利用荧光或紫外吸收作为检测手段的光化学传感器由于其灵敏度高、易于检测等优点在分子识别领域受到广泛的关注,在现代生物医学检测中扮演着重要的角色。传统的光化学传感器通过精确的传导机制设计以及复杂的人工合成步骤得到同时具有识别功能和光学信号表达的探测分子。在本文中,将探讨如何利用分子间的非共价键作用力来构建超分子集合,实现对目标分子的选择性识别或模式识别。论文中以4d-过渡金属配合物和指示剂络合组成光化学传感器,检测从锂离子、焦磷酸根离子到小分子肽及短链DNA的不同体系。待测物的加入诱发指示剂的置换反应,进而通过荧光或紫外吸收变化实现对待测物高选择性、高灵敏性的检测。由于所涉及配合物和指示剂都为商业可得或易于合成,该传感聚集体具有操作简便等优势。对小分子肽的识别利用了由过渡金属钌(Ⅱ)、铑(Ⅱ)、钯(Ⅱ)的配合物([{RuCl2 (p-cymene)}2]、[(RhCl2Cp*)2]、[PdCl2(en)])和六个荧光指示剂分别通过相互的络合作用组建的传感器阵列。待测样品加入到阵列中的每个传感单元,与金属配合物配合引起指示剂荧光信号响应。每个单元的荧光响应以时间分辨的形式作为变量进行多变量分析,可在水溶液中识别十个不同的二肽,并能够在人血清环境中定量检测具有药理学作用的肌肽与高肌肽,同时对于长链的缓激肽与胰肌肽的混合样本也具有很好的识别功能。以两个钯配合物[PdCl2(en)]和[PdCl2(bipy)]以及两个染料分子组成的2×2小型阵列构建一个寡聚核苷酸的比色传感器。阵列中的每个传感单元都由一个钯(11)配合物和一个染料组成。寡聚核苷酸的加入会把络合的染料置换出来诱发荧光变化。该传感器能够实现对低浓度短链寡聚核苷酸不同序列的模式识别,同时也能得到样本的浓度、配比等相关信息,为现有的核苷酸光学传感器提供了补充。进一步的研究表明水溶性钯配合物[Pd(NO3)2(bipy)]与焦磷酸根(PPi)存在相互作用。利用此[Pd(NO3)2(bipy)]作为受体,与荧光指示剂MCB构建了传感聚集体,根据荧光光谱滴定绘制的标准曲线可用于焦磷酸根在低微摩尔级浓度范围内的定量检测,该方法在水溶液中对F-、Cl-、Br-、AcO-、HCO3-、NO3-、H2PO4-、ClO4-、SO42-、Sal-等干扰离子,表现出良好的PPi选择识别性能。将具有良好光学特性的1,8-萘酰亚胺荧光团通过共价连接的方式对基于Ru的12-金属冠醚-3大环受体进行修饰,设计合成了两个全新的锂离子荧光传感器分子。针对该传感器水溶性差、合成繁琐以及灵敏度不高等不足,深入开发了单一金属大环络合物的双受体功能,可以在同时结合锂离子的前提下,通过双受体的调制进行信号传导。这种传感方法操作简便,对Na+、Mg2+等干扰离子显示出良好的Li+选择性,更能够在如血清溶液这样的生物体系中检测药理浓度的锂离子。