过渡金属配合物因其具有金属到配体电荷转移(MLCT)或基于配体激发(π→π*)发光的特点,其发光强、颜色多以及寿命长等突出特点,引起大家极大的研究兴趣。其中过渡金属铱(Ir3+)与有机配体形成的配合物由于具有优越的光物理化学和电化学性质而成为研究的热点。近年来金属铱配合物广泛应用于发光二极管(OLEDs),发光电化学电池(LEECs),化学传感,生物成像,航空涂料和光催化剂等。特别是生物成像应用,是当前的热门研究方向。然而水溶性不好,这几乎是这类金属配合物的共性。如何提高金属铱配合物的水溶性成为当前这类配合物应用于生物方面首要攻克的难题。与此同时,人们对于这类金属配合物在化学传感方向的研究也在不断加深中。本论文通过配体修饰的方法一方面在配合物中引入亲水性的基团,设计合成具有良好光物理化学性质的水溶性铱配合物,进而扩展其在生物分析方面的应用;另一方面利用配体上修饰的特殊基团,设计合成一系列具有化学传感研究价值的铱配合物。第一章介绍了金属铱配合物的基本光物理概念及配合物发光性质,综述了铱配合物在OLEDs、化学传感、电化学发光、生物标记及成像、光催化、航空涂料等领域的研究应用。第二章通过在联吡啶配体中引入多羟基的糖基,并选择不同的金属配体(2-(4-羧基苯基)吡啶、2-(2,4-二氟苯基)吡啶、2-甲基-3-苯并喹喔啉)与金属铱配位,合成了3种具有水溶性的铱配合物,对其进行了核磁共振、质谱、元素分析等表征,并研究了其光物理和电化学性质及细胞成像。第三章通过在辅助配体上进行修饰,合成了一系列pH敏感的铱配合物。辅助配体包括联吡啶、4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶、4,4’-二氨基-2,2’-联吡啶、4,4’-二甲氧基-2,2’-联吡啶及4,4’-二甲羟基-2,2’-联吡啶,并研究了这一系列配合物的光物理和光化学性质。