表面等离子体耦合发射荧光(SPCE)是利用激发态的荧光团和金属表面等离子体的耦合近场作用而建立起来的一种新型的表面增强荧光技术,具有角度定向性、波长分辨性、距离依赖性、信号偏振性和背景抑制作用等多种独特的光学特性,在化学分析、生物传感、细胞成像等领域中显现出广阔的应用前景。聚合物刷已经成为一种典型的软物质界面材料,由于其化学组成与空间构型的不同,对pH值、温度、溶剂、光和离子等多种环境刺激会产生响应,促使表面形貌、厚度或润湿性发生变化。将聚合物刷受刺激后产生的厚度变化特性与SPCE的距离依赖性相结合,可以制备各种用途的传感器。Kretschmann(KR)模式SPCE荧光的研究利用尚少。本文在对KR模式SPCE法进行深入考察之后,将其应用于原位监测荧光聚合物刷的电化学控制生长过程和对环境刺激的响应过程。共五章:第一章绪论。结合表面等离子体共振(SPR),详细阐述了表面等离子体耦合发射荧光(SPCE)原理,包括其独特的光学特性,简要介绍了 SPCE在机理和应用方面的研究进展以及与其他方法的联用情况。另外,简单介绍了聚合物刷的聚合方法、类型、适用的基底材料、表征方法及应用等。第二章电化学联用多模式角度扫描荧光仪器。我们将多模式角度扫描荧光法与电化学分析法联合使用,研究开发可将两种方法结合使用的仪器系统。实验结果显示,多模式角度扫描荧光系统可在多种模式之间进行灵活转换,满足多角度测定的需要,能够实现自动化控制;电化学部分性能稳定,能满足实验要求。整套系统结构简单,功能齐全,操作自动化程度较高。该仪器为后续的SPCE性质研究及应用研究提供硬件基础,另一方面,小型化、自动化的仪器系统的成功研制将有助于SPCE检测技术在各行各业的推广使用。第三章样品尺度与KR模式SPCE性质相关性研究。首先采用Reverse Kretschmann(RK)模式SPCE法测定0～2000 nm厚度范围内PMMA薄膜的厚度,再考察同系列样品在KR模式下SPCE激发性质以及发射性质与样品厚度的相关性。研究表明:KR模式下,激发角、发射角和荧光信号都与样品厚度存在相关性。样品厚度小于60 nm时,主要表现为SPR性质;样品厚度大于60 nm时,开始由SPR性质逐渐过渡为表面等离子体波导共振(PWR)性质。随着薄膜由薄变厚,激发角和发射角由单角度逐渐变为多角度,信号偏振性由p-偏振变为p-偏振和s-偏振交替分布;荧光信号则经历弱-强-弱的变化过程。本章为将SPCE法进一步用于薄膜厚度测定以及传感器的制备和应用提供理论支持。第四章SPCE法研究聚合物刷。利用电诱导表面引发原子转移自由基聚合法(eATRP)在金膜表面制备荧光聚合物刷,在KR模式下,分别采用SPCE荧光强度法、SPCE角度扫描法和SPCE荧光成像法对聚合物刷的生长过程进行原位监测,估算原位生成的聚合物厚度。三种SPCE测定方法适用性不同,若能结合使用,将更有利于拓展其应用。另外,利用SPCE角度扫描法测定干态聚合物刷厚度,利用SPCE荧光强度法跟踪聚合物刷对环境刺激的响应情况。本章旨在拓宽SPCE法在传感方面的应用。第五章结语与展望。总结本论文研究工作的创新性,对研究工作的进一步开展进行展望。