并成功构建了一个可视化的乙酰胆碱酯酶活性分析体系。
6)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胰蛋白酶活性。