由于“AIE+ESIPT”机制的荧光分子具有在高浓度时不会发生自身荧光淬灭、斯托克斯位移大以及信噪比高等优点,因此它们在化学传感、生物识别及成像上展现出很大的优势与应用前景。本论文以新型“AIE + ESIPT”荧光分子的合成、光谱性能研究及其生物硫醇成像应用为主题,分以下三个章节进行论述。第一章,绪论部分首先分别介绍了聚集诱导发光(AIE)和激发态分子内质子转移(ESIPT)两种荧光发光机理以及它们各自的代表性化合物。然后,我们从结构特点上把目前已报道的基于“AIE + ESIPT”这种双机制型的荧光分子分为了两类:(1)AIE结构模块与ESIPT结构模块等同;(2)AIE结构模块与ESIPT结构模块通过共价键连接。最后对它们进行了详细论述。第二章,在前人研究的启发下,我们把AIE型化合物(TPE)和ESIPT型化合物(HBT)进行结构上的相交,设计合成出了结构新颖的第三类“AIE +ESIPT”荧光分子TPE-HBT,同时,我们也合成出了对照性化合物TPE-1,TPE-2和HBT。通过分析TPE-HBT在不同测试条件下的荧光光谱以及对照物TPE-1,TPE-2和HBT的荧光光谱,证明了荧光分子TPE-HBT同时存在预期的ESIPT机制和AIE机制,我们还发现这两种机制在TPE-HBT分子中具有协同效应。此外,荧光分子TPE-HBT性能优越,其斯托克斯位移超过200 nm,固态绝对荧光量子产率高达0.97,光稳定性良好,细胞毒性低。第三章,考虑到TPE-HBT良好的光物理性质,我们对其结构中的羟基进行了特定修饰,成功合成出了一种新型的基于“AIE +ESIPT”机制的荧光探针TPE-3,用于生物硫醇(Cys,Hcy,GSH,H2S)的识别。选择性实验和竞争性实验表明TPE-3对生物硫醇具有特异性识别效果和很好的抗干扰能力。此外,探针TPE-3对生物硫醇的响应速率快,在15 min内就能达到最大响应强度。通过荧光光谱滴定实验,我们计算出TPE-3对Cys,Hcy,GSH和H2S的检测限分别为72nM,90nM,81 nM,82 nM。探针TPE-3的细胞毒性很低,我们最终把它应用到HeLa细胞和HuH-7细胞中生物硫醇的荧光成像,表明了其潜在的应用价值。