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近年来,恐怖主义、环境污染、食品安全等问题日益突出,严重影响人类的生活和生产安全,因此对检测各类爆炸物和污染物的荧光传感器提出了越来越高的要求。表面活性剂由于它们的超分子组装体可以用于调节荧光传感器的光物理性质和传感行为而引起人们的广泛关注。与传统的荧光化学传感器(Fluorophore-Spacer-Receptor, F-S-R)的制备策略不同,基于超分子组装体荧光传感器不是将荧光报告基团F和分子识别基团R经由化学键结合,而是将二者经由表面活性剂分子的超分子组装体非共价组合到一起,实现对待测物的分析检测。这一利用超分子组装体进行非共价组装的方法不但可以减少对分子合成的依赖,还能够实现传感器灵敏度的提高,因此激发了人们利用超分子组装体进行荧光化学传感器研究的广泛兴趣。另一方面,除了将荧光报告基团与识别基团进行非共价组装制备传感器平台外,超分子组装体同样可以用来包囊传统的F-S-R型荧光传感器或无受体基团的两亲性荧光分子构建传感平台。超分子组装体在荧光化学传感平台的构建中具有诸多优点：(1)可以增强荧光基团的荧光量子产率；(2)能够实现脂溶性荧光传感器的水环境检测,更具实际应用意义；(3)降低水合作用导致的灵敏度下降效应,增强F-S-R型传感器与分析物在水环境中的结合能力；(4)可以改善传感的灵敏度。因此,考虑到超分子组装体在构建荧光传感器方面所具有的这些优势以及超分子组装体在指纹图谱识别型荧光传感器研究方面较为匮乏的现状,很有必要发展具有指纹图谱识别能力的超分子组装体荧光化学传感器和阵列。本论文重点介绍了近年来基于表面活性剂调控的超分子组装体荧光传感器以及传感器阵列研究新进展的基础上,立足本实验室已有的对分析物检测识别的荧光传感器或者传感器阵列的工作基础,利用表面活性剂调控的超分子组装体在荧光传感中的优势,分别发展了具有良好区分能力的单一荧光探针和传感器阵列。具体来讲,主要完成了以下工作：第一部分工作选用荧光信号丰富的芘作为信号输出基团,与双咪唑共价结合,合成了一种含有阳离子双咪唑基团的双芘衍生物S1。将其与阴离子表面活性剂通过非共价相互作用进行组装,形成荧光超分子组装体,以其作为荧光传感平台考察了在水溶液中对重金属离子的传感能力。首先我们对组装体丰富的光物理性质进行了详细地研究,光学光谱研究表明双芘衍生物在与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)组装后,其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱都得到了明显的增强。此外,我们考察了S1/SDS组装体对重金属离子的传感行为,研究发现该组装体能够实现在一系列二价金属离子存在下对Cu2+和Co2+的选择性传感,同时我们发现其传感灵敏度与SDS的浓度密切相关。因此,我们也对超分子组装体进行了进一步的优化,这也为我们研究其传感机理奠定了基础。此外,我们还证明了优化后的传感平台对Cu2+和Co2+的高灵敏传感是由于金属阳离子和阴离子表面活性剂之间的静电相互作用极大地增加了金属离子与荧光物种碰撞的机会,从而猝灭其荧光。同时,我们可以通过在Cu2+和Co2+猝灭体系中加入中性的甘氨酸对两种金属离子进行区分识别,甘氨酸加入到Cu2+猝灭体系中荧光得以恢复,而加入到Co2+猝灭体系中荧光进一步降低。此外,铜离子猝灭体系中荧光的恢复可以进一步用来实现对中性氨基酸的turn-on型传感。第二部分工作是在第一个工作的基础上,制备了另外两个由不同链长连接臂构成的阳离子双咪唑双芘衍生物S2和S3,将其与S1组合使用。通过与表面活性剂SDS组装形成了S1/SDS、S2/SDS、S3/SDS三单元的超分子组装体荧光传感器阵列。荧光光谱测定表明它们的传感行为可以用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS来调控。由于三价镧系金属离子与SDS聚集体之间强的静电相互作用而引起了表面活性剂组装体明显的构像变化,使得组装体中荧光分子的两个芘单元之间的相对空间受到极大影响,产生不同的荧光变化模式。优化后的三个组装体显示了对不同镧系金属离子的交互响应性。通过分别采集各传感单元在单体和excimer发射处荧光变化信号可以构建三单元六信号传感器阵列的指纹识别图谱,初步实现了对六种镧系金属离子La3+、Pr3+、Nd3+、Eu3+、Ho3+、Er3+的区分检测。进一步通过主成分分析(PCA)计算得到了六种镧系金属离子的二维识别图谱,显示了该传感器阵列对六种镧系金属离子在不同浓度下良好的区分能力。