由化学反应引起的发光被称为化学发光。将化学发光应用于分析检测时,不存在光漂白和光毒性的现象,并且由于没有瑞利散射和拉曼散射的干扰,其背景信号低,灵敏度高。鲁米诺(LUM)作为目前最常用的水溶性化学发光试剂,由于化学发光强度较高、对生物的低毒性,在生物检测和光动力治疗等领域均有应用,但是鲁米诺是典型的闪光型单色光发光,往往会导致分析精确度较差,限制了其更广泛的应用。为了拓展化学发光的波长范围,现有的大部分工作是通过利用化学发光共振能量转移(CRET)过程,将化学发光体系的发射波长进行了红移。但目前CRET过程通常是一步能量转移过程,效率较低,并且是低强度和闪光型的化学发光,而利用共价修饰化学发光试剂的方法往往价格昂贵、合成方法复杂,难以大量合成。长期以来,高强度、长时间的“辉光型”多色化学发光一直是化学发光领域追求的目标。我们在温和的条件下制备了一类基于鲁米诺的高强度、长时间、多色化学发光水凝胶,并详细研究了其化学发光性质及相关性能和进行了机理分析。主要研究内容如下:1、我们先使用一个简单的LUM-Tris-Co2+化学发光系统作为模型系统,证明了 β-环糊精(β-CD)的组装能增强该体系的化学发光强度,并且通过β-CD、LUM和荧光染料在水溶液中的动态组装实现了高效的级联CRET。然后进一步探究了β-CD的作用机理:β-CD先与化学发光试剂和荧光染料结合形成动态组装体,这些组装体可以拉近所包含的发光中间体和荧光染料的距离,并使它们适当排列进行有效取向,这大大提高了发光中间体和荧光染料之间的CRET效率,从而实现了多步级联的CRET。2、我们通过选择合适的荧光染料和优化化学发光反应条件,使得β-CD动态组装化学发光体系可在410-610nm范围内发射波长可调的高强度化学发光,体系的级联CRET效率可达92%,与基于共价连接给体和受体的CRET系统的效率相当。3、为制备高强度、长时间且多色的化学发光水凝胶,我们以羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为增稠剂,减缓双氧水的扩散速度,进而延长体系的化学发光时间;以Ca(OH)2固体(低溶解度强碱)为缓冲液,使化学发光体系的pH值保持在化学发光反应的最佳范围内,从而实现了高效级联的CRET机制与长时间辉光型化学发光机制的完美耦合,使得高强度、长时间的多色化学发光肉眼可见长达22小时。4、制备多色化学发光水凝胶的方法温和简便,原料低成本,对环境无害,该水凝胶能够在水介质中实现高强度、持久的多色化学发光,可以代替过氧草酸酯化学发光体系。我们将这类多色化学发光水凝胶用于制备可转换的多色二维代码进行信息的储存与转换,制备了彩色发光墨水,还可以代替荧光棒用于冷光源及装饰领域。总的来说,这类高强度、长时间多色化学发光水凝胶在冷光源、生物检测、家居修饰、生物传感和加密等领域具有潜在的应用前景。除了化学发光材料,有机荧光材料由于荧光强度高且稳定、对分子的结构修饰较容易、发射光谱显示窄峰型、选择性好、能提高分析的检测灵敏度、等等优点,有非常广泛的应用。本文第四章重点介绍了两种有机荧光材料的工作,主要涉及荧光材料的分子结构设计、合成、结构表征与性质探索。