基于喹啉结构的荧光化学传感器在生物医药与光电领域起着重要的作用。近年来,许多研究者以喹啉结构为中心荧光化学基团,对喹啉小分子所固有的性能进行了研究和探索。由于氮杂环共轭结构的存在,喹啉类衍生物表现出了优良的荧光性质。在第一部分的实验中,我们以乙酰苯胺为原料,通过维尔斯迈尔-哈克机理于70%乙酸条件下脱氯合成了喹啉-2-酮-3-醛并进行了表征。继而将喹啉-2-酮-3-醛与烟酸酰肼缩合,合成了一种可特异性识别铝离子的席夫碱荧光探针L1。对L1光学性能的研究表明了在其他常见金属阳离子存在的乙醇溶液中,L1可表现出对铝离子的较高选择性和灵敏度,并且其检测限可以达到十亿分之一(ppb)。质谱与Job曲线说明了荧光探针分子L1与A13+离子符合1：1的配位比。我们同样通过共聚焦荧光显微镜证明了L1可在活细胞(Hela)中特异性检测A13+,证明该荧光探针在生物方面具有潜在的应用价值。纳米材料科学近几年来的研究表明,纳米颗粒的物理化学性质极大的取决于其自身粒径与形貌。利用热分解法可成功的合成单分散的CoFe2O4纳米颗粒,所合成的纳米颗粒产率较高,同时透射电镜表明它们具有较窄的尺寸分布以及良好的晶型。最为重要的是,这一方法通过调整体系中前驱体浓度与加热温度等条件,可实现对纳米材料不同粒径形貌的可控合成。但目前所报道过的纳米材料可控合成相关研究,往往需要精密的实验过程,苛刻的实验条件与繁琐的实验步骤,这无疑阻碍了纳米材料的进一步发展。另外,迄今为止关于铁钴氧体纳米材料所固有的过氧化氢酶活性的性质探索不多,同时,粒径与形貌对纳米材料酶活性的影响同样需要更多研究关注。在第二个实验课题中,我们合成了一系列的铁钴氧体(CoFe2O4)纳米颗粒,通过改变前驱体浓度,CoFe2O4可得到椭球型,四方体型和角生长四方体型等多种形貌。有趣的是,当反应温度由320℃提高到330℃时,四方体型的纳米颗粒可转化为八角星型。这一系列CoFe2O4纳米颗粒都表现出了固有的过氧化氢酶活性,在H202存在的条件下,可催化TMB(3,3’,5,5’-四甲基联苯胺)显色反应的进行。受其粒径形貌与晶相的影响,CoFe2O4纳米颗粒的酶活性表现为球形>四方体型>八角星型>角生长四方体型>椭球型。实验得出CoFe2O4纳米颗粒不同的米氏常数Km,与辣根过氧化物酶和Fe3O4相比,CoFe2O4纳米颗粒的Km常数更低,即其酶活性更好。同时,我们还考察了CoFe2O4纳米颗粒在磁共振成像与特异性识别叶酸受体过度表达的癌细胞方面的应用。实验课题三中,我们在四氧化三铁磁性材料的基础上合成了金属掺杂型的纳米复合材料。这种Fe3O4-CexOy磁性复合材料具有与Fe3O4相似的超顺磁性,其固有的过氧化氢酶催化活性远高于单独存在的Fe3O4,同时,值得注意的是,其pH适用范围相对于Fe3O4来说更宽,在接近中性条件下仍可表现出明显的酶催化活性。基于其上述性质,我们推断磁性纳米复合材料Fe3O4-CexOy在生物催化,纳米探针以及靶向分子载体等领域存在良好的潜在应用价值。