由于具备了摩尔吸收系数大、荧光量子产率高、可用于红区测量、背景干扰小等优点,菁染料在应用于分析测定时拥有较高的灵敏度及选择性。因此,近年来,菁染料探针分子的研究和开发已经成为研究的热点之一。本人在前人工作的基础上,继续拓展菁染料在小分子传感中的应用。本论文共分五章。第一章为绪论,首先介绍了菁染料的结构特点、分类以及结构与光谱波长的关系。其次介绍了菁染料的各种性质和应用,着重介绍了菁染料的聚集性质以及它在生物大分子与小分子传感等方面的应用。最后对这些相关研究进行分析和总结,结合本实验室的条件和工作基础,提出本论文的设想。第二章,设计合成了两个新型的半花菁染料HC1和HC2,并开展了其在分子传感方面的应用。本章共分两部分。首先,研究了半花菁染料应用于水相pH荧光比例传感的光谱性质。由于HC1和HC2结构上的微小差异,使得两个化合物荧光强度的比值分别落于两个不同的pH区段内,因此,可分别用于近生理条件及弱碱性条件下pH的准确测量。探针分子HC1还可用于自来水中pH的测定。其次,研究了竞争络合的机理在水相氟离子显色传感研究中的应用。半花菁染料HC1是一拥有邻二羟基酚型结构特征的染料分子,可与Zr(IV)-EDTA螯合物形成稳定的三元螯合物体系HC1-Zr(IV)-EDTA。而氟离子的加入会游离出体系中的HC1,从而利用游离HC1吸收光谱的恢复建立了一种水相中氟离子检测的新方法。该方法用于氟离子的检测不仅具有高的选择性及专一性,且可半定量“裸眼”检测。应用于牙膏中氟离子含量的测定,与氟离子选择性电极相比,结果令人满意。第三章,借助于三元离子缔合平衡系统,研究了阴离子型近红外花菁染料(HMC)在水相磷酸根类阴离子检测中的应用。带有异性电荷的Tb3+可以使花菁染料由单体向J-聚集体转化,而Tb3+与磷酸根类阴离子间又有着特异性结合作用。因而,在HMC-Tb3+的二元体系中加入磷酸根类阴离子,HMC和Tb3+间的离子缔合平衡受到破坏,使得HMC单体的吸收峰得以恢复。根据这一事实,我们建立了一种近红外区测定水相中磷酸根类阴离子的新方法。第四章,研究了新型的七次甲基阳离子花菁染料衍生物(CyL)在水相Hg2+及含巯基氨基酸传感中的应用。由于Hg2+的亲硫性,其可以与CyL中S原子及肼基N原子进行螯合,使得CyL分子间聚集体形成;利用CyL单体吸收的降低,首先建立了一种近红外区检测水相中Hg2+的新方法。在此基础上,于Hg2+- CyL复合体系中加入含巯基的氨基酸,发现随氨基酸量的增加,CyL聚集体的吸收峰逐渐降低,单体的吸收则逐渐得以恢复,据此建立了一种近红外区测定含巯基氨基酸的新方法。第五章,将研究生阶段工作中一些失败的例子加以总结分析,希望自己及其它科研工作者能够从中吸取教训,避免在以后的工作中重蹈覆辙。