荧光探针因其响应迅速、高选择性、高灵敏度、样品用量少、操作简单等优点而被广泛应用于环境监测、食品安全、生物传感等领域。芘及其衍生物是一类性能优异的荧光材料,具有化学性质稳定、荧光寿命长和量子产率高等特点,是一种备受关注的荧光探针材料。8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(HPTS)是一种量子产率极高的水溶性芘衍生物,其pKa值在6.6-7.8之间,有较大的斯托克斯位移,高的摩尔吸光率和光稳定性。然而,目前对于HPTS的传感应用报道很少。本文以HPTS为母体,通过简单的有机合成,设计了几种水溶性荧光探针,对其性质进行了表征,并将其应用于水体污染物的检测。主要工作如下:1.对硝基苯胺是一种特殊的苯胺衍生物,具有很高的化学毒性,是一种典型的环境污染物。我们利用阴离子型芘衍生物,8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(HPTS),建立了一种快速可视化的对硝基苯胺荧光检测方法。检测原理主要是基于PNA通过非共价作用而导致的HPTS的荧光淬灭。对硝基苯胺的浓度在0-120 μM范围,有良好的线性关系,检出限为4.63 μM。该探针既可以用于可视化检测对硝基苯胺,又可以用于实际水样中对硝基苯胺的检测。2.通过一步法合成了一个水溶性的荧光探针HPTS-1,利用硫化氢的亲核性,使探针的醚键断裂,释放出有荧光的物质。基于这种off-on信号模式检测硫化氢我们研究了不同缓冲溶液、温度、pH对探针检测硫化氢的影响。通过实验结果,我们发现该探针不仅制备简单、水溶性好,而且有很高的灵敏度、好的选择性、能目测。3.设计合成了一种基于水溶性芘衍生物的新型荧光探针HPTS-DNP,用于在100%水介质中以off-on信号模式检测苯硫酚。与以前的苯硫酚荧光测定方法相比,该探针具有制备非常简单、反应迅速、目测、有优异的水溶性、优异的灵敏度和高的选择性,相对荧光强度增强可达到7000倍。检测限低至0.49 nM,该探针实际检测苯硫酚的浓度可以低至1 nM。这是目前关于苯硫酚的荧光检测的最低检测限。4.探针HPTS-DNP可以用于定性定量检测实际水样中的苯硫酚,我们以后海和自来水作为研究体系。在后海水体系中,苯硫酚浓度在0.1μM到50μM 范围内,与相对荧光强度I/I0成线性关系,相关系数r为0.999,检测限为1.54 nM,在此浓度范围内,相对荧光强度最大可增强2250倍。在自来水体系中,苯硫酚浓度在0.1μM到50 μM范围内,与相对荧光强度I/I0成线性关系,相关系数r为0.998,检测限为4.04 nM,在此浓度范围内,相对荧光强度最大可增强900倍。同时,我们又研究了探针HPTS-DNP检测苯硫酚在Hela细胞和16HBE细胞细胞中的增殖毒性及荧光成像。在Hela细胞中,50 μM的探针对细胞的毒性很小,但是探针在细胞中孵育24小时时,仍然没有荧光出现。在16 HBE细胞,该探针毒性相对较低,细胞膜透过性较好,能在细胞内对苯硫酚进行特异性识别,进行生物成像分析。