荧光分析技术作为一种检测手段,由于其方便快捷,靶向性好、灵敏度高等优异性而逐渐受到了国内外研究者的关注。作为新兴的荧光探针,高分子荧光探针成为生物成像与日常检测过程中必不可少的研究工具。高分子荧光探针荧光强度稳定性高且易成膜,能够改善小分子荧光探针与基材相溶性不好的缺点,增加了开发复合信号探针的可能性,拓宽了荧光探针的应用领域。聚硅氧烷由于其表面张力及粘温系数较低,较好的透气性及生物兼容性、耐高低温等特点引起了人们广泛的关注。由于这些特性,聚硅氧烷作为生物医学工程领域中的重要材料有巨大的发展潜力。聚硅氧烷已在修复牙科、组织工程、细胞生长、伤口皮肤治疗,输送药物和诊断化合物等方面进行了快速的发展。硅原子最外层存在空的3d轨道,3d轨道与共轭体系存在部分重叠,这使聚硅氧烷具有较低的LUMO能级,有利于电子的注入。由于对化学修饰的敏感性以及产生短,长或复杂聚合物颗粒的能力,聚硅氧烷已在人类生活的许多领域中得到应用。在聚硅氧烷的主链或侧链中引入修饰基团,能够赋予聚硅氧烷特殊的性能,从而设计出能够满足不同需求的高分子荧光探针。本论文从以下三个方面出发,设计并合成了具有不同检测方向的聚硅氧烷高分子荧光探针,特别是探索其光谱性质和在生物方向上的应用。1.以硫甲基修饰的萘酰亚胺为荧光团,开发了一种新型聚硅氧烷高分子荧光探针V1,可特异性检测溶液中的硫氰酸根。荧光光谱显示,无论是在胎牛血清溶液还是在细胞内,高分子探针都表现出了优异的荧光稳定性。我们首次将其与相应的小分子模型进行对比,确认了其高荧光稳定性。并且,该探针也可应用于斑马鱼体内以及做成试纸检测水样中的硫氰酸根。这对今后开发基于聚硅氧烷的高分子荧光探针奠定了理论基础。2.选择传统小分子荧光基团罗丹明B与聚硅氧烷进行结合,设计了一种可定量检测金属铝离子的高分子荧光探针RB-1。光谱实验证明,探针RB-1对铝离子具有特异性定量的检测作用,并在溶液、细胞、斑马鱼体内都能够实现检测,显示了其在生物方向上的潜在应用。3.以被三苯胺修饰的萘酰亚胺为荧光团,开发了一种可定位脂滴的聚硅氧烷高分子荧光探针TR-1,具有聚集诱导发光(AIE)特性。光谱显示,随着溶液极性的增大,溶液的荧光光谱会发生红移,荧光强度降低。并且该探针具有AIE特性,在聚集状态下不会发生荧光淬灭。由于癌症细胞与正常细胞中的脂滴数量和极性有着明显差异,因此可通过该探针定位脂滴的的功能,区分正常细胞与癌细胞。