荧光由于其很强的生物相容性,使得其长期以来获得物理、生物、医学等等领域的关注。无论是荧光成像还是荧光材料,一直以来都是领域内的热点。而单分子荧光成像作为一种新型的荧光成像技术,拥有极高的观察精度。可以减少系综平均对分子观察的影响。另一方面由于发光材料拥有大量的需求,如LED,显示器,传感器,人工光合作用和太阳能电池等。同时为了实现高度的生物相容性,多肽自组装水凝胶成为一个非常好的对象。因而,发光水凝胶拥有巨大的前景。本论文分别讨论了通过单分子荧光技术研究雌激素受体构象动力学,并发展环境污染物检测平台,和荧光超分子水凝胶体系,主要内容包括:1单分子荧光技术作为一种常见的技术,在研究生生物大分子的相互作用和构象动力学中拥有很高的精度。但是,生物分子对基板有很强的非特异性吸附,这会严重影响单分子的观察,尤其是一些需要较高浓度才能反应的反应体系。在本章中,提出了一种方便有效的方法,显着降低生物分子在常规PEG基表面钝化方案中的非特异性结合。具体来说,使用PEG修饰的基板加上简单10分钟Tween-20处理,可进一步提高表面的亲水性,从而提高修饰效果约5～10倍。这种修饰方法具有广泛的普适性与便利性,相信会得到广泛的使用。2由内分泌干扰物引起的内分泌紊乱也越来越受到人们的关注。内分泌干扰物通过模仿或者抵消天然激素,进而影响人类或者野生动物。由于天然激素本身浓度很低,内分泌系统对于微量的内分泌干扰物也会有极强的反应。雌激素受体作为一种重要的通路蛋白受到研究者关注。本文中,我们使用单分子荧光技术,研究雌激素受体的构象动力学,并提出一种环境污染物检测平台,实现高灵敏、快速、定量地检测分析环境污染物对人体的影响。3发光水凝胶可能在软电子学领域有着各种潜在的应用。然而,制造机械稳定和可印刷的白光水凝胶仍然富有挑战性。本文中,我们报告了一种基于发光金属-配体配合物与肽水凝胶的共同组装的发光水凝胶。由于配体与多肽水凝胶的共价连接,金属离子在固定水凝胶网络的特定位置上,这样可以避免荧光基团的自聚集。此外,金属-配体络合物的形成可以引入额外的相互作用以稳定水凝胶网络,使得发光水凝胶在引入金属离子之后更加稳定。因此,发光水凝胶在水性条件下表现出较高的机械和化学稳定性。同时可以使用不同的激发光来控制发射光的波长。通过使用三种不同的金属离子,已经实现了白光水凝胶。