花菁染料具有摩尔吸收系数大和荧光量子产率高的优点。此外，通过共轭链长度的调节，花菁的光谱可以从可见光区一直延伸到近红外区。采用红区测量可有效地排除背景干扰，获得更为理想的分析灵敏度和选择性。花菁的光谱对外界微环境的变化极为敏感，非常适合生物及环境样品的分析研究。事实上，花菁目前已成为荧光分析领域最重要的几类探针之一。本文在前人工作的基础上，继续拓展花菁在环境和生物分析方面的应用。本论文共分七章。 第一章为绪论，首先综述了花菁的分类、合成方法、各种性质和应用，着重介绍了花菁的聚集性质、以及它在表面活性剂胶束体系、生物体系和荧光传感方面的研究进展。然后提出了论文设想。 第二章介绍了本文所涉及的仪器、试剂以及几种花菁和酞菁的合成方法。 第三章研究了花菁在几种表面活性剂溶液中的光谱行为。首先考察了两种花菁(Ⅰ和Ⅱ)在不同表面活性剂介质中荧光随表面活性剂浓度在CMC附近的变化。疏水花菁Ⅰ和Ⅱ在水中及含有低浓度(＜CMC)的Triton X-100(TX-100)溶液中荧光是完全猝灭的，但当表面活性剂浓度达到CMC时，荧光迅速回升并达到最大值，荧光强度增幅可达10~3。荧光突然回升对应的表面活性剂浓度与文献报道的TX-100的CMC值十分吻合。这一结果表明疏水花菁是一种测量TX-100 CMC值的理想光开关分子。短链花菁Ⅰ的上述光开关功能不仅适用于非离子表面活性剂，而且适用于阳离子表面活性剂，而长链花菁Ⅱ仅适用于非离子表面活性剂。在离子型表面活性剂中，花菁Ⅱ由于其长的疏水烷基链的影中文摘要响，分子的主体部分(包括发射团)不能进入胶束内芯，因此其荧光始终碎灭。借助花著荧光的突变，我们建立了一种测定CMC的荧光方法，同相关的分光光度法相比，该法简单直观，可以根据体系是否发光，快速地判断胶束是否已经形成。其次，研究了长链花著n在阴离子表面活性剂SDS中的荧光碎灭。光谱分析表明长链花蓄n与阴离子表面活性剂SDS间存在强烈的相互作用(疏水作用和静电作用)。即使在TX一100胶束存在下，痕量SDS也可引发花著产生自聚集而碎灭其荧光。根据最佳条件下花著的荧光碎灭与SDS浓度间存在的良好线性关系，我们提出了一种无萃取测定环境水样中SDS含量的荧光碎灭方法，该法避免了有毒有机溶剂，可大大简化操作过程。 第四章运用光谱方法研究了两种阳离子花著(I和m)与核酸的相互作用。首先，我们根据核酸对花菩111剧烈的荧光增强作用，建立了荧光增强测定核酸的方法，该法具有高的分析灵敏度和宽的线性范围，应用于核酸合成样品和实际样品测定取得了满意效果。根据实验中观察到的强烈的吸收红移和显著的荧光增强，我们初步推断核酸对花著荧光的增强作用可能是花蓄分子以单体形式结合于DNA的小沟槽中，沟槽壁抑制了花蓄激发态扭转和非辐射衰变;另一种可能是花首染料在双螺旋DNA模板存在下自发组装成螺旋状J一聚集体。其次，我们研究了核酸对花蓄I的荧光的碎灭作用。针对花菩在水溶液中稳定性差的缺点，调查了几种表面活性剂胶束对花首的增稳、增敏作用，最后选用了合适浓度的TX一100胶束，建立了测定核酸的红区荧光碎灭方法，并探讨了荧光碎灭机理。 第五章研究了生物大分子对花警与聚氨基酸多肤间离子缔合平衡的影响。首先调查了花蓄W一聚赖氨酸一核酸三元离子缔合平衡体系。阴离子花背IV与核酸间缺乏强烈的相互作用，但能和带正电荷的聚赖氨酸发生作用形成离子缔合物。阴离子花著IV在水溶液中有强荧光，但在带正电荷的质子化聚赖氨酸(pKa二9.9)存在下，由于形成离子缔合物使花著w的荧光几乎完全碎灭;中文摘要如在该体系中加入核酸，花著w会回复初始荧光。根据这一事实，我们建立了测定核酸的红区荧光回升方法。与我们以前所报道的应用三元离子缔合平衡体系近红外测定DNA的方法相比，本法具有灵敏度高的优势。其次，研究了花著I一聚谷氨酸一蛋白质三元离子缔合平衡体系。根据光谱的蓝移(从6%nm到628run)和荧光的碎灭，我们判断疏水花蓄I在水溶液和聚谷氨酸表面分别形成了两种含有不同花著单体数目的H一聚集体。在酸性条件下，花著被带正电荷的蛋白质所取代，导致花著在聚谷氨酸上所形成的聚集体(11)被破坏，而花著的聚集体(I)和单体的量增大，荧光增强。根据上述事实我们建立了测定蛋白质的红区荧光回升方法。两种方法都有极高的分析灵敏度，而且荧光激发和发射波长都位于近红区，大大降低了生物分子或基质背景的可能干扰。其中后一种方法对蛋白质测定的特异性差异很小，非常适合血清样品中蛋白质总量的分析测定。 第六章借助三元离子缔合平衡系统，研究了两种金属酞著化合物在核酸分析中的应用。首先考察了四梭基铝酞著(A IC4Pc)一聚赖氨酸一核酸离子平衡系统对AIC护。荧光发射的影响，建立了测定核酸的红区荧光回升方法并用于样品分析。其次考察了四梭基铁酞氰FeC4Pc)一聚赖氨酸一核酸离子平衡系统对FeC4P。催化活性的调控作用。FeC4Pc能催化过氧化氢对DL一酪氨酸的氧化反应而产生强荧光物质。适量聚赖氨酸的加入，能明显降低FeC4Pc的催化?