稀土配位聚合物具备荧光量子产率高、荧光寿命长、stoke位移大、线状发射光谱等优势而受到广泛研究。同时,稀土配位聚合物的组成成分和配体分子选择丰富,纳米结构和功能基团修饰可调,使得稀土配位聚合物在重金属离子和生物检测领域受到广泛关注。本论文主要通过筛选和利用具有生物兼容性的有机配体如luminol、GMP等与稀土金属离子配位,制备出一系列新型的生物兼容性稀土配位聚合物纳米探针并将其成功应用于生物或环境目标物的检测。主要研究内容如下:1、首次提出并揭示了luminol与稀土离子间的聚集诱导发光效应,成功构建了基于新型双配体比率荧光探针的碱性磷酸酶（ALP）和砷酸根离子（As（V））灵敏性和选择性分析新方法。以荧光分子鲁米诺（luminol）为辅助配体,单磷酸鸟苷（GMP）为主配体,Tb³⁺为发光中心稀土离子,制备了同时发射luminol和Tb³⁺双荧光的稀土配位聚合物比率荧光探针（luminol-Tb-GMP）;ALP对GMP的特异性剪切作用可破坏luminol-Tb-GMP的结构,一方面中断了GMP向Tb³⁺的能量传递使得Tb³⁺的荧光减弱,另一方面luminol可与释放出来的Tb³⁺发生再配位生成luminol-Tb使得luminol的荧光增强,基于Tb³⁺与luminol荧光信号比率,建立了ALP的高灵敏检测新方法。此外,随着ALP浓度的增加,Tb³⁺的绿色荧光减弱而luminol的蓝色荧光增强,从而实现了对ALP的可视化检测,通过对环境水样中ALP的动态监测可判断水体富营养化程度。进而,基于As（V）对ALP活性的强抑制作用,还建立了As（V）的分析检测新方法,并用于对环境水样中As（V）的灵敏检测。2、首次利用配体luminol与GMP对Cu²⁺的双重选择效应,成功实现了luminol-Tb-GMP荧光纳米探针对Cu²⁺的高选择性、高灵敏度检测。以荧光分子鲁米诺（luminol）为辅助配体,单磷酸鸟苷（GMP）为主配体,Tb³⁺为发光中心稀土离子,制备了同时发射luminol和Tb³⁺双荧光的稀土配位聚合物比率荧光探针（luminol-Tb-GMP）。由于Cu²⁺对体系电子传递的高效抑制作用,在Cu²⁺存在时,Cu²⁺可高效抑制配体GMP中电子向中心离子Tb³⁺传递,导致Tb³⁺的荧光显著猝灭;而Cu²⁺对luminol的荧光强度没有影响,据此成功实现了基于luminol位于430 nm(F₄₃₀)处和Tb³⁺位于547 nm(F₅₄₇)处的荧光信号比率对Cu²⁺的定量检测的分析方法。此外,随着体系Cu²⁺的增加,在紫外灯下,F₅₄₇的绿色荧光逐渐减弱,F₄₃₀的蓝色荧光逐渐显现,据此还建立了对Cu²⁺的可视化检测的方法。通过加标回收实验,该比率荧光探针还成功应用于湖水水样和生物样品腹水与尿液中Cu²⁺的检测。3、首次设计研究了一种新型的具备双重电子效应的稀土荧光探针,其可实现对Hg²⁺超选择性比率荧光检测,并根据探针对Hg²⁺的响应而导致探针在紫外灯下的颜色变化,还构建了一种新型的可双比色检测Hg²⁺的方法。通过以鲁米诺（luminol）为辅助配体,间苯二甲酸（IPA）为主配体,以稀土离子Eu³⁺为中心离子,通过luminol、IPA和Eu³⁺之间的配位作用,成功合成了luminol-Eu-IPA双发射荧光探针。其中,单独的luminol分子由于ICT效应而发射蓝色荧光,单独的IPA和单独的Eu³⁺没有荧光。而该探针中主配体IPA与辅助配体luminol还存在光电子转移效应,进而导致主配体IPA与中心稀土离子Eu³⁺之间的能量转移效应被部分中断。而当Hg²⁺存在时,一方面,由于Hg²⁺可抑制luminol的分子内电子转移过程,导致luminol的荧光显著减弱;另一方面,Hg²⁺可中断luminol与IPA之间的光电子转移过程,促进IPA对中心Eu³⁺离子的能量转移过程,导致Eu³⁺的荧光显著增强。基于Eu³⁺与luminol荧光信号比值变化实现了对Hg²⁺的定量检测。而值得注意的是,由于主/辅二配体均与Hg²⁺有较强的配位络合作用,导致体系对Hg²⁺检测的选择性极大地提高,据此可成功避免常见易干扰离子Ag⁺等的干扰。将该荧光探针还成功应用于环境水样中Hg²⁺的检测,表明这一荧光探针具备较大的潜力应用于复杂环境中Hg²⁺的定量检测。4、首次研究并报道了一种不同于以往适配体荧光传感器的高效荧光荧光探针luminol-Tb,该探针实现了对凝血酶的高灵敏检测。通过luminol为配体,稀土离子Tb³⁺为中心配位离子,基于luminol和Tb³⁺之间的配位作用,得到luminol-Tb荧光探针。在前面的章节中,我们报道了luminol的聚集诱导发光现象,可知,luminol在发生凝聚时,其荧光将显著提升。而凝血酶是一种具备强配位能力的生物大分子,其分子量大,配位位点广泛。因此,当凝血酶存在时,Tb³⁺与凝血酶之间可发生强配位聚集作用,使得luminol-Tb发生聚集而导致luminol-Tb在430 nm(F₄₃₀)处的荧光显著增加,据此构建了基于luminol-Tb的荧光信号变化的凝血酶检测方法。此外,通过加标回收实验,该探针成功应用于血清样品中凝血酶的灵敏分析,表明本实验方法具备较高的应用前景。