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近年来人们针对生物体及环境中的一些特殊类别物质设计的荧光纳米传感器已经被广泛研究。在这方面，尤其是对重金属及过渡金属如：Hg2+、pb2+、Cd2+、Zn2+等进行识别的纳米传感器尤为重要。纳米传感器主要包括识别结合基团和信号报告基团，研究发现，将有机材料可进行分子识别位点设计及响应速度快等优良性能和纳米材料的尺寸效应等特性有机地结合起来制备出具有新颖的光学、电学、催化等优良性能的新型纳米传感器引起广大科学工作者的极大兴趣。本文基于这类传感器的原理，选用桥连芘的化合物并以不同纳米材料包括荧光有机纳米，石墨烯，纳米孔道为基础，设计合成了两类化学传感器，研究了它们对不同金属离子的选择性。
论文分为三个部分：第一部分为前言；第二部分工作是合成系列荧光类化合物并利用其荧光性能研究其对重金属离子选择性。第三部分工作是以纳米孔道为基础，通过对其进行化学修饰研究其对金属离子的选择性。论文主要是围绕过渡金属离子的检测展开，利用到芘的荧光有机纳米，芘修饰的石墨烯探针，以及近年来发展起来的纳米通道，取得了创新性的研究成果。
第一，基于芘荧光团合成几种不同的单芘和双芘荧光有机化合物，并对这系列化合物做了相关表征。
第二，利用再沉淀法合成了具有双功能识别特性的荧光有机纳米材料(FONs)，实现了对Ag+的选择性荧光检测，所形成的FONs有机纳米/Ag+复合物进一步实现了对谷氨酸、焦谷氨酸、天冬氨酸的荧光响应。
第三，利用石墨烯较好的荧光猝灭性能，较好的水溶性以及生物相容性，通过π-π作用将其修饰到石墨烯表面制成复合纳米材料(NPEY-GNs)，实现了水相中Mn2+的选择性比色荧光检测。
第四，以纳米孔道为基础，通过在孔道内修饰与Zn2+配位能力较强的DPA分子，对电流进行跟踪检测，实现了孔道内锌离子的选择性识别，而且，这种以孔道为基底的Zn-DPA体系能够进一步实现HPO42-的选择性识别，同时探讨了作用机理，并提出了合理的解释。