由于阳离子共轭聚合物具有强的光捕获能力、荧光信号倍增响应性及良好的水溶性等优点,使其在生物分子检测、细胞成像、药物运输与释放、疾病诊断等方面得到了广泛的应用。氧化石墨烯具有超大的比表面积和共轭结构,通过π-π相互作用吸附荧光染料分子,通过光诱导电子转移或荧光共振能量转移机理,猝灭染料分子的荧光。苝酰亚胺衍生物聚集体,能够有效的猝灭发射波长分布在可见光区和近红外光谱区域的荧光基团,作为一种新型的猝灭基团可被应用于生物传感体系中。本文以水溶性阳离子共轭聚合物PFP为能量给体,分别以氧化石墨烯、苝酰亚胺衍生物为猝灭剂,建立了普适性适配体传感体系及无标记检测新方法。一、基于阳离子共轭聚合物与适配体的普适性传感新方法研究利用水溶性共轭聚合物强的光聚特性、荧光信号倍增响应性及适配体的高特异性,我们设计了一种基于荧光共振能量转移(FRET)机制的普适性新方法,用于小分子等目标物的检测。该方法以水溶性阳离子共轭聚合物PFP作为能量供体,荧光素FAM标记的适配体作为识别元件及能量受体,氧化石墨烯(GO)作为猝灭剂。当无目标物存在时,适配体能够被吸附在GO的表面,导致FAM的荧光被猝灭,当用380 nm激发时,从PFP到FAM的FRET效率较低。当目标物存在时,适配体与目标物能够特异性结合,同时适配体的构象发生改变,导致适配体远离氧化石墨烯的表面,进而与PFP通过强的静电相互作用形成稳定的配合物,由于PFP的发射光谱与FAM的吸收光谱能够有效重叠,因此,当用380 nm激发时,可以发生从PFP到FAM有效的FRET。在该体系中,阳离子水溶性共轭聚合物不但是能量给体,可使受体的荧光信号倍增,而且通过静电相互作用与结合了配体后的适配体形成稳定的配合物,促使适配体远离GO表面,使FAM的荧光增强,从而提高检测的灵敏度。本工作分别以环境有害物质双酚A及生物小分子多巴胺为例,考察了该方法的普适性。研究结果表明,该方法具有很好的普适性,可实现对目标物的灵敏检测,对双酚A的检出限(LOD)达5 pg/mL,比仅通过适配体及石墨烯检测双酚A的LOD低10倍,也远低于其他方法的LOD值;多巴胺的检测限可达1.0 nM,低于大部分报道的LOD值。该检测平台还具有很好的选择性,并且可实现实际水样中双酚A的检测及稀释100倍的人血清、血浆中多巴胺的检测。该检测方法还有望实现对其他环境污染物及生物分子的灵敏检测。二、基于阳离子共轭聚合物及苝酰亚胺衍生物的无标记检测新方法研究利用共轭聚合物优良的光电性质,以及苝酰亚胺(PDI)聚集体超强的猝灭能力,我们设计了以共轭聚合物为光学元件,ssDNA为探针,PDI作为猝灭剂的新型无标记生物传感体系。利用ssDNA的有效链长不同会导致PDI在ssDNA链上聚集程度不同,从而产生的猝灭效应不同的机理,用于S1核酸内切酶及双酚A(BPA)的检测。由于带正电荷的PDI与阳离子型共轭聚合物PFP之间存在强的静电斥力,因此PDI本身对PFP无明显的猝灭效果,而向体系中加入ssDNA时,由于静电相互作用,ssDNA可以同时与PFP和PDI结合,形成PFP/ssDNA/PDI复合体,PDI在ssDNA上高度聚集,具有超强的猝灭性能,此时其与PFP的距离较近,因而可有效猝灭PFP的荧光。当加入S1核酸内切酶后,ssDNA被水解成寡核苷酸片段,PDI在ssDNA上聚集程度降低,并且短链的ssDNA与PFP的静电相互作用较弱,PFP与PDI的距离较远,导致聚合物PFP的荧光恢复。另外,由于ssDNA的链长影响PDI的有效聚集,因此当ssDNA为适配体时,可以预测当其结合目标物之后,由于构象改变因而PDI的聚集程度亦会降低,因此该平台还可用作无标记的适配体传感体系。我们以BPA的检测为例,加入BPA之后,适配体与BPA结合后适配体的构象发生了改变,此时PDI的聚集效应降低,导致其猝灭效率下降,因此,当激发PFP时,PFP的荧光恢复。通过PFP荧光强度off-on的变化成功地实现了对S1核酸内切酶及BPA的无标记灵敏检测。S1和BPA的检测限分别为1.0×10-6U/mL及0.05ng/mL。该方法操作简单、灵敏、无需标记、成本低,并为其他生物分子的检测提供了新平台。