冷冻引起的凝固会导致液体流动特性的变化,妨碍其有效、安全的使用。当液体在低于冰点的温度下运行时,不可避免地会发生结冰现象,导致有害影响甚至安全问题。比如,航空燃料的冰点通常需要低于-80℃以避免在高海拔结冰,用于火星探索的液体需要确保在超低温度下高效和安全的使用。然而,检测低于-80℃的冰点仍然是一个巨大的挑战。目前,基于液体冷冻过程中物理性质的变化,已经建立了几种冰点检测技术,例如冷冻曲线、差示扫描量热法（DSC）等。然而,这些技术具有专业性强、冷冻过程难以实时观测等问题。为解决这些问题,有必要开发一种具有高灵敏度、肉眼可见和快速响应的冰点检测方法。在本论文中一类新的相变诱导发光（PTIE）探针被设计并合成,其在溶液状态下表现出对温度不敏感的极弱荧光,但在结冰状态下发出强烈荧光。利用PTIE探针的点亮荧光可以灵敏地检测到-27～-128℃之间发生的液–冰相变。此外,基于冷冻和熔化过程的实时可视化,建立了一个自制分析平台,能够快速（3分钟）和方便地测量各种液体的冰点,既可以在使用前测量液体冰点,又可以在使用过程中监测液体流动特性。因此,开发的PTIE方法不仅有助于开发用于监测液体冷冻的便携式可视化设备,还有望用于深入研究冷冻机制。主要的研究内容如下:1.以四苯乙烯（TPE）为发光母体,调控疏水烷基链数制备PTIE探针。分别为具有一条辛烷烷基链的TPE-octane和四条辛烷烷基链的TPE-qoctane。利用核磁共振氢谱、碳谱对TPE-octane和TPE-qoctane的分子结构进行了验证;通过紫外–可见吸收光谱、荧光光谱和动态光散射测定等表征技术,对所制备的PTIE探针分子光学性质进行了探究。结果表明,在同一浓度范围内,TPE-octane表现出更优的溶解度、光物理性质和点亮荧光,具有实现更高灵敏度的巨大潜力。2.基于所制备的PTIE探针,可以清晰地观察到一系列碳氢化合物的实时液–冰相变过程。通过绘制荧光强度–温度曲线,能够准确地测定癸烷（-29℃）、辛烷（-56℃）、己烷（-95℃）和戊烷（-129.9℃）的冰点。另一方面,液–冰相变过程可以很容易地在紫外灯下进行实时拍摄,并利用荧光照片的灰度变化实现液体冰点的可视化检测。结果表明,所提出的PTIE方法能够在没有复杂低温配件的情况下,利用自制可视化平台实现液体冰点的快速准确检测。